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PROFIBUS DP/PA - Endress+Hauser Portal
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1. PLC PCS DP Schnittstelle Segmentkoppler ABB Freelance 2000 FieldController Pepperl Fuchs Allen Bradley PLC 5 SST PFB PLC Pepperl Fuchs PLC 5 SST PFB PLC Siemens Link PLC 5 SST PFB PLC ZA375 Slave Pepperl Fuchs SLC 500 SST PFB SLC Pepperl Fuchs SLC 500 SST PFB SLC Siemens Link ControlLogix SST PFB CLX Siemens Link ControlLogix SST PFB CLX Pepperl Fuchs Bosch CL400 BM DPI12 Pepperl Fuchs CL400 BM DP12 Siemens Link Emerson DeltaV VE4014 Pepperl Fuchs HIMA H41 Modbus PKV20 DPM Hilscher Pepperl Fuchs Mitsubishi Melsec AnS A1S J 71PB92D Pepperl Fuchs Moeller PS416 PS416 NET 440 Pepperl Fuchs Omron CS 1 C200HW PRM21 Pepperl Fuchs Schneider TSX Premium TSXPBY100 Pepperl Fuchs Quantum 140 CRP 81100 Pepperl Fuchs Quantum 140 CRP 81100 Siemens Link Siemens S7 300 315 2 DP Pepperl Fuchs S7 300 315 2 DP Siemens Koppler S7 300 315 2 DP Siemens Link S7 300 315 2 DP ZA375 Slave Siemens Link S7 300 315 2 DP AS I Link Siemens Link S7 300 CP342 5 Pepperl Fuchs Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 6 Systemintegration PLC PCS DP Schnittstelle Segmentkoppler S7 400 414 2 DP Pepperl Fuchs S7 400 414 2 DP Siemens Koppler S7 400 414 2
2. Typ IB IFDE Hilfsenergie Ui Ii Pi Bedienungsan Sicherheitshin mA mA V mA W leitung weise Cerabar S 11 0 vom Bus 17 5 500 39 BA222P XA096P XA097P Cerabar S 11 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA168P XA004P Deltabar S 11 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA167P XA003P Deltapilot S 11 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA164P XA007F FXA164 29 5 vom Bus 15 215 1 93 XAO9SF ATEX 2150 Levelflex M 11 0 vom Bus 17 5 500 5 5 BA243F KEMA 02 ATEX 1109 LiquiphantM 11 0 vom Bus 30 500 5 5 BA141F ATEX 5172X Liquisys M 11 0 lokal non non non BA209C EX EX EX Micropilot II 12 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA176F BA202F XAO13F XA018F XAO21F Micropilot M 13 0 vom Bus 17 5 500 5 5 BA225F BA226F XA102F XA106F Multicap 14 0 vom Bus 17 5 500 5 5 BA261F Mycom 11 0 lokal 17 5 280 4 9 BA143C XA143C 130849 CPMI152 Mycom 11 0 lokal 17 5 280 4 9 BA298C CPM153 Mypro 11 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA198C XA173C 130849 CXX431 Promag 33 12 0 oka 30 500 5 5 BA029D XA009D Promag 35 12 0 oka non non non BA029D EX EX EX Promag 50 1 0 okal 30 500 5 5 BA055D ATEX E003U Promag 53 1 0 oka 30 500 5 5 BA053D ATEX E003U Promass 63 12 0 okal 30 500 5 5 BA033D XA003D Promass 80 1 0 okal non non non BA072D EX EX EX Promass 83 1 0 oka 30 500 5 5 BA063D ATEX E074X Prosonic Flow 1 0 okal 30 500 5 5 BA076D ATEX E064X 93 Prosonic M 12 0 vom
3. OXAO Hersteller Modell Bezeichnung Z ndschutzart Speisestrom Spannung DP Baudrate Pepperl Fuchs SK KFD2 BR 1 PA 2 Nicht Ex 380 mA 22 0 V DC 93 75 kBit s Pepperl Fuchs SK KFD2 BR 1 PA 93 Nicht Ex 400 mA 24 0 26 0 V 93 75 kBit s DC Pepperl Fuchs SK KFD2 BR EX1 PA EEx ia IIC 100 mA 12 6 13 4 V 93 75 kBit s DC Pepperl Fuchs SK KFD2 BR EEx ia IIC 100 mA 12 6 13 4 V 93 75 kBit s EX1 2PA 93 DC Pepperl Fuchs SK KFD2 BR EEx ia IIC 100 mA 12 6 13 4 V 93 75 kBit s EX1 3PA 93 DC Pepperl Fuchs SK2 KLD2 PL 2 1 PA icht Ex 400 mA 24 0 26 0 V 45 45 kBit s DC 12 MBit s Pepperl Fuchs SK2 KLD2 PL 2 EEx ia IIC 100 mA 12 8 13 4V 45 45 kBit s EX1 PA DC 12 MBit s Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AC80 icht Ex 400 mA 19 0 VDC 45 45 kBit s OXAO Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0ADO0 EEx ia IIC 90 mA 12 5 VDC 45 45 kBit s OXAO Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AD80 EEx ib IIC 110 mA 12 5 V DC 45 45 KBit s OXAO Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AD81 EEx ia IIC 110 mA 13 5 VDC 45 45 kBit s OXAO Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AD82 EEx ia IIC 110 mA 13 5 VDC 45 45 kBit s in Verbindung mit Gateway KLD2 GT DP xPA oder KLD2 GT DPR xPA in Verbindung mit 6ES7157 0AA8x OXA0 als DP PA Link werden die Geschwindigkeiten von 9 6 kBit s bis 12 MBit s unterst tzt Tab
4. Segmentkoppler Momentan befinden sich Segmentkoppler von zwei Herstellern auf dem Markt Hersteller Modell Bezeichnung Z ndschutzart Speisestrom Spannung DP Baudrate Pepperl Fuchs SK KFD2 BR 1 PA 2 Nicht Ex 380 mA 22 0 V DC 93 75 kBit s Pepperl Fuchs SK KFD2 BR 1 PA 93 Nicht Ex 400 mA 24 0 26 0 V 93 75 kBit s DC Pepperl Fuchs SK KFD2 BR EX1 PA EEx ia IC 100 mA 12 6 13 4 V 93 75 kBit s DC Pepperl Fuchs SK KFD2 BR EEx ia IIC 100 mA 12 6 13 4 V 93 75 kBit s EX1 2PA 93 DC Pepperl Fuchs SK KFD2 BR EEx ia IIC 100 mA 12 6 13 4 V 93 75 kBit s EX1 3PA 93 DC Pepperl Fuchs SK2 KLD2 PL 2 1 PA icht Ex 400 mA 24 0 26 0 V 45 45 kBit s DC 12 MBit s Pepperl Fuchs SK2 KLD2 PL 2 EEx ia IIC 100 mA 12 8 13 4 V 45 45 kBit s EX1 PA DC 12 MBit s Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AC80 icht Ex 400 mA 19 0 V DC 45 45 KBit OXAO Sen Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0ADO0 EEx ia IIC 90 mA 12 5 VDC 45 45 kBit OXAO Sn Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AD80 EEx ib IIC 110 mA 12 5 V DC 45 45 KBit OXAO Ser Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AD81 EEx ia IIC 110 mA 13 5 V DC 45 45 KBit OXAO stt Siemens DP PA Koppler 6ES7157 0AD82 EEx ia IIC 110 mA 13 5 V DC 45 45 KBit OXAO seh in Verbindung mit Gateway KLD2 GT DP xPA oder KLD2 GT DPR 4PA in Verbindung mit 6ES7157 0AA8x OXA0 als DP PA Link werden die Geschwindigkeiten von 9 6 kBit s bis 12 MBit s unterst
5. Ger t erscheint nicht im m Ger t nicht am Segment angeschlossen Verbindungsaufbau m Doppelbelegung einer Adresse Ger t kann nicht vollst ndig m Ger teversion nicht vom Commuwin unterst tzt Vollst ndige Ger tebesch bedient werden eibung wird ben tigt siehe Kapitel 7 6 Es werden die Defaultparameter vom PA Profil angeboten a Vollbedienung ist nur bei Endress Hauser Ger ten und Stellungsreglern der Firma Samson m glich Die Umstellung der Einheit am Damit der Messwert an der Ger teanzeige auch zur SPS bertragen wird m s Ger t hat auf den Bus keine Wirkung sen die Parameter PV_SCALE und OUT_SCALE angepasst werden QUT_SCALE_MIN PV_SCALE_MIN QUT_SCALE_MAX PV_SCALE_MAX Siehe Kapitel 7 5 und 7 6 und die Ger tebetriebsanleitung 146 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 9 Technische Daten Allgemein Arbeitsweise und Systemaufbau Elektrischer Anschluss Bedien und Anzeigeoberfl che Externe Normen und Richtlinien Endress Hauser 9 Technische Daten Bezeichnung PROFIBUS DP Dezentrale Peripherie Anwendungsbereich Feldbus f r Fabrikautomatisierung und Prozesssteuerung Buszugriffsprinzip Multimaster mit logischem Token Ring und Master Slave Topologie Siehe Kapitel 2 2 Anzahl der Teilnehmer max 126 pro Bus aber max 32 pro Segment Segmente k nnen ber Repeater zusammen gekoppelt we
6. Stromberechnung Nr Ger te Hersteller Messstelle Basisstrom Fehlerstrom 1 Promass 83 Endress Hause FIC122 mA 0 mA 2 Stellungsregler FV121 O0 mA 0 mA 3 Levelflex M Endress Hause LIC124 mA 0 mA 4 TMT 184 Endress Hause TIC123 mA 0 mA 5 Promass 83 Endress Hause FIC126 mA 0 mA 6 Stellungsregler FV125 0 mA 6 mA 7 Promass 83 Endress Hause FIC222 mA O0 mA 8 Stellungsregler FV221 O0 mA OmA 9 Levelflex M Endress Hause LIC224 mA 0 mA 10 TMT 184 Endress Hause TIC223 mA O mA 11 Promass 83 Endress Hause FV226 mA 0 mA 12 Stellungsregler VIC225 mA 4 mA H chster Fehlerstrom max Ippg 6mA Strombedarf Isgg Lg max Irpg 135 mA Speisestrom des Segmentkopplers I 400 mA I Z Z g max Ippg ja OK Tab 4 8 Stromberechnung Nicht Ex Bereich Spannung am letzten Ger t Speisespannung des Segmentkopplers Us Herstellerdaten 19 00 V Widerstandsbelag des Kabels Rg 44 Q km Gesamtl nge des Kabels Leg 201 m Widerstand des Kabels Rsgg Lsgg X Rg 8 844Q Strombedarf des Segments Isgg 135 mA Spannungsabfall UA Isgg X Rsgc 1 19 V Spannung am letzten Ger t Ug Us Ua 17 8 V gt 9 V OK Tab 4 9 Spannung am letzten Ger t Nicht Ex Bereich Fazit Ergebnis der Berechnungen m Kabell nge OK m Stromberechnung OK m Spannung am letzten Ger t OK Vom Standpunkt des physikalischen Aufbaus gesehen kann die Anlage in Beispie
7. Endress Hauser 11 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme FDT Joint Interest Group 12 FDT Applikation z B FieldCare Engineering Tool DM F lt Kommunikation 2 amp Ger te DTMs Fa 2 Pi g r Pas ie PROFIBUS DP DTM y gt gt Pi y 7 Fi F v2 7 Remote I O y 4 x f P DT Al PROFIBUS PA o l DTM ba PROFIBUS PA Slaves Abb 1 1 FDT DTM Technologie Feldbus und Ger temanagement Das FDT Konzept wird durch eine Interessengemeinschaft vieler Firmen Joint Interest Group unterst tzt Die FDT Joint Interest Group ist eine nicht gewinnorientierte internationale Zusammenarbeit von Unternehmen aus dem Bereich der industriellen Automatisierung die es sich zur Aufgabe gemacht haben die Verbreitung von FDT DTM Technologie zu f rdern Weitere Firmen und Organisati onen die die FDT Joint Interest Group unterst tzen und ihr beitreten wollen sind jederzeit willkommen Endress Hauser ist ein Gr ndungsmitglied der FDT Joint Interest Group und ist im Marketing und Lenkungsausschuss t tig
8. Discrete Input TB Ein Discrete Input Transducer Block stellt folgende Signalverarbeitungsfunk tionen zur Verf gung m Sensorverkabelungskontrolle m Identifikation des Sensors Hersteller Endress Hauser 127 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Blockklasse Beschreibung Transducer Blocks TB Discrete Output TB Ein Discrete Output Transducer Block hat die Auspr gung f r das elektro pneumatische Stellprinzip und stellt folgende Signalverarbeitungsfunktionen stellprinzipabh ngig zur Verf gung Identifikation des Stellventils und Getriebes Hersteller Fail safe position Angaben zur Stellzeit Angaben zur Anzahl und der Grenze der Schaltspiele Angaben zur Zeitspanne des Fahrbeginns nach Sollwert nderung sowie zum ffnen und Schliessen Blockklasse Beschreibung Application Function Blocks Analog Input Ein Analog Input Function Block stellt folgende Signalverarbeitungsfunktionen f r die Messwerte zur Verf gung Skalierung Filterung PT1 Glied Hand Automatik Betriebsartenumschaltung Spezielle Funktionsberechnungen z B radizieren f r die Durchflussermitt lung aus dem Differnzdruck Simulation von Messwerten ohne Nutzung des Transducer Blocks m Ersatzwertbereitstellung bei Messfehlern m Warnungen Alarme Grenzwerte Analog Output Ein Analog Output Function Block stellt folgende Signalverarbeitungs
9. amp A R NotComnected es Abb 7 9 Beispiel Offline Ger teparametrierung Deltapilot S 137 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Online Betrieb gt Men Ger tebedienung Verbindung aufbauen gt Men Ger tebedienung gt Ger tefunktionen gt Online Parametrierung 2 DeviceType Deltapilot S Software Revision 2 0 Me wert 41 Produktname FEB 24 TAG LIC123 Me wert F llstand 1 1 VHO Diagnose Code Zustand OK Label VOHD Me wert 41 z2 EHE Standard Ansicht herstellerspezifische Tabelle IRo Grundabgleich z VOHT Abgleich leer Doom x e ci TA Linearisierung S V3 Erweiterter Abgleich VOH2 Abgleich voll 100 000000 xb EB v6 Profibusparameter EB V7 Transmitter Info YOH3 Dezimalpunkt 1 i EB v9 Service Simulation Eva Kommunikation VOH4 Integrationszeit 1 000000 sk EB F llstandme einrichtung SHE Identifikation VOHS PV Scale Min 0 000000 x i EB Eingang mHE Ausgang VOHE PV Scale Max 100 000000 o e E Anzeige und Bedienoberfl che BB Zertifikate und Zulassungen VOH7 Ausgang bei St rung Max Ji VOHS Lagekorrigierter Druck 0 0 bar VOH3 Messwert Fuellstand 1 1 z2 lt j EH Onine A YO Grundabgleich 3321 RED Connected a Abb 7 10 Beispiel Offline Ger teparametrierung Deltapilot S Die Ger te werden entsprechend der zugeh rigen Betriebsanleitung eingestellt Eine ber
10. 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Beispiel 3 EEx ib Berechnungsbeispiel f r einen Bus im Ex Bereich Zone 1 mit getrenntem Busaufbau wie in Abb 4 5 abgebildet Segmentkoppler EEx ia ib IIC P F I 100 mA U 13 V Kabel Siemens Widerstandsbelag 44 Q km Segmentkoppler Ex ia ib IIC Is 100 mA Stichleitung Abb 4 5 Beispiel 3 Berechnung des Segments EEx ib Busaufbau mit getrennter F hrung von Zone 0 EEx ib und Zone 1 EEx ia Kabell nge f r den worst case Max Schleifenwiderstand EEx siehe Tabelle 4 3 160 Widerstandsbelag des Kabels 44 Q km Max L nge m 363 m 1000 x Schleifenwiderstand Widerstandsbelag 1000 x 40 9 44 Q L nge der Hauptleitung 60 m Gesamtl nge der Stichleitungen 108 m Gesamtl nge des Kabels Lsgg 168 m Gesamtl nge des Kabels Lsgg 168 m lt Max L nge 363 m OK Tab 4 13 Kabell nge f r den worst case im EEx ib Bereich 70 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Stromberechnung Nr Ger te Hersteller Messstelle Basisstrom Fehlerstrom 1 Promass 83 Endress Hause FIC122 mA 0 mA 2 Stellungsregler FV121 3mA 0 mA 5 Promass 83 Endress Hause FIC126 mA 0 mA 6 Stellungsregler FV125 3 mA 6 mA 7 Promass 83 Endr
11. Status Code Bedeutung Ger tezustand Limits 0x80 Messwert in Ordnung gut OK 0x81 LO_LIM 0x82 HI_LIM 0x83 CONSTANT 0x84 Parameter nderung erfolgt gut OK 0x85 LO_LIM 0x86 HI_LIM 0x87 CONSTANT 0x88 aktive Warnung gut OK 0x89 Priorit t lt 8 LO_LIM 0x8A HI_LIM 0x8B CONSTANT 0x8C aktiver Grenzwertalarm gut OK 0x8D Priorit t gt 8 LO_LIM Ox8E HI_LIM Ox8F CONSTANT 0x90 unbest tigte nderung von Parame gut OK 0x91 tern LO_LIM 0x92 HI_LIM 0x93 CONSTANT 0x94 unquitierter Warnungsalarm gut OK 0x95 LO_LIM 0x96 HI_LIM 0x97 CONSTANT 0x98 unquitierter Grenzwertalarm gut OK 0x99 LO_LIM 0x9A HI_LIM 0x9B CONSTANT OxAO Initialisierung des Failsafe Zustands gut OK OxA1 LO_LIM 0xA2 HI_LIM OxA3 CONSTANT OxXAA Wartung erforderlich gut OK OxA5 LO_LIM OxA6 HI_LIM 0xA7 CONSTANT 0xC0 Messwert OK gut OK 0xC1 LO_LIM 0xC2 HI_LIM 0xC3 CONSTANT 0xC4A Initialisierung best tigt gut OK 0xC5 LO_LIM 0xC6 HI_LIM 0xC7 CONSTANT 0xC8 Initialisierung angefordert gut OK 0xC9 LO_LIM OxCA HI_LIM 0xCB CONSTANT OxCC not invited gut OK 0xCD LO_LIM OxCE HI_LIM OxCF CONSTANT 0xDO reserviert gut OK 0xD1 LO_LIM 0xD2 HI_LIM 0xD3 CONSTANT 0xD4 do not select gut OK 0xD5 LO_LIM 0xD6 HI_LIM 0xD7 CONSTANT Endress Hauser 111 6 Systemintegration PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Status Code Bedeutung Ger tezustand Limits 0xD8 local override gut OK 0xD9 L
