Yokogawa CENTUM VP Foundation Fieldbus: H1-Segmente ohne Überraschungen in Betrieb nehmen

Warum Fieldbus Ihre Verdrahtung verändert

Foundation Fieldbus verlagert die Steuerung in das Gerät. Der Messumformer führt die PID-Berechnung aus. Das DCS plant lediglich den Regelkreis. Erstens sparen Sie durch die Multidrop-Verdrahtung Kabel. Zweitens erhalten Sie umfangreiche Diagnosedaten von jedem Ventil. Außerdem liest CENTUM VP Funktionsblockalarme nativ aus. Ein fehlerhaftes Segment legt jedoch jedes daran angeschlossene Gerät lahm. Daher müssen Sie die Stromversorgung und Terminierung zuerst planen. Ein sauberes Segment ist die Grundlage für eine stabile Anlage.

Planung des H1-Segments mit FISCO

Verwenden Sie das FISCO-Modell für explosionsgefährdete Bereiche. Es legt die Regeln für Sie fest. Stellen Sie erstens die Stammleitungsspannung am Netzteil auf 24 V DC ein. Begrenzen Sie zweitens die Gesamtlänge des Segments auf 1.900 Meter. Außerdem dürfen höchstens 12 Geräte pro Segment angeschlossen werden. Leistungsstarke Verbraucher wie Stellungsregler erfordern jedoch eine geringere Anzahl. Kalkulieren Sie daher in Ihrer Strombilanz 12 mA pro Gerät ein. Bringen Sie schließlich ausschließlich an den beiden Enden der Stammleitung je einen Abschlusswiderstand an.

Das Yokogawa ALF111-S50 FOUNDATION Fieldbus-Kommunikationsmodul wurde speziell für die H1-Segmentintegration mit CENTUM VP entwickelt und unterstützt die oben beschriebenen Anforderungen an Koppler und Speisespannungsaufbereitung. Für Standardkonfigurationen bietet das Yokogawa ALF111-S00-Kommunikationsmodul eine kostengünstige Alternative.

Schrittweise Inbetriebnahme

Nehmen Sie das Segment in dieser Reihenfolge in Betrieb:

• Schritt 1: Installieren Sie den FF-Koppler in CENTUM VP. Weisen Sie dem H1-Port einen eindeutigen Tag zu.
• Schritt 2: Stellen Sie den Segmentvorspannungsstrom auf 16 mA ein. Dadurch werden inaktive Geräte aktiviert.
• Schritt 3: Scannen Sie das Segment. Bestätigen Sie, dass jedes Gerät mit einer gültigen ID angezeigt wird.
• Schritt 4: Laden Sie für jedes Instrument die Capability-Datei (.cff) herunter.
• Schritt 5: Führen Sie einen Live-Link-Walk durch. Überprüfen Sie, dass alle Blöcke „Active“ melden.

Die Yokogawa CENTUM VP AFV10D-S41201 Duplex Field Control Unit stellt die redundante FCU-Architektur bereit, die eine zuverlässige Einbindung von H1-Segmenten in kritischen Prozessanwendungen ermöglicht.

Zuordnung von Funktionsblöcken und LAS

Der Link Active Scheduler steuert jeden Makrozyklus. CENTUM VP fungiert als Backup-LAS. Verknüpfen Sie erstens den AI-Block mit dem PID-Block. Verknüpfen Sie zweitens den PID-Block mit dem AO-Block. Stellen Sie außerdem für die meisten Regelkreise den Makrozyklus auf 500 ms ein. Schnelle Kaskadenregelkreise benötigen jedoch 250 ms. Testen Sie daher den Zeitplan vor der Übergabe unter Last. Lassen Sie schließlich ein Gerät als Standby-LAS eingerichtet. So bleibt das Segment auch beim Austausch eines Kopplers funktionsfähig.

Informationen zu Feldsteuergeräten mit Unterstützung für einen Duplex-LAS-Failover finden Sie bei der Yokogawa AFF50D Field Control Unit AFF50D-H41111.

Diagnose eines Segmentfehlers

Ein ausgefallenes Segment macht sich deutlich bemerkbar und ist leicht zu erkennen. Gehen Sie bei der Fehlersuche nach dieser Routine vor:

• Schritt 1: Messen Sie die Stammleitungsspannung am Feldende. Erwartet werden 9 bis 24 V DC.
• Schritt 2: Prüfen Sie beide Abschlusswiderstände mit einem Messgerät. Jeder sollte etwa 110 Ohm anzeigen.
• Schritt 3: Listen Sie mit dem Konfigurator die Offline-Geräte auf. Notieren Sie deren Adressen.
• Schritt 4: Überprüfen Sie den Schirmabfluss. Ein unterbrochener Abfluss unterbricht den Vorspannungspfad.
• Schritt 5: Trennen Sie das zuletzt hinzugefügte Gerät. Ein fehlerhafter Tag zieht den Bus häufig auf ein niedriges Potenzial.

Beobachten Sie außerdem die Störabstandsreserve in CENTUM VP. Eine geringe Reserve weist auf EMV-Störungen durch einen Frequenzumrichter hin. Verlegen Sie die Stammleitung daher abseits von Kabelpritschen für Stromleitungen.

Fazit und Handlungsempfehlungen

Yokogawa CENTUM VP und Foundation Fieldbus belohnen eine sorgfältige Planung. Zeichnen Sie das Segment, bevor Sie Kabel verlegen. Bringen Sie Abschlusswiderstände ausschließlich an den beiden Enden an. Testen Sie den LAS-Zeitplan unter realer Last. So bleibt Ihre Inbetriebnahme ruhig und termingerecht. Schulen Sie zwei Ingenieure im FF-Konfigurator. Archivieren Sie schließlich die .cff-Dateien zusammen mit dem Projekt, damit der nächste Anlagenstillstand schnell abgewickelt werden kann.