12. 200631 Endress Hauser 179 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Promass 63 Promass 63 Prozessvariable Durchfluss PROFIBUS ID Hex 1506 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 50 60 Hz 20 55 V AC 16 62 V DC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung 63A 63E 63F 63H 631 63M Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 2 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale 1 x 4 20 mA Masse Dichte Temperatur Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 063D 06 de PNO Zertifikat 200571 180 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Promass 83 Endress Hauser Promass 83 Ea 1 0 Prozessvariable Durchfluss PROFIBUS ID Hex 152A Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000
13. Ex Zertifikate siehe BA 164F 00 de PNO Zertifikat 200657 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Levelflex M Endress Hauser Levelflex M Prozessvariable F llstand PROFIBUS ID Hex 152D Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ip 11 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA FMP40 FMP41C Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level herstellerspezi fisch Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 757F 00 de PNO Zertifikat 200657 PROFIBUS DP Version verf gbar nein 153 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Liquiphant M 154 Liquiphant M Prozessvariable F llstand Grenzschalter f r Fl ssigkeiten PROFIBUS ID Hex 152B Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 11 mA Fehlerstrom
14. PROFIBUS DP PROFIBUS PA Schnittste eren PROFIBUS Segmenten Ein Link ekte Kommuni Daten werden vom Link gesammelt er bereitgestellt Ein Link PROFIBUS PA Systeme kation mi ist im PROFIBUS DP Systemen ein Slave dagegen in n ein Mas e f r den Anschluss von einem oder ist nicht transparent d h es gibt den PROFIBUS PA Teilnehmern Deren nd gemeinsam dem PROFIBUS DP Mas er Repeater zugewiesen Verst rkt das Kommunikationssigna des Busses Bis zu 4 Repeater pro System PROFIBUS PA sind zugelassen Ein Repeater gilt als ein Busteilnehme und erlaubt dadurch die Verl ngerung physikalisch bekommt aber keine Adresse Feldger te Aktoren und Se angeschlossen s NSO ind en die an ei Feldger te s ind nem PROF in de T BUS PA PROFIBUS DP Segmen Regel Slaves Anschlussbox T Box Verbindungselement an der Hau er te k nnen di bunden werden tionen eki oder ber ej Di enen nur de ptleitung f r einzelne Feldger te Die Feldg ne Stichleitung mit der Anschlussbuchse ver Verteilung besitzen keine intelligenten Funk Feldverteiler Verbindungselement an der Ha weise werden die Feldger te ber eine Stichleitung mit dem Verteilerkasten ptleitung f r mehrere Feldger te Normaler verbunden Dienen nur der Ver nen eilung besitzen keine intelligenten Funktio Busabs
15. 195 4 5 Spannungskalkulation und Leitungsl nge 63 4 6 Berechnungsbeispiele f r Segmentauslegung Era 65 11 1 Bussufbaul a2sser er rer 195 4 7 Dimensionierung eines PROFIBUS PA Segments mit 11 29 K mponenten aus sa Ni 196 Feldbusbarriere ern 74 11 3 Datenverkehr 2 000 see 197 4 8 Datenmenge need 76 11 4 Weitere Demie oa EErEE DNR 198 4 9 Zykluszeiten econ ea 80 4 10 Adressier ng 2 0 aan ea 81 12 Anhang a e a at a a a 199 4 11 Adressierung und Zykluszeitberechnung 82 12 1 Berechnungsbl tter f r Ex Bereich EEx ia 199 x 12 2 Berechnungsbl tter f r Ex Bereich EEx ib 201 5 Installation PROFIBUS PA 91 12 3 Berechnungsbl tter f r Nicht Ex Bereich sec 203 5 1 Erdungund Schirmung 2 22 cec nn 92 J2 SLerminierung nenne areas 98 Index 2322 ern de 205 5 3 berspannungsschutz a0 99 SA Ger leeinbau n se haha 100 Endress Hauser 1 PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Bestimmungsgem sse Verwendung Montage Inbetriebnahme Bedienung Explosionsgef hrdeter Bereich Sicherheitshinweise Endress Hauser Registrierte Warenzeichen PROFIBUS Registriertes Warenzeichen der PROFIBUS Nutzerorganisation e V Karlsruhe Deutschland u HART Registriertes Warenzeichen der HART Communication Foundation Austin Texas USA Microsoft Windows Windows NT Windows 2000 Wi
16. Die PROFIBUS Nutzerorganisation PNO hat der FDT Joint Interest Group Eigentumsrechte ver liehen ihre Technologie zu nutzen Die PNO ist der Interessensverband von Nutzern der Profibus Technologie Die FDT Technik steht allen Firmen zur Nutzung offen Der Zweck der FDT Joint Interest Group ist es die Verbreitung und Nutzung der FDT Technologie in der industriellen Automatisierung Prozessautomatisierung und im Hybrideinsatz zu f rdern Die Hauptgesch ttsstelle liegt in Deutschland und in den USA M chten Sie weitere Informationen zur FDT Technologie und die FDT Joint Interest Group so wenden Sie sich bitte an http www fdt jig org Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung Verdrahtung Inbetriebnahme Betrieb Endress Hauser 1 2 Vorteile eines Bussystems Konventionell PROFIBUS PA Prozessnahe Komponente PNK Prozessnahe Komponente PNK Buskopplung Ex i Rangierverteiler m x 0p lt Schaltraum Rangierverteiler Verteilerkasten Verbindungs elemente Feld m m 9 H Abb 1 2 Signal bertragung Konventionell und mit dem PROFIBUS PA Abbildung 1 2 zeigt den Unterschied zwischen der Verdrahtung einer konventionellen 4 20 mA Anlage und einer Feldbus
17. Diese mit Check New Addr pr fen ob kein Adressenkonflikt vorliegt Wenn der Button Set Address aktiv ist dann bitte diesen best tigen damit dem Ger t die neue Adresse zugewiesen wird Pa Link Addr C Old Addr Check Old Addr Device Id Micropilot M New Addr Check New Addr Device Id UNKNOWN Set Address Help Cancel Abb 5 4 Beispiel Neue Ger teadresse setzen 7 Nach erfolgreicher Eingabe erscheint folgende Meldung Address successfully changed Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 6 Systemintegration Arbeiten mit den GSD Date ien Endress Hauser 6 Systemintegration Dieses Kapitel gibt die Informationen weiter die zur Systemintegration der PROFIBUS DP und PROFIBUS PA Ger te notwendig sind Das Kapitel ist wie folgt gegliedert Ger testammdateien Zyklische Daten bertragung Hinweise zur Projektierungssoftware Getestete Integrationen Busparameter PROFIBUS DP PA 6 1 Ger testammdateien Eine Ger testammdatei enth lt eine Beschreibung der Eigenschaften eines PROFIBUS Ger ts z B welche Daten bertragungsgeschwindigkeit das Ger t unterst tzen kann oder welche digitalen Informationen in welchem Format die SPS vom Ger t bekommt Zu den GSD Dateien geh ren auch Bitmap Dateien Mit Hilfe dieser Dateien werden die Messstellen bildlich dargestellt Die Ger testammdatei sowie die entsprechenden Bitmaps werden zur Projektierung eines PROFIBUS DP Ne
18. Ein Analyser Transducer Block enth lt die messprinzipspezifische Wandlung vom Sensorwert in einen masseinheitenbehafteten Messwert Folgende Funk tionen werden zur Verf gung gestellt m Angabe von Sensormessbereichen m automatische Messbereichsumschaltung m Angabe der Abtastrate f r das Messsignal Transfer TB Ein Transfer Transducer Block f hrt mathematische Berechnungen durch Er kann optional in Reihe mit dem Analyser Block geschaltet werden Folgende Funktionen werden zur Verf gung gestellt m Messwertkorrektur m Querempfindlichkeitskompensation m Filterung Control TB Ein Control Transducer Block bietet sehr komplexe Funktionalit ten die als parametrierbare Ger testeuerung betrachtet werden k nnen Er f hrt zeitab h ngig oder per Kommando Abarbeitungssteuerungen von folgenden Feld ger tefunktionen durch m Messen m Systemcheck a S ubern m Kalibrieren a Initialisieren Limit TB Ein Limit Transducer Block stellt f r einen Messwert folgende Grenzw ert berwachungsfunktionen zur Verf gung Die Grenzwertverletzung kann als bin rer Wert einem Discrete Input Function Block gemeldet werden um in den zyklischen Datenaustausch integriert zu werden Hysterese Anzugs und Abfallverz gerung Grenzwert berschreitung Grenzwertunterschreitung Alarm TB Auf der basis der NAMUR Statusklassen Betriebsbereit Wartung erforderlich Funktionskontrolle und Fehler stellt der Alar
19. Max 4 pro Bussegment Vor Ort Bedienung Ggf ber Tasten oder Touch Keys SPS Bedienung ber gemeinsame Parameter und Profil Befehle PC Bedienung ber Bedienprogramm z B FieldCare oder Commuwin II und PROFIBUS Interface Karte Busadresse Am DIP Schalter eingestellt oder ber Software Auswahl Software Hardware vorhanden PROFIBUS PA IEC 61158 und IEC 61784 PNO Richtlinien zur PROFIBUS PA Eigensicherheit EN 50 020 FISCO Modell IEC 79 14 Physikalische Schicht IEC 61158 2 MBP Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten 10 PROFIBUS Komponenten 10 1 Endress Hauser Feldger te PROFIBUS PA Cerabar M Cerabar M T00 Prozessvariable Druck vor PROFIBUS ID Hex 151C P 9 Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 11 mA Fehlerstrom Ippg 0 mA PMC41 Anlaufstrom lt Basisstrom PMC45 PMP41 Vor Ort Bedienung ja PMP45 PMP46 Adressierung DIP Schalter Software PMEAS Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Pressure Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja
20. 1530 Mi A Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA DDU10 Fehlerstrom Ippg OmA DDU15 DDU18 Anlaufstrom lt Basisstrom DDU19 Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 076D 06 de PNO Zertifikat 200869 PROFIBUS DP Version verf gbar ja 167 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Prosonic M 168 Prosonic M Prozessvariable F llstand NV PROFIBUS ID Hex 152C Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 12 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA FMU40 Anlaufstrom lt Basisstrom FMU41 FEMU43 Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level herstellerspezi fisch Physical Bl
21. 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 15 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA 72F Anlaufstrom lt Basisstrom 72W Vor Ort Bedienung nein Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 085D 06 de PNO Zertifikat 200835 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Prowirl 73 Endress Hauser Prowirl 73 1 Prozessvariable Durchfluss S PROFIBUS ID Hex 153G Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ip 15 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA 73F Anlaufstrom lt Basisstrom 73W Vor Ort Bedienung nein Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 094D 06 de PNO Zertifikat beantragt PROFIBUS DP Ve
22. B FieldCare Plant Asset Management Tool Er bernimmt die Inbetriebnahme sowie die Parametrierung Diag nose und Alarmbehandlung des Slave w hrend des laufenden zyklischen Datenverkehrs Besitzt ein PROFIBUS DP Netzwerk mehr als einen Master z B weil sowohl zyklische und azyk lische Dienste in Anspruch genommen werden so wird dies als Multi Master System bezeichnet Wird z B nur die SPS Steuerung f r die Steuerungs und Regelungsaufgaben verwendet so nennt man dies ein Mono Master System Master 1 Klasse 1 e hat das Senderecht KI 1 Der Datenaustausch asse m gt logischer erfolgt zyklisch Token Ring De zwischen Master 2 Klasse 2 erh lt das Senderecht Klasse 2 Er kann mit allen Mi D Master Stationen Slaves sprechen Der Datenaustausch z B mit Slave 3 erfolgt azyklisch Abb 2 5 Datenaustausch bei einem PROFIBUS DP Multimaster System M Master S Slave Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Daten bertragung Beispiel Promag 53 Eingangsdaten Endress Hauser 2 4 Netzwerkkonfiguration Der PROFIBUS DP Datenaustausch erfolgt ber Standard Telegramme die ber eine RS 485 Schnittstelle bertragen werden Die erlaubte maximale Telegramml nge f r Nutzdaten ist im PROFIBUS DP Protokoll auf 244 Byte festgelegt Bei den PROFIBUS DP Ger ten Promass und Promag werden Messwert und Status in 5 Bytes ber
23. D D PROFIBUS 1 0 FXA164 1514 Box Levelflex M FMP40 152D BA243F Liquiphant M FDL60 152B BA141F FDL61 FEL67 FTL670 Liquisys M LF 1515 BA209C pH 1516 Tu 1517 02 1518 CI 1519 Micropilot II FMR130 150A BA176F 00 de BA202F 00 de FMR13 FMR230V FMR231E FMR230 FMR23 FMR240 FMR530 FMR53 FMR532 FMR533 100 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Endress Hauser Micropilot M FMR130 FMR13 FMR230V FMR231E FMR230 FMR23 FMR240 FMR530 FMR53 FMR532 FMR533 1522 BA225F 00 de BA226F 00 de Multicap FEC14 53A BA261F 00 de Mycom II pH Wert LF induktiv LF konduktiv Q PM152 LM152 PM152 OO 508 509 50B 513 BA143C 07 de BA168C 07 de BA144C 07 de Mycom S LF konduktiv LF induktiv pH Wert LM153 PM153 PM153 ann 535 537 539 BA234C 07 de BA298C 07 de Mypro pH Wert LM431 PMA31 OO 50C 50D BA198C 07 de Promag 33 33W 33P 33H 505 BA029D 06 de Promag 35 35W 35P 35H 505 BA029D 06 de Promag 50 50W 50P 50H 525 BA055D 06 de Promag 53 53W 53P 53H 527 BA053D 06 de U omass 63 63A 63E 63F 63H 631 63M 506 BA033D 06 de Promass 80 80A 80E 80F 80H 801 80M 1528 BA072D 06 de Promass 83 83A 83E 8
24. Die tats chliche Anzahl der Teilnehmer muss w hrend der Pro jektierung festgelegt werden Busabschluss Anfang und Ende eines jeden Feldbussegments sind grunds tzlich durch einen Busabschluss zu ter minieren Bei verschiedenen Anschlussboxen Nicht Ex kann der Busabschluss ber einen Schalter aktiviert werden Ist dies nicht der Fall muss ein separater Busabschluss installiert werden i Achtung Beachten Sie folgende Punkte m Bei einem verzweigten Bussegment stellt das Messger t das am weitesten vom Segmentkoppler entfernt ist das Busende dar m Wird der Feldbus mit einem Repeater verl ngert dann muss auch die Verl ngerung an beiden Enden terminiert werden 42 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA Segmentkoppler Segmentkoppler SK1 von Pepperl Fuchs Endress Hauser 3 4 Buszugriffsverfahren Als Buszugriffsverfahren verwendet PROFIBUS PA das zentrale Master Slave Prinzip Die PNK Prozessnahe Komponente z B SPS ein Master der Klasse 1 befindet sich am PROFIBUS DP System ber einen PROFIBUS DP Master der Klasse 2 beispielsweise FieldCare werden die Feld ger te parametriert Die Slaves sind die Feldger te am PROFIBUS PA Segment Segmentkoppler sind aus Sicht des PROFIBUS DP Masters transparent und werden somitin der SPS nicht projektiert d h sie setzen lediglich die Signale um und speisen das PROFIBUS PA Segment Sie ben tigen weder eine Einstellung noc
25. Irpg 0 mA FDL60 Anlaufstrom lt Basisstrom FDL 1 FEL67 Vor Ort Bedienung ja FTL670 FTL50 Adressierung DIP Schalter Software FTL51 Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 FTL50H FTL5S1H PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Discrete Input Transducer Block DI Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 141F 00 de PNO Zertifikat Z00690 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Liquisys M Endress Hauser Liquisys M Prozessvariable pH Wert Leitf higkeit Tr bung Sauerstoff 10 30 Chlor BSE PROFIBUS ID Hex 1515 Leitf higkeit 1516 pH Wert 1517 Tr bung 1518 Sauerstoff 1519 Chlor Hilfsenergie lokal 100 115 230 V AC 10 15 48 62 Hz 24 V AC DC 20 15 Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA Fehlerstrom Ippg 0 mA LF Anlaufstrom lt Basisstrom pH Tu Vor Ort Bedienung ja 02 F c Adressierung DIL Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 CUM223 CUM253 PA Profil Version keine COM223 COM253 Azyklische Profildaten Analog Input CPM223 Transducer Block herstel
26. OU W e y w e Se F llstand Druck Durchfluss Temperatur Fl ssigkeits Registrierung Systeme Services Solutions analyse Komponenten Leitfaden zur Projektierung und Inbetriebnahme PROFIBUS DP PA Feldnahe Kommunikation 1 Local operation 1 PR i PROFBUS DPA conricuraton gt menaue HI abuis HO PARTES i l T ul a 7 l 1 BLOCKS SELECTION VALUE VALUE 5 1 iT 1 i TomuzeR fA Torazen ourwmur p CHANEL Pj Toralizen gt i 1 l En 1 f SEEST 1 SETT autengn i j py hi J INFORMATION f gt Version P saorane PL o P oonrisuranon i 1 j I 1 1 1 1 Transducer Block Analog Input Fot block 1 OUT VALUE 7 y A Volume flow Value Status lt f 1 1 L Analog Input Fct block 2 OUT VALUE Q N d 1 nn gt Sensor gt Signal processing gt nn Ed Mass flow Value Status 1 i n i Volume F eg 1 i gt Totalizer 1 HOT LOUTVALUE p D 1 Mass 1 1 i I 5 BEN S 4 Volume 1 i u u Totalizer 2 TE gt M 1 Mass 1 Manufacturer Volume P er 1 m TOT3 OUT VALUE i Physical Block specific m gt Totalizer 3 alue Status 9 1 N I l Mas a DISPLAY vALuE A CONTROL Value Status 1 x m Endress Hauser People for Process Automation PROF
27. PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Promass 63 Endress Hauser Promass 63 Ea 1 0 Prozessvariable Durchfluss PROFIBUS ID Hex 1506 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 50 60 Hz 20 55 V AC 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 12 mA 63A Fehlerstrom Ippg OmA 63E 63F Anlaufstrom lt Basisstrom 63H i f 631 Vor Ort Bedienung ja 63M Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 2 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale 1 x 4 20 mA Masse Dichte Temperatur Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 063D 06 de PNO Zertifikat 200407 PROFIBUS DP Version verf gbar ja 163 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Promass 80 164 Promass 80 5 K rozessvariable Durchfluss i PROFIBUS ID Hex 1528 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich
28. Prozessvariable Durchfluss 7 E PROFIBUS ID Hex 1505 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC nur Promag 33 Basisstrom max Ip 12 mA 33A Fehlerstrom Ippg 0 mA 33D 33F Anlaufstrom lt Basisstrom 33H i 33P Vor Ort Bedienung ja N Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung 35D Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 35F 35H PA Profil Version 2 0 35P 35W Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale 1 x 4 20 mA Durchfluss Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja nur Promag 33 Ex Zertifikate siehe BA 029D 06 de PNO Zertifikat Z00410 PROFIBUS DP Version verf gbar ja Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Promag 50 Promag 50 me Prozessvariable Durchfluss E PROFIBUS ID Hex 1525 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA 50W Fehlerstrom Ippg OmA 50P 50H Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung
29. fachverteilerboxen jeweils einen gewissen Abstand vom Schaltschrank und voneinander selbst haben und somit jeder einzelne Verteiler ein anderes Erdpotential hat Um dem Problem von Aus gleichsstr men ber den Kabelschirm entgegenzuwirken sollte eine Installationstechnik wie in Abbildung 5 2 dargestellt gew hlt werden Der Einfachheit halber werden in den Zeichnungen Schraubklemmen dargestellt Falls eine Steckverbindertechnik z B M12 verwendet wird sollten die Verteilerboxen ge ffnet werden um sicherzustellen ob der Schirm bereits mit der Erde verbun den ist Falls dies der Fall ist muss bei der Verwendung der isolieren Installation diese Verbindung unterbrochen werden Lieferanten wie z B Weidm ller sehen in ihren Verteilerboxen daf r Draht b d r cken vor die einfach durchtrennt werden k nnen Details dazu sind den Installationsrichtlinien er einzelnen Hersteller zu entnehmen Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Isolierte Installation Endress Hauser Die isolierte Installation wird in der IEC 61158 2 beschrieben Diese ist das bevorzugte Konzept in Grossbritanien und in den USA Bei der isolierten Installation ist die Erdung des Kabelschirms voll von der Ger teerdung getrennt Der Kabelschirm wird nur am Segmentkoppler aufgelegt Der Nachteil der isolierten Installation ist dass die digitalen Bussignale nicht optimal vor hochfre quenten St rungen gesch
30. hler 2 mit Steuerung SET_TOT und MODE_TOT Summenz hler 3 mit Steuerung SET_TOT und MODE_TOT Massefluss Display value Eingabewert Control Steuerung Herstellerspezifisch 27 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme GSD Ger testammdatei 28 Werden nicht alle Messgr ssen ben tigt k nnen mit Hilfe des Platzhalters EMPTY_MODULE welcher in der GSD Datei enthalten ist einzelne Messgr ssen unter Verwendung der Projek tierungssoftware des Klasse 1 Masters deaktiviert werden Steuerungen Ausgangsdaten herstellerspezifisch Der Durchflussmessers Promag 53 istin der Lage im zyklischen Datenaustausch Steuerungen Aus gangsdaten zu verarbeiten Dies kann z B das Einschalten der Messwertunterdr ckung sein Die nachfolgende Tabelle zeigt die m glichen Steuerungen Ausgangsdaten die zum Durchflussmessers Promag 53 bertragen werden k nnen Ausgangs Prozess Zugriffsart Bemerkung Steuervariable Werkeinstel byte parameter lung Einheit 11 Steuerung schreibend Dieser Parameter ist herstellerspezifisch und kann die folgenden Steuervariable verarbeiten 0 1 Reserviert 0 2 Messwertunterdr ckung Ein 0 3 Messwertunterdr ckung Aus 0 4 Reserviert Tab 2 7 Datentransfer vom Automatisierungssystem zum Promag 53 Steuerung Hinweis Mit jedem bergang des Ausgangsbytes von 0 auf ein anderes Bitmuster kann eine Steuerung
31. im EEx ia Bereich 68 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Stromberechnung Spannung am letzten Ger t Fazit Endress Hauser Nr Ger te Hersteller Messstelle Basisstrom Fehlerstrom 3 Deltapilot S Endress Hauser LIC124 11 mA 0 mA 4 TMT 184 Endress Hauser TIC123 11 mA 0 mA 9 Deltapilot S Endress Hauser LIC224 11 mA 0 mA 10 TMT 184 Endress Hauser TIC223 11 mA 0 mA H chster Fehlerstrom max Ippg 0 mA Strombedarf Isgg Ip max Irpg 44 mA Speisestrom des Segmentkopplers I 100 mA I Z Z g max Ipp ja OK Tab 4 11 Stromberechnung EEx ia Bereich Speisespannung des Segmentkopplers Us Herstellerdaten 13 00 V Widerstandsbelag des Kabels Rg 44 Q km Gesamtl nge des Kabels Lsgg 90m Widerstand des Kabels Rsgg Lsgg X Rg 3 96 Q Strombedarf des Segments Isgg 44 mA Spannungsabfall UA Isgg X RsEG 0 17 V Spannung am letzten Ger t Ug U Ua 12 83 V gt 9 V OK beim FEB 24 P betr gt in Zone 0 die Betriebsspannung 9 6 V Tab 4 12 Spannung am letzten Ger t EEx ia Bereich Ergebnis der Berechnungen m Kabell nge OK m Stromberechnung OK m Spannung am letzten Ger t OK Vom Standpunkt des physikalischen Aufbaus gesehen kann die Anlage in Beispiel 2 mit einem EEx ia Segmentkoppler mit einem Speisestrom von 100 mA betrieben werden 69
32. t L H 0 Maximale interne Konduktivit t C nF N A Tab 2 8 PROFIBUS RS 485 IS Liste der sicherheitsrelevanten Parameter Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Mischkonfiguration PROFIBUS DP PA Endress Hauser F hrt ein PROFIBUS DP Segment durch einen Ex Bereich muss das System in Z ndschutzart h here Sicherheit e ausgef hrt werden Da F r Kupferleitungen ist die Anzahl der Ger te pro Segment auf vier begrenzt Eine Berechnung der Eigensicherheit muss immer durchgef hrt werden da jede eigensichere Komponente unterschiedliche Werte besitzt Auch das Kabel und die Stichleitungen m ssen ber cksichtigt werden Ein Austausch eines Ger tes durch ein Produkt eines anderen Herstellers bedeutet immer einen neuen Nachweis der Eigensicherheit PROFIBUS PA Systeme f r Ex Anwendungen konzipiert sind ist es wesentlich einfacher ein Segment f r den Ex Bereich auszulegen Deshalb wird bei Ex Anwendungen das PROFIBUS DP System ber ein PROFIBUS PA Segment im Ex Bereich verl ngert Die Integration von PROFIBUS PA Netzwerken erfogt ber einen Segmentkoppler bzw Link siehe Kapitel 3 2 SPS z B FieldCare Master Klasse 1 Master Klasse 2 Segmentkoppler Link 4 PROFIBUS DP lt gt Eu PROFIBUS DP S
33. tragen siehe auch Abb 2 10 Ein Messger t mit mehreren Messwerten sendet entsprechend mehr Bytes Beim Durchflussmesser Promag 53 wird zum Beispiel ein zyklisches Telegramm von bis zu 37 Bytes 25 Byte Eingangs und 12 Byte Ausgangsdaten bei der Maximumkonfiguration gesendet siehe unten Das zyklische Datentelegramm f r die Maximumkonfiguration am Beispiel des Durchflussmessers Promag 53 hat die nachfolgende Struktur Eingangsdaten des Durchflussmessers Promag 53 sind m Volumenfluss m Summenz hler 1 3 m berechneter Massefluss Mit diesen Messgr ssen kann der aktuelle Volumenfluss Summenz hler 1 3 und der berechnete Massefluss angezeigt werden Der berechnete Massefluss wird aus dem Volumenfluss und einer fest eingestellten Dichte ermittelt Datentransfer vom Promag zum Automatisierungssystem Die Eingangs und Ausgangsbytes sind in ihrer Reihenfolge fest strukturiert Wird ber das Konfig urationsprogramm die Adressierung automatisch vorgenommen k nnen die Zahlwerte der Ein und Ausgangsbytes von den nachfolgenden Tabellenwerten abweichen Eingangs Prozess Zugriffs Bemerkung Datenformat Werkeinstellung byte parameter art Einheit 0 1 2 3 Volumenfluss esend 32 Bit Gleitpunktzahl IEEE 754 m h 4 Status esend Statuscode Volumenfluss 5 6 7 8 Summenz hler 1 esend 32 Bit Gleitpunktzahl IEEE 754 m oder kg 9 Status esend Statuscode Summenz hler 1 10 11 12 13 Summenz hler 2 esend 32 Bi
34. tzt sind Wie stark die Signale gest rt werden k nnen ist hierbei abh ngig von der Busl nge der Topologie des Segmentes und Art und St rke der St rungen Wie schon zu Beginn dieses Kapitels beschrieben funktioniert diese Installation relativ gut in Anwendungen bei denen das Buskabel in Rohren verlegt ist I I L a BE BEE BEE m m zu gt m Abb 5 2 Isolierte Installation mit optionaler Erdung der Ger te 1 Segmentkoppler 2 T Box oder Mehrfachverteiler 3 Busabschluss Terminator 4 Erdungsklemme f r Buskabelschirm 5 Optionale Erdung der Ger te z B zentrale Erdung oder Verlegung in Rohren 93 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme H i H ft gt gt en Abb 5 3 Isolierte Installation mit optinalem Potentialausgleichsleiter f r die Ger teerdung 1 Segmentkoppler 2 T Box oder Mehrfachverteiler 3 Busabschluss Terminator 4 Erdungsklemme f r Buskabelschirm 5 Lokale Ger teerdung 6 Potentialausgleichsleiter optional 94 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Mehrfache Erdung Endress Hauser Die mehrfache Erdung stellt einen erh hten Schutz gegen elektromagnetische St rungen zur Ver f gung Dies ist
35. unsicher UNCERTAIN und schlecht BAD dargestellt Ausgangs Prozessparameter Zugriffsart Bemerkung Datenformat Werkeinstel byte lung Einheit 6 7 8 9 Display value schreibend 32 Bit Gleitpunktzahl IEEE 754 10 Status Display value schreibend Tab 2 5 Datentransfer vom Automatisierungssystem zum Promag 53 Display value Q Hinweis Der Status kann frei eingegeben werden und wird unter Ber cksichtigung der Statuscodierung nach der Profilspezifikation 3 0 interpretiert Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Endress Hauser Steuerungen f r Summenz hler 1 3 Ausgangsdaten Mit diesen Funktionen k nnen vom Automatisierungssystem aus die Summenz hler 1 3 gesteuert werden Folgende Steuerungen sind m glich m Aufsummierung R cksetzen Aktivierung eines voreingestellten Wertes Bilanzierung positive Durchflusserfassung negative Durchflusserfassung Stop der Aufsummierung Ausgangs Prozess Zugriffsart Bemerkung Steuervarible Werkeinstel byte parameter lung Einheit 0 SET_TOT 1 schreibend Mit diesen Parametern k nnen folgende 2 SET_TOT 2 schreibend Steuervariablen f r den Summenz hler 1 3 4 SET_TOT 3 schreibend eingegeben werden Steuervariable f r SET_TOT 0 Aufsummierung 1 R cksetzen Summenz hler 2 Voreinstellung Summenz hler 1 MODE_TOT 1 schreibend Steuervariable f r MODE_TOT MODE_TOT 2 schreiben
36. welcher Feldbusstandard benutzt wird Die FDT Technologie ist die Antwort auf Anforderungen hinsichtlich integrierter und effizienter Ger tekonfiguration Dieses feldbusunabh ngige Konzept und die Abbildung der erweiterten Ger tefunktionalit t in den DTMs als aktive Softwarekomponenten er ffnen beispiellose M gli chkeiten Das Prinzip der Treiber die in der Office Welt mit grossem Erfolg eingesetzt werden eht mit FDT in die Welt der Automatisierungstechnik ein Heute geht der Anspruch an Systemum ebungen weit ber Konfiguration und Parametrierung hinaus Sie m ssen so offen und flexibel estaltet sein dass Maintenance Management und Optimierungen m glich sind Der FDT Standard etet eine Basis f r integrierte und informationszentrierte L sungen die die Br cke schlagen vom eld bis hin zu Tools und Methoden der MES Manufacturing Execution Systems und ERP Enterprise Resource Planning Ebene eines Unternehmens Durch die Standardisierung von Feld busprotokollen wird Offenheit und Interoperabilit t in der Kommunikation zwischen intelligenten Feldger ten und Systemen garantiert FDT erm glicht ebenso Offenheit und Interoperabilit t von Feldger ten und Systemen auf der Anwenderebene der Automatisierungssysteme f r Engineering Diagnose und Asset Management Aufgaben Erst dadurch kann der durch die Feldbustechnologie geschaffene Mehrwert an Information effizient f r den Anwender genutzt werden m goa o N J
37. 126 Adressen k nnen an Teilnehmer im DP Netz vergeben werden m In dem sogenannten Unternetz jedes Links k nnen maximal 122 PA Adressen vergeben wer den Adressenbereich 3 125 Zur Adressierung der Links auf PROFIBUS DP werden die Adressen 3 5 verwendet m Im Unternetz der Links werden die Adressen 3 11 3 10 bzw 3 9 f r die PA Ger te verwen det dabei sind die Adressen 0 2 f r den Link reserviert und nicht f r PA Ger te verwendbar m Die bertragungsrate betr gt bis zul2 MBit s Die Zykluszeit betr gt im nachfolgenden Beispiel m X Zykluszeiten der PA Ger te PA Segment 1 9 x 10 ms 90 ms PA Segment 2 8 x 10 ms 80 ms PA Segment 3 7 x 10 ms 70 ms a X Zykluszeiten der DP Ger te bei 12 MBits s SPS Zykluszeit 3x1ms 100 ms 103 ms Hinweis m Bei PROFIBUS DP muss die DP bertragungszeit auch ber cksichtigt werden Nicht Ex Bereich Segmentkoppler EEx ia IIC IIB Ger tebezeichnung 6ES7 157 0 AD81 0XAO mit Link 6ES7 157 0AA82 OXA0 6ES7 157 0 AC80 OXAO mit Link 6ES7 157 0AA82 OXAO max speisender Strom 110 mA 400 mA Tab 4 21 Techn Daten Siemens PA Link Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Stromversorgung CPU DP Master Fa Bedientool T N Adresse A 1 z B FieldCare 100 ms Adresse A 2 in 2A i i 12 Mbit s PROFIBUS DP i Nicht Ex Segmentkoppler Ex Segmentkoppler
38. 2 2 css eeeeeen 1 Bedienung und Wartung 2 222 222 R A E 1 Einstellen der Busadresse 2 22 2222 ceeeenen 1 Installation und Inbetriebnahme 1 PISCO rer en ee G Ger tebetriebsanleitungen one reirei eaa reeeenn 1 Ger temanagement oso u 222 N EE a O EA EA 1 Ger teparametrierung orania retan EErEE 1 Ger testammdateien eao N rA E A 1 GSD ia Eir EEE ne nee 1 Herstellerspezifische GSD 222c2c 0 Konvertierungssoftware soeces de auas eian a E E Hassan P PROFIBUS S saae inaenea a e e ra Asset Management und Bediensoftware 1 Blocksuktur eu e e ae 1 Erg nzende Dokumentation 22222222 1 Kommunikations DTM 2222222200 1 Komponenten u a nee ee 1 Netzwerkkomponenten 2 22 22 2eeeeeeeeeennn 1 Norm Reh AOE EERE Standardparameter 2 2 ia EEEE EAA 1 Technologien s seeen make ee Endress Hauser PROFIBUS DR 2 ea 15 Baldr te E EEE E E E EE E AEE EEE 116 B sparameter zu nee 116 Buszugriffsverfahren urde se TAA NIEREN EEA 24 Endress Hauser Feldger te 2 22222 175 Ex Anwendungen so areis iess aaki aie aE 32 Grundlagen eeta e eroe ENNET rE AN 19 Netzwerkkonfiguration secsussisii oriana senso 25 Systemintegration seee neeeeeeeee nennen 107 Technische Daten 2220202 eeenenen 147 Topol ge wunder Ehen 21 bersicht osne nea ea hei 19 PROFIBUS PA as se euere 16 Adressier ung u Garen IA 81 103 Adressierung und Zykluszeitberechn
39. 3 4 5 6 7 8 9 10 H chster Fehlerstrom max Irpg Strombedarf IsEG Ip max IFDE Speisestrom des Segmentkopplers Is I 2 XIB m ax IFDE Max Schleifenwiderstand Nicht Ex 40 Q Widerstandsbelag des Kabels RK Q km Max L nge m 1000 x 40 Q Widerstandbelag des Kabels m L nge der Hauptleitung m Gesamtl nge der Stichleitungen m Gesamtl nge des Kabels Lsgg m Gesamtl nge des Kabels lt Max L nge OK 199 12 Anhang PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Spannung am letzten Ger t Versorgungsspannung des Segments Us Herstellerdaten V Widerstandsbelag des Kabels Rg Q km Gesamtl nge des Kabels Lsgg Q Widerstand des Kabels Rsgg Lsgg X Rg Strombedarf des Segments Isgg Spannungsabfall UA Isgg X Rp V Spannung am letzten Ger t Ug Us U4 V 2 9 V OK Mit FEB 24P 2 9 6 V 200 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 12 Anhang Stromberechnung Endress Hauser 12 2 Berechnungsbl tter f r Ex Bereich EEx ib Nr Ger te Hersteller Messstelle Basisstrom Ig Fehlerstrom IFpg 20 H chster Fehlerstrom max Irpg Strombedarf IsEG Ip max IFDE Speisestrom des Segmentkopplers Is Is 2 XIB max IFDE
40. 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung 33A Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 33D 33F PA Profil Version 2 0 33H 33P Azyklische Profildaten Analog Input 33W Totalizer Block 35A Transducer Block Flow 35D Physical Block z Zus tzliche Signale 1 x 4 20 mA Durchfluss 35P Anwendung im explosionsgef hrdeten ja nur Promag 33 35W Bereich Ex Zertifikate siehe BA 029D 06 de PNO Zertifikat 200572 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Promag 53 Promag 53 HL aED Prozessvariable Durchfluss is 7 E PROFIBUS ID Hex 1526 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung 53W Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 53P 53H PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 053D 06 de PNO Zertifikat
41. 52014356 Hauptleitung M16 Kabelverschraubung EEx ia 4 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung und 52014357 Hauptleitung M16 Kabelverschraubung EEx ia T Box Weidm ller Stichleitung und Hauptleitung M16 52014331 Kabelverschraubung Standard 2 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung und 52014362 Hauptleitung M16 Kabelverschraubung Standard 4 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung und 52014363 Hauptleitung M16 Kabelverschraubung Standard 187 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Komponente Beschreibung E H Bestell Nr Vorkonfektionierte Kabel M12 Stecker Buchse Turck L nge 1 m Farbe blau 52001043 zweiseitig M12 Stecker Buchse Turck L nge 2 m Farbe blau 52001044 M12 Stecker Buchse Turck L nge 5 m Farbe blau 52001045 M12 Stecker Buchse Turck L nge 10 m Farbe blau 52001046 M12 Stecker Buchse Turck L nge 1 m Farbe orange 52001025 M12 Stecker Buchse Turck L nge 2 m Farbe orange 52001040 M12 Stecker Buchse Turck L nge 5 m Farbe orange 52001041 M12 Stecker Buchse Turck L nge 10 m Farbe orange 52001042 M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe blau 52014372 M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 2 m Farb
42. Bereich Ex Zertifikate siehe BA 222P 00 de PNO Zertifikat 200628 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser 149 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Cerabar S Cerabar Ja Prozessvariable Druck am k PROFIBUS ID Hex 1501 a Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 11 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA PMC631 PMC731 PMP635 PMP731 PMC71 PMP71 PMP72 PMP75 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Pressure Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 168P 00 de PNO Zertifikat 200656 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Deltabar S Endress Hauser Deltabar S Prozessvariable Differenzdruck PROFIBUS ID Hex 1504 Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ip 11 mA F
43. DP Siemens Link S5 115U IM308C Pepperl Fuchs S5 115U IM308C Siemens Koppler S5 135U IM308C Pepperl Fuchs S5 135U IM308C Siemens Koppler S5 155U IM308C Pepperl Fuchs S5 155U IM308C Siemens Koppler S5 155U IM308C Siemens Link Softing OPC Server Profiboard Proficard Pepperl Fuchs Tab 6 6 berblick getesteter PROFIBUS DP Systeme Endress Hauser 115 6 Systemintegration PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Baudrate PROFIBUS DP Ger te PROFIBUS Kommunikations DTM CommDTM in FieldCare 116 6 5 _ Busparameter PROFIBUS DP PA PROFIBUS DP Ger te von Endress Hauser unterst tzen je nach Ausf hrung Baudraten bis zu 12 MBit s Die Baudrate passt sich automatisch auf die vom Master verwendete Daten bertragung srate an und muss nicht am Ger t eingestellt werden Wird FieldCare als Master der Klasse 2 verwendet so m ssen unter Umst nden beim Einsatz mit PROFIBUS PA die Busparameter im Kommunikaltions DTM f r PROFIBUS auf die des verwende ten Segmentkopplers angepasst werden Je nach verwendetem Segmentkoppler muss hier die entsprechende PROFIBUS DP Baudrate in der PROFIBUS Projektierungssoftware eingestellt werden Pepperl Fuchs SK 1 93 75 kBit s Pepperl Fuchs SK 2 45 45 kBit s bis 12 MBit s Siemens DP PA Koppler 45 45 kBit s Siemens DP PA Link 9 6 kBit s bis 12 MBit s Die Baudrate f r FieldCare muss im verwendeten Kommunikations DTM Comm DTM angepasst werden 1 F gen Sie in FieldCare das
44. DP System jede Adresse nur einmal vergeben werden Wird ein Segmentkoppler verwendet dann z hlen bei der Adressierung die PROFIBUS PA Feldger te zum DP Netz Bei einer typischen Buskonfiguration von SPS und PC werden die Addressen wie folgt verteilt m Eine Adresse erh lt die SPS Master der Klasse 1 typisch ist die Adresse 1 m Eine Adresse ist f r den PC oder das Bedientool vorgesehen Master der Klasse 2 typisch ist die Adresse 0 oder 2 m Die restlichen Adressen werden den Feldger ten zugeteilt Sind ein oder mehrere Links im Einsatz dann z hlen diese zum DP Netz Die angeschlossenen PROFIBUS PA Feldger te bilden jedoch jeweils ein separates PROFIBUS PA System In diesem Fall werden die DP Adressen wie folgt verteilt m Eine Adresse erh lt die SPS Master der Klasse 1 typisch ist die Adresse 1 m Eine Adresse ist f r den PC oder das Bedientool vorgesehen Master der Klasse 2 typisch ist die Adresse 0 oder 2 m Jeder Link erh lt eine Adresse z B die Adressen 3 4 5 6 Die am Link angeschlossenen Feldger te erhalten jeweils eine f r den Link eindeutige PROFI BUS PA Unternetzwerkadresse Sie z hlen nicht zum PROFIBUS DP System m Die restlichen Adressen werden den Feldger ten zugeteilt die an transparenten Segmentkop plern bzw das PROFIBUS DP System angeschlossen sind Auf der PROFIBUS PA Seite erh lt jedes Ger t eine Adresse zwischen 3 125 wobei die Adressen 0 1 und 2 beim Betrieb des DP PA Link
45. Es werden max 4 Master Klasse 2 Verbindungen C2 Verbindungen pro Slave unterst tzt Endress Hauser 45 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 46 Manche PROFIBUS Funktionen werden z Zt nicht unterst tzt Sollte das Feldger t eine oder mehrere der folgenden Funktionen unterst tzen wird der Anwender durch eine Warnung darauf hingewiesen dass dies nach der Konvertierung nicht mehr der Fall ist Betroffen davon sind die fol genden Funktionen m Alarme gem PROFIBUS DP V1 m Folgende Funktionen des PROFIBUS DP V2 Data Exchange Broadcast Publisher Subscriber die Uhrzeitsynchronisation Isochron Modus d h die taktsynchrone bertragung Bedienung der Software GSD Converter Nach dem Start des Programms pfgsdcv exe erscheint folgender Dialog xl File Language Help Original GSD files Target directory D Profibus GSD40520044Prowirl_724Prowirl_ D Profibus PE GSD_Converter L K Structure of new GSD Filename PROX Identnumber C Driginal GSD file name Identnumber eh3x153B GSD PR0X1538 GSD Processaso gt GSD gt Abb 3 6 Dialogbox Pepperl Fuchs GSD Converter Um eine GSD Datei zu konvertieren gehen Sie wie folgt vor 1 Wechseln Sie in das Verzeichnis in dem sich die zu konvertierenden GSD Dateien befinden 2 W hlen sie die zu konvertierenden GSD Dateien aus Sie k nnen eine oder mehrere mit Strg oder Shift Dateien zur Konvertierung aus
46. General Requirement Physical Block Fail Safe Funktionen X Datenblatt Transmitter AI Aktuator AO Discrete Output DO FB TB Blockverbindungen X General Requirement Channel und Link Object Funktionen simulieren X Datenblatt Transmitter Al Simulate und Aktuator AO Simulate Ger tefunktions X Datenblatt Analyser Control ablaufsteuerung Transducer Block Ger tefunktionstest X Datenblatt Analyser Physical Block Erweiterungen Ger teindentifikation X General Requirement Physical Block Ger testatus X Datenblatt Analyser Additions to Physical Block nhaltsverzeichnis der Ger te General Requirement Directory Mapping Document Directory Kalibrieren X Datenblatt Transmitter Aktuator und Analyser alle TB Kaskadieren X Datenblatt Aktuator AO Korrektur und X Datenblatt Analyser Transducer Kompensationsberechnungen Tranfer Block Linearisieren X X General Requirement Definition und Datenblatt Transmitter Nutzung und Aktuator Nutzung Logbuchfunktion X Datenblatt Analyse Mess und Stellbereichsfestle X Datenblatt Transmitter Aktuator und Analyser alle TB 133 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 134 Ger tefunktion Enthalten in Referenzen im PROFIBUS PA Profil Function Trans Physical B
47. Hinweis durch ein entsprechendes Piktogramm gekennzeichnet wird Symbol Bedeutung Hinweis EIN Hinweis deutet auf Aktivit ten oder Vorg nge hin die wenn sie nicht ordnungsgem ss durchgef hrt werden einen indirekten Einfluss auf den Betrieb haben oder eine unvorhergesehene Ger tereaktion aus l sen k nnen Hinweis Achtung Achtung deutet auf Aktivit ten oder Vorg nge hin die wenn sie nicht ordnungsgem ss durchgef hrt en werden zu Verletzungen von Personen oder zu fehlerhaftem Betrieb des Ger tes f hren k nnen chtung Warnung Warnung deutet auf Aktivit ten oder Vorg nge hin die wenn sie nicht ordnungsgem ss durchgef hrt zu ernsthaften Verletzungen von Personen zu einem Sicherheitsrisiko oder zur Zerst rung des Ger tes f hren Warnung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Z ndschutzart Elektrische Symbole Symbol Bedeutung Explosionsgesch tzte baumustergepr fte Betriebsmittel Befindet sich dieses Zeichen auf dem Typenschild des Ger tes kann das Ger t entsprechend der Zulas sung im explosionsgef hrdeten Bereich oder im nichtexplosionsgef hrdeten Bereich eingesetzt werden Explosionsgef hrdeter Bereich Dieses Symbol in den Zeichnungen dieser Bedienungsanleitung kennzeichnet den explosionsgef hrdeten Bereich Ger te die sich im explosionsgef hrdeten Bereich befinden oder Leitungen f r solche Ger te m ssen eine entsprech
48. Im Beispiel werden drei Segmentkoppler SK2 verwendet zwei f r den Ex Bereich und einer f r den Nicht Ex Bereich Alle zyklisch zu aktualisierenden Daten werden automatisch durch die PROFIBUS PA Master im gemeinsamen Datenbereich aktualisiert Die Zykluszeit mit der diese Aktualisierung stattfindet h ngt von dem Datenvolumen ab das ber den PROFIBUS PA Kanal bertragen wird Aus Sicht des PROFIBUS DP stellt sich der Segmentkoppler als Multislave dar Sendet der PROFI BUS DP Master einen Request an eine Slave Adresse die am Segmentkoppler vorhanden ist ant wortet das Gateway unmittelbar auf den Request mit den Daten die im gemeinsamen Datenbereich abgelegtsind Durch dieses Verfahren muss der PROFIBUS DP Master nicht darauf warten dass der PROFIBUS PA Slave antwortet Dies hat zur Folge dass sich die Zykluszeit des Gesamtsystems wie folgt zusammensetzt tzyklus ze tzyklus_PA Kanal tzyklus_DP Die Zeit tzyk us PA Kana Kann wie folgt abgesch tzt werden tzyklus_PA Kanal 10 ms n 10 5 ms 0 256 ms Lg La mit n Anzahl der PROFIBUS PA Slaves Lg Summe der Eingangsbytes aller PROFIBUS PA Slaves des Kanals La Summe der Ausgangsbytes aller PROFIBUS PA Slaves des Kanals Die Zeit tZy klus_Dp Kann wie folgt abgesch tzt werden mit n Anzahl der PROFIBUS Slaves DP und PA Lg Summe der Eingangsbytes aller PROFIBUS Slaves La Summe der Ausgangsbytes aller PROFIBUS Slaves Tpi Bitzeit 1 bertragungsr
49. Inbetriebnahme Maximale Gesamtkabell nge Die maximale Netzwerkausdehnung ist von der Z ndschutzart und den Kabelspezifikationen abh ngig Die Gesamtkabell nge setzt sich aus der L nge des Hauptkabels und der L nge aller Stich leitungen gt 1 m zusammen a Achtung Beachten Sie folgende Punkte m Die h chstzul ssige Gesamtkabell nge ist vom verwendeten Kabeltyp abh ngig Typ A Typ B Typ C Typ D 1900 m 1200 m 400 m 200 m Tab 3 6 H chstzul ssige Gesamtkabell nge in Abh ngigkeit vom verwendeten Kabeltyp m Falls Repeater eingesetzt werden verdoppelt sich die zul ssige max Kabell nge Zwischen Teilnehmer und Master sind max vier Repeater erlaubt Maximale Stichleitungsl nge Als Stichleitung wird die Leitung zwischen Verteilerbox und Feldger t bezeichnet Bei Nicht Ex Anwendungen ist die max L nge einer Stichleitung von der Anzahl der Stichleitun gen gt 1 m abh ngig Anzahl Feldger te T12 13 14 15 18 19 24 23 32 Max L nge pro Stichleitung 120 m 90m 60 m 30m im Tab 3 7 Maximale L nge einer Stichleitung in Abh ngigkeit von der Anzahl der Feldger te Bei Systemen gem ss FISCO in Z ndschutzarten EEx ia ist die Leitungsl nge auf max 1000 m begrenzt Die maximale L nge pro Stichleitung betr gt 30 m Anzahl Feldger te Es sind h chstens 32 Teilnehmer pro Segment im Nicht Ex Bereich bzw max 10 Teilnehmer im Ex Bereich EEx ia IIC m glich
50. Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Endress Hauser Literatur l Bender PROFIBUS Der Feldbus f r die Automation Carl Hanser Verlag M nchen Wien 2 berarb u erw Aufl 1992 ISBN 3 446 17283 1 Diedrich Bangemann Profibus PA 276 Seiten Oldenbourg Wiss M nchen 2001 ISBN 3486270249 Johannsmeyer Untersuchungen zur Eigensicherheit bei Feldbus Systemen PTB Bericht W 53 Braunschweig 1993 Popp PROFIBUS DP DPV1 Grundlagen Tipps und Tricks f r Anwender 171 Seiten H thig Verlag Heidelberg 2 berarb Aufl 2000 ISBN 3 7785 2676 6 Popp Der neue Schnelleinstieg f r PROFIBUS DP von DP VO bis DP V2 262 Seiten PROFIBUS Nutzerorganisation e V Karlsruhe 2002 Simon etal Field Device Tool FDT Die universelle Feldger teintegration 186 Seiten Oldenbourg Wiss M nchen Erscheinungsdatum 2003 ISBN 3486270443 Weigmann Kilian Dezentralisieren mit PROFIBUS DP DPV1 Aufbau Projektierung und Einsatz des PROFIBUS DP mit SIMATIC 57 250 Seiten Publicis MCD Verlag Erlangen 3 berarb u erw Aufl 2002 ISBN 3 89578 189 4 191 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme bersicht Erg nzende Dokumentation Endress Hauser Ger te Ger tename Ger tetyp ID Code Technische Information Bedienungsanleitung Cerabar M PMC41 151C TI321P 00 de BA222P 00 de PMCA45 TI322P 00 de PMPAI PMP45 PMP46 PMP48 Cerabar S PMC631 1501 T
51. Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Endress Hauser 7 Ger teparametrierung Die Ger teparametrierung von PROFIBUS PA Ger ten dient zwei Zwecken m Die Einstellung der Betriebsparameter des Ger tes f r den Abgleich der messtechnischen Auf gabe Hier wird auf die Betriebsanleitung des jeweiligen Ger tes verwiesen m Die Einstellung der Profilparameter des Ger tes um beispielsweise den zyklischen Messwert zur SPS zu skalieren bzw zu simulieren Die Betriebsparameter k nnen mit den lokalen Bedienelementen des Ger tes eingestellt werden falls diese vorhanden sind Dies ist nicht Bestandteil dieser Betriebsanleitung Sie k nnen auch ber die azyklischen Dienste des PROFIBUS DP Systems ver ndert werden z B mit FieldCare Asset Management Software oder dem Anzeige und Bedienprogramm Commuwin II Profilparameter sind nur ber azyklische Dienste des PROFIBUS DP Systems erreichbar Dieses Kapitel beschreibt das Bedienkonzept der PROFIBUS PA Ger te Es ist wie folgt gegliedert PROFIBUS PA Blockmodell Funktions bersicht FieldCare Asset Management Software Commuwin II Bedienprogramm Hinweis Die Abbildungen und Tabellen in diesem Kapitel beziehen sich auf das PROFIBUS PA Profil 3 0 119 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 120 7 1 PROFIBUS PA Blockmodell Das PROFIBUS PA Profil beschreibt verschiedene Parameter die zur Realisierung eines Ger tes verwendet werden k
52. PC bzw PROFICARD bei einem Note book ausger stet werden W hrend der Systemintegration wird der Computer als Master der Klasse 2 angemeldet Bedienung Netzwerk Sicht Die Bedienung von PROFIBUS Ger ten erfordert die Installation eines PROFIBUS DTM z B das PROFIdtm von Softing ber dieses DTM und die entsprechende Hardware PROFIgate PROFI board PROFIcard wird die Verbindung zu den PROFIBUS Ger ten hergestellt Einstellung der Busparameter im PROFIdtm FE PROFIdtm DPY1 Konfiguration p Im Browser selektieren loj x Board Board Name Node0 Ki Stationsadresse fo r Verschiedenes Baudrate 93 75kBit s v Highest Station Address j 26 Max Retry Limit 3 Gap Update Factor j 0 M Zeitverhalten Slot Time 4000 Quiet Time 0 Target Rotation Time 85000 Setup Time Min Station Delay 450 Max Station Delay Standard 250 1000 Schlie en Abb 7 7 Kontextmen PROFIdtm Busparameter Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Endress Hauser Erstellen Sie eine Ger teliste mit Busadresse und TAGs gt Men gt Werkzeuge gt Feldbus Scannen gt Netzwerk erzeugen Host PC ERS J PROFIdtm DPY1 ze Channel 7 LIC 123 se Channel 8 TIC 345 Abb 7 8 Beispiel Ger teliste mit zwei Ger ten Die Ger teparametrierung erfolgt durch das ffnen eines ger t
53. Regler in den Antrieben wird die Takt synchronisation von PROFIBUS verwendet Mit dem ebenfalls im Profil beschriebenen Lager regelkonzept Dynamic Servo Control l sst sich die Steifigkeit und Dynamik des Regelkreises mit ein fachen Mitteln deutlich steigern Damit sind auch sehr anspruchsvolle Anwendungen mit Lin earmotoren realisierbar Auf die PROFIsafe Technologie wird in dieser Bedienungsanleitung nicht weiter eingegangen Wei tere Informationen erhalten Sie bei der PROFIBUS Nutzerorganisation e V Karlsruhe Deutschland oder unter www profibus com 1 1 4 PROFINET Beim Einsatz von Ethernet in der industriellen Automatisierung werden besondere Anforderungen an die verwendeten Komponenten gestellt Die wichtigsten hierbei sind Industriegerechte Installationstechnik Einfache Netzadministration und Diagnose Schnelle Reaktionszeiten beim Austausch von Prozessdaten Echtzeitf higkeit Anlagenweites hersteller bergreifendes Engineering Hohe Verf gbarkeit der Maschinen und Anlagen Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung Funktionsumfang von PROFINET Verteilte Automatisierung mit PROFINET Einbindung dezentraler Feldger te in PROFINET Intelligentes Management f r Feldger te Endress Hauser Zus tzlich legen Anlagenbetreiber darauf Wert dass bestehende Komponenten bzw Applikationen in die neuen Anlagen integriert werden k nnen Die Antwort auf diese Anforderungen ist P
54. an einen Norm Master nicht vergeben werden k nnen Drei Beispiele f r die Adressierung sind in Abschnitt 4 11 zu finden 81 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Siemens Segmentkoppler 82 4 11 Beispiele f r Adressierung und Zykluszeitberechnung Unter einer Buszykluszeit kurz Zykluszeit wird die Zeitspanne verstanden die unter worst case Bedingungen vergeht um die Eingangsdaten nderung eines PROFIBUS Slaves an den PROFIBUS Master zu bertragen bzw Ausgangsdaten vom PROFIBUS Master an den Slave zu bertragen Segmentkoppler von Siemens k nnen von jedem beliebigem DP Master SPS oder Leitsysteme pro jektiert werden die eine Baudrate von 45 45 kBit s unterst tzen Im Beispiel werden zwei Koppler f r den Ex Bereich und ein Koppler f r den Nicht Ex Bereich verwendet m Maximal 126 0 125 Adressen k nnen an die Teilnehmer vergeben werden da die Seg mentkoppler transparent sind m 124 Adressen stehen den Feldger ten zur Verf gung m Zur Adressierung der Feldger te werden die Adressen 3 19 verwendet m Die bertragungsrate betr gt 45 45 kBit s Die berechnete Zykluszeit betr gt im nachfolgenden Beispiel m Zykluszeiten der Ger te SPS Zykluszeit ca 100 ms 17x10 ms 100 ms 270 ms Hinweis m Bei PROFIBUS DP muss die DP bertragungszeit auch ber cksichtigt werden Segmentkoppler EEx ia IC IIB Nicht Ex Bereich Ger tebezeichnung 6ES7 15
55. de BA076D 06 de DDU15 BA077D 06 de DDU18 BA090D 06 de DDU19 Prosonic M FMU4O 152C TI365F 00 de BA238F 00 de FMUAI FMU43 Prosonic T FMU130 1502 TI246F 00 de BA166F 00 de FMU131 TI247F 00 de FMU230 TI366F 00 de FMU231 FMU232 FTU230 FTU231 Prowirl 72 72F 153B T1062D 06 de BA085D 06 de 72W Prowirl 73 73F 153C T1064D 06 de BA094D 06 de 73W RID261 RID261 TIxxxR 09 de BA098R 09 a3 In Vorbereitung RMx621 RMC621 153F TIO98R 09 de BA144R 09 de RMS621 TIO92R 09 de BA127R 09 de Smartec S CLD132 151B TI207C 07 de BA213C 07 de TMD834 TMD834 1507 TI201T 02 de BAO9OR 09 de iTemp PA TMT184 1523 TI079R 09 de BA115R 09 de TMT184 Tab 10 3 bersicht Erg nzende Dokumentation Endress Hauser Ger te Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 11 Begriffe und Definitionen 11 Begriffe und Definitionen In diesem Kapitel finden Sie einige Begriffe und Definitionen der Feldbustechnik Sie werden wie folgt eingeteilt m Busaufbau m Komponenten m Datenverkehr m Weitere Begriffe 11 1 Busaufbau Topologie Die Struktur des Kommunikationssystems z B Linie Baum Ring Stern Bei PROFIBUS sind Linien und Baumstrukturen zul ssig Teilnehmer Ein Ger t das am Kommunikationssystem h ngt und vom System erkannt wird Jeder Teilnehmer besitzt eine eindeutige Busadresse kommunikationsaktiver Teilnehmer Maste Ein Ger t das berechtigt ist die Kommunikation anzustossen kommunikationspassiver Te
56. de BA225F 00 de FMR13 BA226F 00 de FMR230V FMR231E FMR230 FMR23 FMR240 FMR530 FMR53 FMR532 FMR533 Multicap FEC14 53A TI376F 00 de BA261F 00 de Mycom II pH CPM152 508 TI143C 07 de BA143C 07 de LF induktiv CLMI152 509 TI144C 07 de BA168C 07 de LF konduktiv CPM152 50B BA144C 07 de 513 Mycom S TI234C 07 de LF konduktiv CLM153 535 BA234C 07 de LF induktiv CPM153 537 pH CPM153 539 BA233C 07 de BA298C 07 de Mypro BA198C 07 de LF CLM431 50C TI172C 07 de pH CPM431 50D TI173C 07 de Promag 33 33W 505 T1027D 06 de BA029D 06 de 33P 33H Promag 35 35W 505 T1035D 06 de BA029D 06 de 35P 35H Promag 50 50W 525 TI046D 06 de BA0O55D 06 de 50P TI047D 06 de BA056D 06 de 50H TI048D 06 de Promag 53 53W 527 TI046D 06 de BA053D 06 de 53P TI047D 06 de BA054D 06 de 53H TI048D 06 de Promass 63 63A 506 T1030D 06 de BA033D 06 de 63E 63F 63H 631 63M Endress Hauser 193 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 194 Promass 80 80A 1528 T1054D 06 de BA072D 06 de 80E T1061D 06 de 80F M T1053D 06 de 80H 1 T1052D 06 de Promass 83 80A 152A T1054D 06 de BA060D 06 de 80E T1061D 06 de BA063D 06 de 80F M T1053D 06 de BA064D 06 de 80H 1 T1052D 06 de Prowirl 77 77 1510 T1031D 06 de BA037D 06 de Prosonic Flow 90 90W 152F T1057D 06 de BA074D 06 de 90U BA075D 06 de 90C Prosonic Flow 93 DDU10 1530 T1056D 06
57. die bevorzugte Installationstechnik in Deutschland Alle Ger te und Kabelschirme der Busleitung sind lokal geerdet Jede lokale Erdungsklemme ist mit dem Potentialsausgleichsleiter verbunden der selber im sicheren Bereich geerdet ist Entsprechend IEC 79 13 Paragraph 12 2 2 3 kann diese Methode eingesetzt werden vorausge setzt dass die Installation in der Art und Weise vorgenommen wurde dass ein hoher Grad an Sicherheit bez glich des Potentialausgleichs besteht Unter diesen Umst nden erf llt die gemein same Erdung die Anforderungen der Eigensicherheit Abb 5 4 Mehrfache Erdung mit Potentialausgleichsleiter 1 Segmentkoppler 2 T Box oder Mehrfachverteiler 3 Busabschluss Terminator 4 Lokale Erde 5 Potentialausgleichsleiter gt gt Abb 5 5 Mehrfache Erdung der Ger te mit neutraler Ger teerdung 1 Segmentkoppler 2 T Box oder Mehrfachverteiler 3 Busabschluss Terminator 4 Potentialausgleich durch gemeinsame Erdung 95 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Kapazitive Installation Im Fall der kapazitiven Erdung wird der Busschirm ber einen Kondensator an die gemeinsame Erdung angeschlossen Die kapazitive Erdung zwischen Busschirm und Erde erfolgt in den Verteil erboxen und an den Feldger ten jed
58. im DPV1 DDE Server von CW II angepasst werden 1 Starten Sie den Server DPV1 durch Doppelklick auf Ikone DPV1 in Programmgruppe Commuwin Il 2 Im Men Configure das Untermen Parameter Settings ffnen Unter diesem Men punkt kann die Baudrate eingestellt werden Communication Parameter Settings Ei x Local Station Addr Be Cancel audrate 93 75 M Help Bit Times Slot Time TSL 4000 43011 us Min St Delay min TSDR 450 4839 us Max St Delay max TSDR 1000 10753 us Setup Time TSET 250 2689 us Target Rotation Time TTR 85000 913979 us Default Highest Station Addr HSA 126 Gap Update Factor TGUD 10 Max Retry Limit 3 w Nach der Ver nderung der Baudrate die Busparameter mit Default aktualisieren gt Parameter evtl nach Herstellerangaben optimieren 117 6 Systemintegration PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Segmentkoppler Siemens P F alt P F neu Slot time 640 10000 4095 Max station delay time 400 1000 1000 Min station delay time 11 255 22 Setup time 95 255 150 GAP update factor 1 1 1 Max retry limit 3 3 3 Target rotation time TTR TTR berechnet vom Master 20 000 Bitzeiten 1 Segmentkoppler hat Aufkleber 12 3 98 oder neuer 2 Wert muss in allen Mastern eingestellt sein Tab 6 7 Busparameter f r FieldCare und Commuwin H 118 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und
59. in den folgenden Masseinheiten K C F und Rk Sensor Kabelanschluss und Hardware berwachung m Schleppzeiger f r Minimal und Maximalmesswerte Pressure TB Dieser Block beschreibt die Spezifika von Druck und Differnzdruckmessprin zipien f r den Einsatz als Druck Durchfluss und F llstandsmessumformer Folgende Funktionalit ten sind enthalten Sensor und Messzellentypcharakterisierung Sensorkalibration Ladbare Linearisierungstabelle Mindermengenunterdr ckung Bereitstellung der Messwerte mindestens in den folgenden Masseinheiten Druck kPA bar psi und Hg Durchfluss m h L s CFM cubic feet per minute und 1b s F llstand m und ft m Bereitstellung der Mediumstemperatur m Schleppzeiger f r Minimal und Maximaltemperaturmesswerte 126 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Blockklasse Beschreibung Transducer Blocks TB Flow TB Dieser Block beschreibt die Spezifika der Durchflussmessprinzipien Coriolis elektromagnetisch Thermal Mass Ultraschall Vortex und variable Area Fol gende Funktionalit ten sind enthalten m Sensor und Einbautypcharakterisierung m Einstellm glichkeit von messprinzipspezifischen Parametern z B Ultra schallfrequenz und Vortexfrequenz Sensorkalibration Mindermengenunterdr ckung Auslesbare Sensorwerte Messbereichsgrenzwerteinstellung und signalisierung der Gre
60. lt 44 Q km Siemens 6XV1830 5FH10 Standard lt 44 Q km Siemens 6XV1830 5EH10 EEx ia ib IIC lt 44 Q km Lapp 2170235 Standard lt 44 Q km Lapp 2170234 EEx ia ib IIC lt 44 Q km Tab 4 5 Kabel Schleifenwiderstand verschiedener PROFIBUS PA Kabel Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Endress Hauser 4 3 Stromberechnung In erster Linie bestimmen der Speisestrom des verwendeten Segmentkopplers und die Stromauf nahme der Feldger te die max Anzahl der Feldger te am Segment Deshalb muss f r jedes Segment eine Stromberechnung durchgef hrt werden F r die grobe Planung gilt folgendes m Max 32 Ger te pro Segment sind im Nicht Ex Bereich zul ssig ein Repeater erlaubt mehr Ger te am Segment m Max 10 Ger te im Ex Bereich Kategorie ia F r die Berechnung m ssen der Speisestrom des Segmentkopplers I der Basisstrom jedes Ger tes Ig und der Fehlerstrom jedes Ger tes Ippg bekannt sein Stromtechnisch ist ein Segment zul ssig wenn I gt IsEG wobei IsEG XIB max IFDE Tabelle 4 6 listet u A den Basisstrom und den Fehlerstrom f r Endress Hauser Ger te auf Die nachfolgenden Beispiele in Kapitel 4 6 verdeutlichen die Berechnungsprozedur Leere Bl tter zur Stromberechnung sind Anhang A zu entnehmen 59 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme
61. ms 1 Al Temperatur 5 Byte Leitf higkeit kond 5 Byte 1 3 ms 1 Al Temperatur 5 Byte Endress Hauser 77 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Mycom S pH pH Wert 1 5 Byte 10 15 2 ms 1 4 4Al Temperatur 11 5 Byte pH Wert 2 5 Byte Temperatur 2 1 5 Byte Control CLM 1 2 Byte Lf ind Leitf higkeit 1 ind 5 Byte 10 15 2 ms 1 4 AAl Temperatur I 5 Byte Leitf higkeit 2 ind 1 5 Byte Temperatur 2 1 5 Byte Control CLM 2 Byte Lf kond Leitf higkeit 1 kond 1 5 Byte 10 15 2 ms 1 4 4Al Temperatur 11 5 Byte Leitf higkeit 2 kond 1 5 Byte Temperatur 2 1 5 Byte Control CPM 2 Byte Control CPC 1 2 Byte Mypro Leitf higkeit 5 Byte 0 11 3 ms 2 A Temperatur 1 5 Byte pH We 5 Byte 0 11 3 ms 2 A Temperatur 1 5 Byte Promag 33 Volumenfluss 5 Byte 1 Byte 0 11 3 ms 1 A 35 Summenz hler 5 Byte TOT Steuerung Promag 50 Volumenfluss 5 Byte 0 11 3 ms 1 A Summenz hler 5 Byte 2 Byte TOT Steuerung 1 1 Byte Display Value 5 Byte Promag 53 Volumenfluss 5 Byte 10 15 2 ms 1 1 2 Al Summenz hler 1 1 5 Byte 2 Byte 3 TOT Summenz hler 2 1 5 Byte 2 Byte Summenz hler 3 1 5 Byte 2 Byte 1 Ma
62. ob die Adresse 2 vergeben wurde Endress Hauser 143 8 St rungsbehebung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 8 2 SPS Projektierung Frage Fehler L sung Messwert in Siemens S5 wird falsch Die Siemens S5 Steuerung kann die Zahlendarstellung IEEE nicht interpre angezeigt ieren Es wird ein Konvertierungsbaustein zur Umrechnung IEEE nach KG Format Siemens Format ben tigt Dieser kann ber Siemens bezogen werden Dieser l uft nur auf 135 U und 155 U nicht auf 115 U und 95 U Die Ger te zeigen in der Siemens S7 Hierbei muss der Funktionsbaustein SFC 14 benutzt werden immer den Messwert 0 Der SFC 14 wird verwendet damit z B 5 Byte konsistent in die SPS geladen werden k nnen Mit einer Siemens S7 k nnen ohne SFC 14 nur 4 Bytes konsistent gelesen werden Neue Versionen der S7 Baureihe k n nen direkt auf die E A Puffer zugreifen der SFC 14 ist nicht mehr notwendig Messwert im Display des Ger tes Eventuell sind PV Scale und Out Scale nicht richtig eingestellt Anpassung der stimmt nicht mit dem in der SPS Parameter PV_SCALE und OUT_SCALE im Funktionsblock siehe hierzu Kapi berein tel 7 5 und 7 6 sowie die Ger tebetriebsanleitung OUT_SCALE_Min PV Min OUT_SCALE_Max PV Max Keine Verbindung mit der SPS zum m Bei der Konfiguration der SPS m ssen die Busparameter und Baudrate PA Netzwerk abh ngig vom Segmentkoppler eingestellt werden Je nach Segmentkop pler
63. r Ihre Anwendungen Endress Hauser 5 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Anwendung Sicherheit und Feldbus Technologie 1 1 PROFIBUS Technologien 1 1 1 PROFIBUS PROFIBUS ist das f r alle Anwendungsbereiche einheitliche offene digitale Kommunikations sys tem in der Fertigungs und Prozessautomatisierung Die Kommunikation von PROFIBUS ist in den internationalen Normen EN 50170 und IEC 61158 verankert Es ersetzt auf breiter Front die anal oge 4 20 mA bertragungstechnik PROFIBUS existiert seit ber einem Jahrzehnt und hat sich seither konsequent zum Weltmarkt f hrer entwickelt PROFIBUS ist durch die Verf gbarkeit verschiedener Protokollausbaustufen Schnittstellen und Profile nach dem Bausteinprinzip universell angelegt und deckt mit branchen orientierten Varianten die vielf ltigen Anforderungen aus Fertigungs sowie Prozessautomatisierung gleichermassen ab In neuerer Dokumentation wird im Zusammenhang mit PROFIBUS PA auch von PROFIBUS MBP gesprochen MBP steht f r Manchester Bus Powered PROFIBUS PA und PROFIBUS MPP sind identisch Im folgenden wird ausschlie lich der eingef hrte Begriff PROFIBUS PA verwendet Unter PROFIBUS MBP IS versteht man die eigensichere Variante des PROFIBUS PA PROFIBUS DP und PROFIBUS PA werden in den Kapiteln 2 und 3 im Weiteren behandelt 1 1 2 PROFIsafe Alle industriellen Prozesse bergen von Natur aus die Risiken in sich Menschen zu verletzen
64. te funktionieren als Strom senke und entnehmen dem Buskabel einen Gleichstrom von mindestens 10 mA Aus diesem Strom gewinnen sie ihre zum Betrieb notwendige Energie Sendet ein Feldger t Daten geschieht dies durch eine Modulation der Stromaufnahme von 9 mA Die Arbeitsweise ist in Abb 3 8 dar gestellt Das Feldger t wirkt wenn es Daten sendet wie ein ver nderlicher Ohmscher Widerstand Da das Ger t keine Leistung abgibt wird also die Eigensicherheit eines Bussegments im wesentlichen durch die Strom und Spannungsbegrenzung des Speiseger tes Segmentkoppler bestimmt Damit das Feldger t im Fehlerfall nicht den gesamten Bus blockiert wird der maximal aufzuneh mende Strom durch die sogenannte FDE Fault Disconnection Electronics begrenzt Dieser Strom muss bei der Auslegung des Segments ber cksichtigt werden Entsprechende Beispiele sind dem Kapitel 4 6 zu entnehmen Feldger testrom Maximalstrom 25 mA Fehlerstrom 19 mA Basisstrom 10 mA 1mA T T T T T T T t 1 0 1 0 1 1 Abb 3 8 Arbeitsweise eines PROFIBUS PA Ger tes Eine wichtige Forderung an die Busteilnehmer eines PROFIBUS PA Segments ist dadurch gegeben dass ein defekter Busteilnehmer die Funktion des brigen Systems nicht beeintr chtigen soll Durch die FDE soll die erh hte Stromaufnahme unterbunden werden Eine elektronische Schaltung er kennt den Anstieg des Grundstromes ber einen spezif
65. tzt Tab 4 2 Beispiele f r Segmentkoppler mit Leistungsangabe auf dem Markt 56 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Busl nge Stichleitungen Endress Hauser 4 2 Kabeltyp und l nge Die Busl nge ist von der Z ndschutzart des Segments und der Spezifikation des Kabels abh ngig Damit die Grundvoraussetzungen f r die bertragung auf der physikalischen Schicht IEC 61158 2 MBP erf llt werden und beim Einsatz im Ex Bereich die Induktivit t und Kapazit t des Kabels ver nachl ssigt werden k nnen sind Busl nge und Schleifenwiderstand begrenzt Tabelle 4 3 listet Angaben aus der PROFIBUS Spezifikation auf Speiseger t Typ A TypB TypC Anwendung EEx ia ib IIC EEx ib IIB Nicht Ex Speisespannung 13 5 V 13 5 V 24V Max Leistung 1 8 Q 42 Q 91Q Max Strombedarf lt 110 mA lt 280 mA lt 400 mA Max Schleifenwiderstand lt 40W lt 16W lt 39 W Max L nge Bussegmente 1000 m EEx ia 1900 m 1900 m Max Stichleitungsl nge 30 m 30 m siehe Tabelle 4 4 siehe die technischen Daten des Herstellers Tab 4 3 Standard Speiseger te mit max Schleifenwiderstand und Leitungsl ngen f r verschiedene Anwendungen Die tats chliche Busl nge setzt sich aus der L nge des Hauptkabels und der L nge der Stichleitun gen zusammen Wird ein Repeater eingesetzt dann verdoppelt sich die max zul ssige L nge Die Stichleitun
66. 018560 dm ller Kabell nge 300 mm Busabschluss Ex Terminator T Box Weidm ller Ausgang M12 Buchse 52018563 Hauptleitung M16 Kabelverschraubung externe Span nungsversorgung 24 VDC Verteilerbox T Box Weidm ller Ausgang M12 Buchse Hauptleitung 52018562 M16 Kabelverschraubung Vorkonfektionierte Kabel M12 Stecker Weidm ller L nge 0 3 m Farbe violett 52018561 einseitig Tab 10 1 Netzwerkkomponenten 188 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Endress Hauser 10 4 Asset Management und Bediensoftware Komponente Beschreibung E H Bestell Nr GSD Dateien GSD CD ROM 56003894 oder kostenloses Download ber www endress com Bedienprogramm Commuwin II FXS113 xxx FieldCare Lite 56004080 FieldCare Standard SFE551 XXXX FieldCare Professional SFE552 XXXX Tab 10 2 Asset Management und Bediensoftware 189 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 5 Erg nzende Dokumentation PROFIBUS Norm 1 IEC 61158 2 Ed 3 Digital data communications for measurement and control Fieldbus for use in industrial control systems Part 2 Physical layer specification and service definition 2 IEC 61158 3 Ed 3 Digital data communications for measurement and control Fieldbus for use in industrial control systems Part 3 Data Link Service definition 3 IEC 61158 4 Ed 3 Digital data communi
67. 1217P 00 de BA168P 00 de PMC731 TI216P 00 de PMP635 TI383P 00 de PMP731 PMC71 PMP7171 PMP72 PMP75 Commuwin Il FXS113 SIO18F 00 de BA124F 00 de Deltabar S PMD230 1504 T1256P 00 de BA167P 00 de FMD230 TI382P 00 de PMD235 FMD630 FMD633 FMD76 FMD77 FMD78 PMD70 PMD75 Deltapilot S DB50 1503 T1257F 00 de BA164P 00 de B50A B50 B50S B51 B51A B52 B52A B53 DB53A FEB24 FEB24P D D D D D D D D FieldCare SFE550 BA024S 04 de SFE551 BA025S 04 de SFE552 BA026S 04 de In Vorbereitung BA027S 04 de PROFIBUS I O FXA164 1514 TI343F 00 de Box Fieldgate FXA720 T1020S 04 de BA030S 04 de In Vorbereitung In Vorbereitung Levelflex M FMP40 152D TI358F 00 de BA243F 00 de FMPAIC TI386F 00 de Liquiphant M FDL60 152B TI328F 00 de BAI141F 00 de FDL61 FEL67 FTL670 FTL5O FTL51 FTL5OH FTL51H 192 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Liquisys M LF 515 TIxxxC 07 de BA209C 07 de pH 516 In Vorbereitung Tu 517 O 518 Cl 519 Memo Graph DP RSG10 50F TIOS4R 09 de BA153R 09 a3 Micropilot II FMR130 50A TI258F 00 de BA176F 00 de FMR13 TI253F 00 de BA202F 00 de FMR230V T1252F 00 de FMR231E TI324F 00 de FMR230 TI345F 00 de FMR23 FMR240 FMR530 FMR53 FMR532 FMR533 Micropilot M FMR130 1522 TI281F 00
68. 201 12 Anhang PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Kabell nge Max Schleifenwiderstand Nicht Ex 16 Q Widerstandsbelag des Kabels RK Q km Max L nge m 1000 x 40 Q Widerstandbelag des Kabels m L nge der Hauptleitung m Gesamtl nge der Stichleitungen m Gesamtl nge des Kabels Lsgg m Gesamtl nge des Kabels lt Max L nge OK Spannung am letzten Ger t Versorgungsspannung des Segments Us Herstellerdaten V Widerstandsbelag des Kabels Rx Q km Gesamtl nge des Kabels Lsgg Widerstand des Kabels Rsgg Lsgg X Rg Q Strombedarf des Segments Isg Spannungsabfall UA Isgg X RsgG V Spannung am letzten Ger t Ug Us U V 2 9 V OK Mit FEB 24P 2 9 6 V 202 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 12 Anhang Stromberechnung Endress Hauser 12 3 Berechnungsbl tter f r Nicht Ex Bereich Nr Ger te Hersteller Messstelle Basisstrom Ig Fehlerstrom IFpg 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 H chster Fehlerstrom max Irpg Strombedarf IseG Ip max IFDE Speisestrom des Segmentkopplers Is Is 2 XIB max IFDE 203 12 Anhang PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Ka
69. 3 3 Verf gbare Segmentkoppler Ein Link besteht aus einer intelligenten Schnittstelle und einem oder mehreren Segmentkopplern wobei die Segmentkoppler von verschiedenen Z ndschutzarten sein d rfen blicherweise werden verschiedene Baudraten auf der PROFIBUS DP Seite des Links unterst tzt Die bertragungsrate f r PROFIBUS PA ist fest auf 31 25 kBit s eingestellt Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA Kabeltyp Endress Hauser 3 3 Topologie Die Feldger te am PROFIBUS PA Segment kommunizieren miteinem Master auf einem PROFIBUS DP System Bis zum Segmentkoppler bzw Link wird der Bus nach den Regeln des PROFIBUS DP aufgebaut siehe Kapitel 2 2 Innerhalb des PROFIBUS PA Segments sind fast alle Topologien zul s sig siehe Abb 3 3 F r den Anschluss des Messger tes an den Feldbus sind grunds tzlich zweiadrige Kabel vorge schrieben In Anlehnung an die IEC 61158 2 k nnen beim Feldbus vier unterschiedliche Kabel typen A B C D verwendet werden wobei nur die Kabeltypen A und B abgeschirmt sind m Speziell bei Neuinstallationen ist der Kabeltyp A oder B zu bevorzugen Nur diese Typen be sitzen einen Kabelschirm der ausreichenden Schutz vor elektromagnetischen St rungen und damit h chste Zuverl ssigkeit bei der Daten bertragung gew hrleistet Bei mehrpaarigen Kabeln Typ B d rfen mehrere Feldbusse gleicher Sch den Andere Stromkreise im gleichen Kabe sin
70. 3F 83H 831 83M 152A BA063D 06 de Prowirl 77 77 1510 BA037D 06 de Prosonic Flow 90 90W 90U 90C 152F BA074D 06 de 101 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Ex Bereich Elektrischer Anschluss 102 Prosonic Flow 93 DDU10 1530 BA076D 06 de DDU15 DDU18 DDU19 ProsonicM FMU40 152C BA238F 00 de FMU41 FMU43 Prosonic T FMU130 1502 BA166F 00 de FMU131 FMU230 FMU231 FMU232 FTU230 FTU231 Prowirl 72 72F 153B BA085D 06 de 72W Anzeigeger t RID261 BAO98R 09 a3 Smartec S CLD132 153E BA213C 07 de TMD834 TMD834 1507 BA090R 09 de iTemp PA TMT184 1523 BA115R 09 de TMT184 Tab 5 1 Endress Hauser Ger tebetriebsanleitungen f r den PROFIBUS PA Ger teeinbau Bei Anwendungen im Ex Bereich ist zu beachten dass alle Komponenten nach FISCO zugelassen sind Ist dies nicht der Fall so muss das PROFIBUS PA Segment gesondert von der zust ndigen Beh rde abgenommen werden Hinweis Ferner m ssen die allgemeine Installationsregeln die besonderen Regeln f r Installationen im explosionsgef hrten Bereich sowie die Regeln in Kapitel 4 1 bez glich der Zusammenschaltung von Ger ten im Ex Bereich beachtet werden Der elektrische Anschluss erfolgt entsprechend der Ger tebetriebsanleitung Be i Ger ten mit einem integrierten Polarit tsschutz der Busleitung stellt sich die Polarit t automatisc
71. 4 Wenn die SPS Projektierung abgeschlossen ist Kann das System gestartet werden Der Master baut eine Verbindung zu den einzelnen Ger ten auf Prozessrelevante Ger teparameter k nnen para lel ber einen Master der Klasse 2 eingestellt werden z B mit Hilfe von FieldCare System Master PROFIBUS Konfig System IEEE Byteswap urations Programmierungs Konv software software Block Siemens S5 Serie COM PROFIBUS Step 5 FB 201 nein S7 Serie HW Config Step 7 eo HW Config PCS 7 eo Allen Bradley PLC 5 SST PROFIBUS RS Logix 5 a ControlLogix Configuration Tool RS Logix 5000 ja SLC 500 RS Logix 500 SE ProcessLogix Schneider TSX Premium Sycon Hilscher PL7 Pro ja Schneider Quan Modicon Quantum Sycon Concept SE ja um Kl ckner Moller PS 416 CFG DP S40 e ja ABB Freelance AC 800 F Control Builder F Control Builder F bo nein Bosch ZS 401 Win DP Win SPS ja Emerson Delta V Delta V Delta V nein Explorer Explorer nicht notwendig da in der Software implementiert Tab 6 5 berblick der Projektierungssoftware 113 6 Systemintegration PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 114 6 4 Getestete Systemintegrationen Die folgende Tabelle gibt einen berblick der PROFIBUS DP Systeme die bei Endress Hauser erfolgreich getestet worden sind Sie erhalten eine detaillierte Beschreibung der Projektierung bzw Informationen zu anderen Integrationen auf Anfrage
72. 7 0 AD81 OXAO 6ES7 157 0 AC80 0XAO max speisender Strom 110 mA 400 mA Tab 4 18 Techn Daten Siemens Segmentkoppler Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Endress Hauser Stromversorgung PROFIBUS PA Nicht explo Bereich PROFIBUS DP CPU 100 ms Nicht Ex Segmentkoppler A3 i 44 O A5 PROFIBUS PA A6 a7r sionsgef hrdeter Bereich 45 45 kbit s DP Master Adresse A 1 A10 O At A12 A413 Explosionsgef hrdeter Ex Segmentkoppler Bedientool z B FieldCare Adresse A 2 Ex Segmentkoppler PROFIBUS PA PESTI A15 A16 A18 A19 Abb 4 8 Netzwerkbeispiel f r Siemens Segmentkoppler 83 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Pepperl Fuchs Segmentkoppler SK1 84 Der Pepperl Fuchs Segmentkoppler kann von jedem beliebigen DP Master SPS oder Leitsystem projektiert werden Er unterst tzt den zyklischen und den azyklischen Datenaustausch Der Seg mentkoppler ist somit f r alle g ngigen SPS oder Leitsysteme ausgelegt Im Beispiel werden zwei Koppler f r den Ex Bereich und ein Koppler f r den Nicht Ex Bereich verwendet m Maximal 126 Adressen k nnen an die Teilnehmer vergeben werden da die Segmentkoppler transparent sind m 124 Adressen stehen den Feldger
73. 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA 80A Fehlerstrom Ippg 0O mA 80E 80F Anlaufstrom lt Basisstrom 80H 801 Vor Ort Bedienung ja 80M Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 072D 06 de PNO Zertifikat 200669 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Promass 83 Endress Hauser Promass 83 Ea 1 0 Prozessvariable Durchfluss PROFIBUS ID Hex 152A Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA 83A Fehlerstrom Ippg OmA 83E 83F Anlaufstrom lt Basisstrom 83H j 831 Vor Ort Bedienung ja 83M Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendu
74. A R ER Cyclic Interface Acyclic Interface MSO MS1 und MS2 Remote Access Abb 7 4 Eigenschaften der Profil Bl cke f r allgemeine Messumformer und Stellantriebe Endress Hauser 125 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Blockklasse Beschreibung Administration Physical Block Ein Physical Block enth lt die hardware und software spezifischen Charak teristika von Feldger ten die mit den entsprechenden Resourcen des Ger tes verbunden sind z B Elektronik Betriebssystem Ger tezustand hnlich wie der Transducer Block isoliert der Physical Block den Application Block durch eine geeignete Parameterschnittstelle von den hardware spezifischen Gege benheiten des Ger tes Folgende Funktionen werden angeboten m Auslesbare Typenschildinformationen m Bereitstellung von Diagnoseinformationen m Schreibschutz Management Warm und Kaltstart des Ger tes Umschalten der Ident Number Blockklasse Beschreibung Transducer Blocks TB Temperature TB Dieser Block beschreibt die Spezifika der Temperaturmessprinzipien mit Wid erstandsthermometern Thermoelementen und Pyrometern Folgende Funk tionalit ten sind enthalten Sensortyp und exemplaranpassungen Anschlusstypeinstellung 2 3 4 Leitertechnik Referenztemperaturkompensation Ladbare Linearisierungstabelle Verschiedene Kombinationen von Messwerten aus 2 integrierten Sensoren Bereitstellung der Messwerte mindestens
75. ATION AUSG BEI STOERUI a s i mx LAGEKORRIG DRUCK ABGLEICH DEZIMAL I mbar 100 000 i Abb 7 15 Skalierung des PA Ausgangs aller Ger te bei Commuwin I 141 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 142 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 8 St rungsbehebung 8 St rungsbehebung Dieses Kapitel enth lt eine bersicht der h ufigsten Fehler bzw der h ufigsten Fragen die an unsere Serviceabteilung gerichtet werden Es ist wie folgt untergliedert m Inbetriebnahme m SPS Projektierung m Daten bertragung Commuwin II 8 1 Inbetriebnahme Frage Fehler L sung Wie kann ich einem Ger t eine Adresse zuweisen Mit Ausnahme des Analysemessger tes Mypro besitzen alle Endress Hauser Ger te einen Adressenschalter mit dem eine Hardware oder Softwaread essierung erfolgen kann Bei der Softwareadressierung kann ber das CommDTM bei FieldCare oder ber den DPV1 DDE Server von Commuwin Il oder ein anderes Bedientool eine Adresse zugewiesen werden Hierzu wird eine Interfacekarte f r den PROFIBUS DP ben tigt Die Hardware bzw Softwareadressierung ist in Kapi el 5 5 beschrieben Wo wird an einem Ger t terminiert PROFIBUS PA Am Ger t selber sind keine Schalter zur Terminierung Die Terminierung erfolgt ber separate Terminatoren bzw externe Boxen z B T Box von der Firma Weidm ller Im Ex Ber
76. Bericht W53 zertifiziert Die Fieldbarrier erf llt folgende Aufgaben m Sicherstellung der Eigensicherheit an den Ausg ngen m Sicherstellung der galvanischen Trennung zwischen dem nicht eigensicheren Feldbussegment Hauptleitung und den eigensicheren Feldbussegmenten Ausg ngen m Abschluss der Hauptleitung mit einem Feldbusabschlusswiderstand wenn die FieldBarrier der letzte Teilnehmer an der Hauptleitung ist F r diesen Zweck ist ein zuschaltbarer Feldbusab schlusswiderstand in die Fieldbarrier integriert m Speisung der an den Ausg ngen angeschlossenen Feldger ten m Begrenzung des Kurzschlussstroms an jedem Ausgang Wird die Hauptleitung in erh hter Sicherheit verlegt kann die Fieldbarrier in der Zone 1 eines explosionsgef hrdeten Bereichs montiert werden Die Klemmen f r die Hauptleitung sind in erh hter Sicherheit EEx e ausgef hrt Ein Einsatz im sicheren Bereich oder der Zone 2 eines explosionsgef hrdeten Bereichs ist ebenfalls m glich Die Hauptleitung ist galvanisch von den Ausg ngen getrennt Pro Ausgang stehen 40 mA zur eigen sicheren Energieversorgung der Feldbusteilnehmer zur Verf gung Jeder Ausgang weist eine Span nungsbegrenzung und eine Strombegrenzung auf Dies hat den Vorteil dass z B bei Auftreten eines Kurzschlusses an einem Ausgang eine R ck wirkung auf die anderen Ausg nge und die Hauptleitung verhindert wird Die Leitungsl nge an einem Ausgang kann bis zu 120 m betragen und wird oh
77. Bus 17 5 500 5 5 BA238F XA175F A Prosonic T 13 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA166F XAO008F Prosonic T 17 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BA166F XAO08F XA035F FMU232 Prowirl 72 15 0 vom Bus 17 5 500 5 5 BA085D XA071DA3 Prowirl 77 12 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BAO37D EX038D RID261 11 0 vom Bus 15 BAO98R XA002R E062 Smartec S 11 0 lokal non non non BA213C EX EX EX TMD834 13 0 vom Bus 17 5 280 4 9 BAO9OR EX 98 D 089 60 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Typ IB IFDE Hilfsenergie Ui li Pi Bedienungsan Sicherheitshin mA mA V mA W leitung weise TMT184 11 0 vom Bus 17 5 500 5 5 BA115R XAOO08R Tab 4 6 PROFIBUS PA Daten von Endress Hauser Ger ten Endress Hauser 61 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 62 4 4 Spannung am letzten Ger t Der Widerstand des Kabels verursacht einen Spannungsabfall am Segment der bei dem vom Seg mentkoppler am weitesten entfernten Ger t am gr ssten ist Es muss deshalb berpr ft werden ob bei diesem Ger t die minimale Betriebsspannung von 9 V beim FEB 24 P betr gt in Zone 0 die Betriebsspannung 9 6 V vorhanden ist Es wird das Ohm sche Gesetz verwendet Us Us Ispg X Rsgc wobei U Spannung am letzten Ger t Us Speisespannung des Segmentkopplers Daten des Herstellers Isgg Strombedarf des
78. CommDTM f r PROFIBUS dem Netzwerk hinzu 2 Ein rechter Mausklick auf das CommDTM ffnet ein Kontextmen W hlen Sie hier den Eintrag Konfiguration FEPROFIdtm DPY1 Konfiguration Im Browser selektieren M Board Board Name Node0 Stationsadresse 0 m Verschiedenes Baudrate 93 75kBit s z Highest Station Address 126 Max Retry Limit 3 Gap Update Factor f 0 r Zeitverhalten Slot Time 4000 Quiet Time fo Target Rotation Time 85000 Setup Time 250 450 1000 Min Station Delay Standard Max Station Delay Schlie en Abb 6 1 Kontextmen PROFIdtm Busparameter 3 Nach der Ver nderung der Baudrate die Busparameter mit Standard aktualisieren 4 Parameter evtl nach Herstellerangaben optimieren Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 6 Systemintegration Busparameter Commuwin II Endress Hauser Wird Commuwin II als Master der Klasse 2 verwendet so m ssen unter Umst nden beim Einsatz mit PROFIBUS PA die Busparameter des DDE Servers auf die des Segmentkopplers angepasst wer den Je nach Segmentkoppler muss die entsprechende PROFIBUS DP Baudrate in der PROFIBUS Pro jektierungssoftware eingestellt werden Pepperl Fuchs SK1 93 75 kBit s Pepperl Fuchs SK2 45 45 kBit s 12 MBit s Siemens 45 45 kBit s PA Link Siemens 9 6 kBit s 12 MBit s Die Baudrate f r Commuwin II muss
79. DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 055D 06 de PNO Zertifikat 200632 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser 161 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Promag 53 162 Promag 53 Prozessvariable Durchfluss 7 E PROFIBUS ID Hex 1527 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA 53W Fehlerstrom Ippg 0O mA 53P 53H Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 053D 06 de PNO Zertifikat 200633 PROFIBUS DP Version verf gbar ja Endress Hauser
80. Daten wobei im Mischbetrieb PROFIBUS DP PA die m gliche Baudrate durch die verwendeten Segmentkoppler gegebenenfalls beschr nkt werden kann PROFIBUS PA wird in der Feldebene eingesetzt Der Segmentkoppler dient als Schnittstelle zum PROFIBUS DP System und als Energiequelle zur Speisung der Feldger te Je nach Art des Kopplers k nnen die PROFIBUS PA Segmente im sicheren oder im Ex Bereich verlegt werden 17 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 18 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Anwendung Endress Hauser 2 Grundlagen PROFIBUS DP F r die weitere Betrachtung von PROFIBUS Systemen in der Verfahrenstechnik sind sowohl die Auspr gungen PROFIBUS DP Auspr gung DPV1 als auch PROFIBUS PA von Interesse In diesem Kapitel werden die Grundlagen von PROFIBUS DP besprochen Das Kapitel wird wie folgt gegliedert bersicht m Topologie m Buszugriffsverfahren m Netzwerkkonfiguration m Ex Anwendungen 2 1 bersicht Master Master z B FieldCare Klasse 1 SPS Klasse 2 VN i PROFIBUS DP lt gt san H y PROFIBUS DP Slaves 7 Abb 2 1 PROFIBUS DP System Version DP V1 PROFIBUS DP wird prim r in der Fabrikautomatisierung eingesetzt Bei PROFIBUS PA Anlage
81. Ex Segmentkoppler A3 N A4 S N A5 N Link Link Link 0 9 0 5 gt 3 a m al L L L O O O faa c faa a am 3 Unternetz 1 i Unternetz 2 Unternetz 3 Nicht Explosionsgef hrdeter Explosionsgef hrdeter Bereich i Bereich Abb 4 11 Netzwerkbeispiel f r Siemens DP PA Link Endress Hauser 89 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 90 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Endress Hauser 5 Installation PROFIBUS PA Bei der Installation eines PROFIBUS PA Segments muss besonders auf die richtige Verdrahtung und Anschlusstechnik geachtet werden Hier hat der Kunde die Wahl zwischen m Anschlussboxen mit Kabelverschraubung oder M12 Anschlusstechnik m Vorkonfektioniertes Kabel mit M12 Stecker m Feldbarrieren mit Kabelverschraubung oder M12 Anschlusstechnik In allen F llen ist f r eine durchg ngige Abschirmung und richtige Terminierung des Segments zu sorgen Ebenso wichtig ist der korrekte Einbau der Feldger te Da dieser den Rahmen dieser Anleitung sprengt wird hier nur auf die jeweiligen Betriebsanleitungen hingewiesen Als letztes kommt die Einstellung der Adresse die einen Einfluss auf die Inbetriebnahme des Segments hat Das Kapitel enth lt folgende Abschnitte a Erdung und Schirmung mit Beispielen f r Ex Anlagen und Nicht Ex Anlagen m Terminierung ber
82. Funktionen von der Messgr sse abh ngig sind gibt es mehrere optionale Profil S tze B f r F llstand Druck Durchfluss usw Diese Parameter k nnen azyklisch bearbeitet wer en und ben tigen einen Master der Klasse 2 z B FieldCare um Einstellungen vorzuneh en Q Bon Der zyklische Datenaustausch erfolgt ber Standard Telegramme Die erlaubte max Tele gramml nge ist vom jeweiligen Master abh ngig laut PROFIBUS Norm sind dies maximal 244 Byte f r Eing nge und 244 Byte f r Ausg nge Bei PROFIBUS PA Ger ten werden analoge Messwerte und Status generell in 5 Bytes bertragen Ein Messger t mit mehreren Prozessvariablen sendet entsprechend mehr Bytes z B der Durchflussmesser Promag 53 schickt ein zyklisches Telegramm von 37 Bytes bei der Maximumkonfiguration siehe hierzu Kapitel 2 4 Im Fall des F llstand Grenzschalters Liquiphant M S wird das Grenzwertsignal in je 2 Bytes ber tragen Byte 1 enth lt der Signalzustand Byte 2 den Status Ger testammdatei Um die Feldger te in das Bussystem einzubinden ben tigt das PROFIBUS DP System eine Be sch reibung der Ger teparameter wie Ausgangsdaten Eingangsdaten Datenformat Datenmenge und unterst tzte bertragungsrate Diese Daten sind in einer sogenannten Ger testammdatei GSD Datei enthalten die w hrend der Inbetriebnahme des Kommunikationssystems dem PROFIBUS DP Master zur Verf gung gestellt wird Optional werden auch Ger tebitmaps ben tigt die als
83. GY Erlaubt die Gruppierung von Bl cken durch Eingabe gleicher ES M Nummern 5 ALERT_KEY Identifiziert den Anlageteil bei dem der Messumformer zu L S M finden ist Hilft bei der Lokalisierung von Ereignissen 6 MODE_BLK Beschreibt den Betriebsmodus des Blocks Drei Parameter wer L S M den ausgef hrt m der aktuelle Modus Actual_Mode m die unterst tzten Modi Permitted_Mode und m der normale Modus Normal_Mode MODE_BLK erlaubt eine Funktionskontrolle des Blocks 7 ALARM_SUM Enth lt den aktuellen Status der Blockalarme Momentan wird LS M nur eine nderung eines statischen Parameters f r 10 s angezeigt sowie Verletzungen der Vorwarn und Alarmgrenzen beim Funktionsblock Analog Input 8 BATCH Ist f r Batchprozesse gem ss IEC 61512 Teil 1 vorgesehen Wird L S M nur in Funktionsbl cken gef hrt L Lesen S Schreiben M O Muss Optionaler Parameter Tab 7 1 Standard Blockparameter 122 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Endress Hauser 7 2 Ger temanagement Das Ger temanagement besteht aus dem Verzeichnis der Block und Objektstruktur des Ger tes Es gibt Auskunft ber m Bl cke die im Ger t vorhanden sind a wo die Anfangsadressen liegen Slot Index und m wieviel Objekte diese Bl cke enthalten Mit diesen Informationen kann das Anwendungsprogramm des Masters die mandatory und optional p
84. Ger ten Arbeiten mit den GSD Dateien Die GSD Dateien m ssen in das Automatisierungssystem eingebunden werden Die GSD Dateien k nnen abh ngig von der verwendeten Software entweder in das programmspe zifische Verzeichnis kopiert werden bzw durch eine Import Funktion innerhalb der Projek tierungssoftware in die Datenbank eingelesen werden Beispiel F r die Projektierungssoftware Siemens STEP 7 der Siemens SPS S7 300 400 ist es das Unterverzeichnis siemens step s7data gsd Zu den GSD Dateien geh ren auch Bitmap Dateien Mit Hilfe dieser Bitmap Dateien werden die Messstellen bildlich dargestellt Die Bitmap Dateien m ssen in das Verzeichnis siemens step7 s7data nsbmp geladen werden Fragen Sie zu einer anderen Projektierungssoftware den Hersteller Ihrer SPS nach dem korrekten Verzeichnis oder verwenden Sie die optional vorhandene Import Funktion Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Busadresse bertragungsrate Busparameter Endress Hauser Eine Voraussetzung f r die Kommunikation auf dem Bus ist die korrekte Adressierung der Teilneh mer Jeder Teilnehmer im PROFIBUS DP System erh lt eine eindeutige Adresse zwischen 0 125 f r den zyklischen Datenaustausch Normalerweise werden die niedrigen Adressen den Mastern zugeteilt Die Adressierung erfolgt entweder ber DIP Schalter vor Ort Bedienung oder per Soft ware Die genaue Beschreibung des Vor
85. Ger testecker f r Montage im Ger t Wei 52006628 dm ller Kabell nge 150 mm M20 MI2 Ger testecker f r Montage im Ger t Wei 52006629 dm ller Kabell nge 300 mm M12 Stecker f r Kabelmontage Weidm ller 017434 0100 M12 Buchse f r Kabelmontage Weidm ller 017434 0110 Busabschluss Ex Terminator Weidm ller 017481 0001 Ex Terminator Turck 52005549 Verteilerboxen T Box Weidm ller Stichleitung M12 Buchse Hauptlei 52014352 ung M16 Kabelverschraubung EEx ia 2 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung M12 52014353 Buchse Hauptleitung M16 Kabelverschraubung EEx ia 4 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung M12 52014354 Buchse Hauptleitung M16 Kabelverschraubung EEx ia T Box Weidm ller Stichleitung M12 Buchse Hauptlei 52014358 ung M16 Kabelverschraubung Standard 2 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung M12 52014359 Buchse Hauptleitung M16 Kabelverschraubung Standard 4 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung M12 52014360 Buchse Hauptleitung M16 Kabelverschraubung Standard T St ck Turck Stichleitung M12 Buchse Hauptleitung 52001029 M12 Stecker und Buchse EEx ia 2 fach Verteilerbox Stichleitung M12 Buchse Hauptlei 52001026 ung M12 Stecker und Buchse EEx ia 4 fach Verteilerbox Stichleitung M12 Buchse Hauptlei 52001027 ung M12 Stecker und Buchse EEx ia T Box Weidm ller Stichleitung und Hauptleitung M16 52014355 Kabelverschraubung EEx ia 2 fach Verteilerbox Weidm ller Stichleitung und
86. IBUS Projektierung und Inbetriebnahme Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Registrierte Warenzeichen 222222222 3 3 9 Adressierung rn neuer 103 Sicherheitshinweise 2222222 c seen 3 5 5 1 Einstellen der Ger teadresse 103 Sicherheitsrelevante Hinweise 2222 20 3 5 5 2 Einstellen der Busadresse 105 1 Einf hrung esse 5 6 _ Systemintegration 107 1 1 PROFIBUS Technologien 22222 6 6 1 Ger testammdateien 222220 eeeeeeen 107 1 1 1 PROBUS ua een 6 6 2 Zyklische Daten bertragung 108 1 152 PROFS e 4 2 en EEEa 6 6 3 Hinweise zur Projektierungssoftware 113 1 1 3 PROFldrive eu ce anne 7 6 4 Getestete Systemintegrationen 2 2 2 0 114 Llet PROEINET aa 52 ar 8 6 5 Busparameter PROFIBUS DP PA 116 LLS EDYEDTM an ea 9 1 2 Vorteile eines Bussystems oooccisrinicririsis 13 7 Ger teparametrierung 119 1 3 PROFIBUS Norm 222u2neeeeeeneennn 15 1 4 PROFIBUS in der Verfahrenstechnik 17 71 PROFIBUS PA Blockmodell aaa asian 120 7 2 Ger temanagement sesos rras ar sieka e is 123 2 Grundlagen PROFIBUS DP 19 7 3 Blockbeschreibungen des PA Profils 125 7 4 Funktions bersicht 222ccceeeeeeeenn 133 21 DEREN a een Lena tie 19 73 FieldCare Asset Management Software 135 2 22 TOPOlOBiE urn rer ken 21 7 6 Commuwin II Bedienprogram
87. IBUS Spezifikation EN 50170 2 unterst tzt d h Baudraten von 9 6 kBd bis 1 5 MBd bzw 12 MBd handelt es sich um eine DP GSD Liegt eine PROFIBUS PA Ger te GSD vor muss diese konvertiert werden Eine entsprechende Kon vertierungssoftware GSD Konverter ist kostenfrei unter www pepperl fuchs com erh ltlich Auf gabe dieser Konvertierungssoftware ist ausschlie lich die fehlenden bertragungsraten einzutragen und bestimmte Busparameter auf Werte zu setzen die einen st rungsfreien PROFIBUS DP Betrieb ge statten AQ Wichtige Hinweise zur Konvertierungssoftware GSD Konverter von Pepperl Fuchs Der Beirat der PROFIBUS Nutzerorganisation hat zugestimmt dass zertifizierte GSD Dateien die durch die Pepperl Fuchs GSD Konverter Software ver ndert wurden das Zertifikat nicht verlieren Einfluss der Software GSD Konverter auf die Feldger tefunktionalit t Durch die Konvertierung der GSD Datei werden folgende funktionale Beschr nkungen vorgenom men falls dies durch die Original GSD Datei zuvor unterst tzt wurde m die FREEZE und SYNC Funktionalit t wird deaktiviert Diese Funktionen werden bei PROFI BUS DP f r die Synchronisierung von Sensoren Aktoren verwendet Da auf der PROFIBUS DP Seite Hostseite mit bertragungsraten bis zu 12 MBd und auf der PROFIBUS PA Seite Feld seite mit einer bertragungsrate von 31 25 kBd gearbeitet wird kann das einwandfreie Funk tionieren dieser Synchronisierung nicht garantiert werden m
88. Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung 83A Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 83E 83F PA Profil Version 3 0 83H i 831 Azyklische Profildaten Analog Input 83M Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 063D 06 de PNO Zertifikat 200671 181 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Prosonic DP FMU 86x 182 Prosonic DP FMU 86x Prozessvariable F llstand PROFIBUS ID Hex 152E Hilfsenergie lokal 180 253 AC 50 60 Hz 90 132 AC 50 60 Hz 38 55 AC 50 60 Hz 19 28 AC 50 60 Hz 20 30 VDC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 9 6 45 45 93 75 187 5 500 1500 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software FMU86x Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level Physical Block Zus tzliche Signale Relais Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 100F 00 de PNO Zertifikat 200743 Endress Hauser PROFIBUS Projekt
89. L Modul Kupfer T T T Lichtwellenleiter 4 Abb 2 4 Beispiel f r ein gemischtes LWL RS 485 Netz T Abschlusswiderstand 1 n Feldger te Slaves 23 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Master Klasse 24 2 3 Buszugriffsverfahren PROFIBUS DP benutzt ein hybrides Zugriffsverfahren wobei das zentrale Master Slave Prinzip dem dezentralen Token Passing unterlagert ist siehe Abb 2 5 m Die Master bilden einen logischen Token Ring m Wenn ein Master das Token erh lt besitzt er das Senderecht F r eine definierte Zugriffszeit kann er nun mit seinen Slaves im Master Slave Prinzip kom munizieren m Wenn diese Zeit abgelaufen ist wird das Token an den n chsten Master weitergegeben PROFIBUS DP Version DP V1 sieht zwei Klassen von Mastern vor m Bei einem Master der Klasse 1 erfolgt der Datenaustausch mit seinen dezentralen Slaves zyklisch Der Master kommuniziert nur mit den Slaves die ihm zugeordnet sind Ein Slave darf nur einem Master der Klasse 1 zugeordnet werden Ein typischer Master der Klasse 1 ist eine speicherprogrammierte Steuerung SPS oder ein Leitsystem PLS Bei einem Master der Klasse 2 erfolgt der Datenaustausch mit seinen dezentralen Slaves azyk lisch d h auf Anforderung Die Slaves d rfen auch einem Master der Klasse 1 zugeordnet werden Ein typisches Beispiel ist ein PC mit entsprechender Software z
90. LD GT DP 1PA max speisender Strom 100 mA 400 mA Tab 4 20 Daten Pepperl Fuchs Segmentkoppler SK2 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Endress Hauser Nicht Ex Power Link IX Gateway Gateway PROFIBUS PA Nicht explosionsgef hrdeter Bereich Ex Power Link ex Gateway 2 PA 1 Oo PA 13 PA 18 PA PROFIBUS PA ak A PA 0 5 Explosionsgef hrdeter Bereich Stromversorgung CPU DP Master Fa Bedientool Adresse A 1 z B FieldCare 100 ms Adresse A2 tl Ta 12 Mbit s PROFIBUS DP i Ex Power Link gt PA 19 PROFIBUS PA Abb 4 10 Netzwerkbeispiel f r Pepperl Fuchs Segmentkoppler SK2 Hinweis Weitergehende Informationen entnehmen Sie bitte der IEC 61158 oder wenden Sie sich an Pepperl Fuchs 87 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Siemens PA Link 88 Der Siemens PA Link ab Ausgabestand 3 0 kann von jedem beliebigen DP Master SPS oder Leit system projektiert werden Im Beispiel werden drei Links verwendet Zwei Links f r den Ex Bere ich und ein Link f r den Nicht Ex Bereich An dem Link im Nicht Ex Bereich sind zwei Seg mentkoppler f r den Nicht Ex Bereich angeschlossen An denen f r den Ex Bereich je zwei Segmentkoppler f r den Ex Bereich m Maximal
91. O_LIM 0xDA HI_LIM OxDB CONSTANT 0xDC reserviert gut OK 0xDD LO_LIM OxDE HI_LIM OxDF CONSTANT OxEO Initialisierung des Failsafe Zustands gut OK OxEl LO_LIM OxE2 HI_LIM OxE3 CONSTANT Tab 6 4 Statuscode Ger tezustand gut 112 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 6 Systemintegration Endress Hauser 6 3 Hinweise zur Projektierungssoftware Generell erfolgt die Projektierung eines PROFIBUS Systems wie folgt 1 Die Netzwerkteilnehmer werden in einem PROFIBUS DP Konfigurationsprogramm festgelegt Beispiele siehe Tabelle 6 5 Der Systemaufbau wird offline in der Projektierungssoftware konfi guriert Um dies zu erm glichen liegen die GSD Dateien zugriffsbereit in einem Verzeichnis des Konfigurationsprogramms 2 Das Anwenderprogramm der SPS muss jetzt geschrieben werden Hier ist die jeweilige her stellerspezifische So gabe der Daten und Ggf muss f r Systen ftware zu verwenden Das Anwenderprogramm steuert die Ein und Aus stellt fest wo die Daten zu finden sind ne die die IEEE 754 Fliesskommazahl nicht unterst tzen ein zus tzlicher Messwert Konvertierungbaustein verwendet werden Je nach der im Master verwendeten Art der Datenablage Li ttle Endian Format Big Endian Format kann auch eine Umstellung der Bytereihenfolge n tig werden Byte Swapping Nach Fertigstellung der Projektierung wird diese als bin re Datei in die SPS geladen
92. PA139741 gsd EH_1527_d bmp dib EH_1527_n bmp dib EH_1527_s bmp dib Herstellerspez ID Nr Profile 3 0 ID Nr Herstellerspez GSD Promag 53 DP PROFIBUS DP RS 485 1526 Hex 9741 Hex EH3_1526 gsd EH3X1520 gsd Profile 3 0 GSD Bitmaps PAO39741 gsd EH_1526_d bmp dib EH_1526_n bmp dib EH_1526_s bmp dib F r Endress Hauser beginnt di Jedes Ger t erh lt von der Profibus Nutzerorgani Nr Aus dieser leitet sich der Name der Ger tes ese ID Nr mit der Herstellerkennung 15xx Um eine bessere Zuordnung und Eindeutigkeit zur jeweiligen GSD zu erhalten lauten die GSD Namen bei Endress Hauser wie folgt sation PNO eine Identifika tammdatei GSD ab tionsnummer ID EH3_15xx Endress Hauser Profile 3 0 Standard Kennung 15xx ID Nr EH3x15xx EH Endress Hauser 3 Profile 3 0 x Erweiterte Kennung 15xx ID Nr Die GSD Dateien aller Endress Hauser Ger te k nnen wie folgt angefordert werden m Internet Endress Hauser http www endress com Downloadarea m Internet PNO http www profibus com Products Product Guide Auf CD ROM von Endress Hauser Bestellnummer 56003894 29 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 30 Inhaltsstruktur der GSD Dateien von Endress Hauser F r die Endress Hauser Feldtransmitter mit PROFIBUS Schnittstelle sind alle zur Projektierung notw
93. PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Endress Hauser 5 3 berspannungsschutz Je nach Bedarf kann das PROFIBUS PA Segment mit einem berspannungsschutzsystem versehen werden Ein berspannungsschutz wird direkt nach dem Segmentkoppler eingebaut Ein berspannungsschutz wird direkt vor jedes Ger t eingebaut zwischen dem Ger t und der Anschlussbox bzw integrierter berspannungsschutz in der Anschlussbox m Bei Ex Anlagen muss jeder berspannungsschutz eine entsprechende Zulassung besitzen m Bei der Installation sind die Angaben des Herstellers zu ber cksichtigen Von Endress Hauser sind die berspannungsschutzkomponenten HAW 560 HAW 560Z HAW 562 HAW 562Z HAW 569 und HAW 5697 erh ltlich Segmentkoppler Feldger t berspannungsschutz Abb 5 8 berspannungsschutzsystem f r PROFIBUS PA 99 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 4 Ger teeinbau Der PROFIBUS PA Ger teeinbau erfolgt entsprechend den folgenden Ger tebetriebsanleitungen Ger tename Ger tetyp ID Code Bedienungsanleitung Cerabar M PMC41 151C BA222P 00 de PMC45 PMP41 PMP45 PMP46 PMP48 Cerabar S PMC631 1501 BA168P 00 de PMC731 PMP635 PMP731 Deltabar S PMD230 1504 BA167P 00 de FMD230 PMD235 FMD630 FMD633 Deltapilot S DB50 1503 BA164P 00 de B50A B50 B50S B51 B51A B52 B52A B53 DB53A FEB24 FEB24P D D D D D D
94. Produktionsanlagen zu zerst ren oder die Umwelt zu beeintr chtigen Bei der Mehrzahl der Proz esse ist es m glich diese Risiken ohne besondere technische Vorkehrungen zu vermeiden oder stark zu begrenzen Die Restfehlerrate der Standard Automatisierungstechnik wird hier als voll aus reichend akzeptiert In einigen F llen jedoch beispielsweise bei Pressen S gen Robotern Brennern oder chemischen Prozessen werden besondere Massnahmen in Form einer sicherheitsgerichteten Automatisierung stechnik gefordert und unter Mehraufwand realisiert Wie bei der Post wo f r besonders wichtige Sendungen auch spezielle Massnahmen Einschreiben gefordert und bei der Mehrkosten akzep tiert werden Die Standard Automatisierungstechnik wurde im vergangenen Jahrzehnt durch Einf hrung von Mikrocontrollern Software und Feldbus Kommunikation massgeblich vorangetrieben was zu Kostenreduzierung mehr Flexibilit t und gesteigerter Verf gbarkeit gef hrt hat Die sicherheitsgerichtete Automatisierungstechnik wurde bisher durch ihre Abh ngigkeit von etablierten Standards beim Einsatz derartiger Innovationen gebremst Sicherheitstechnik basierte auf fester Verdrahtung und Relaisschaltungen denn Sicherheit baut nach allgemeiner Ansicht auf bew hrten Technologien und Erfahrungswerten auf erlebt jetzt aber einen dramatischen Wandel Mikroprozessoren Software und Kommunikationsnetze haben sich mittlerweile in Millionen von Anwendungen bew hrt und wer
95. ROFINET der ethernet basierte Automatisierungs standard der PROFIBUS Nutzerorganisation PROFINET erm glicht die Realisierung von verteilten Automatisierungsstrukturen die Einbindung einfacher dezentraler Feldger te am Ethernet sowie den Betrieb von Motion Control Anwendun gen Dabei sind Echtzeit Anwendungen und Standard TCP IP Dienste wie z B Ferndiagnose gleichzeitig nutzbar PROFINET findet seinen Einsatz in den verschiedensten Branchen beispielsweise in m Fertigungsanlagen m Montageanlagen Anlagen der Automobilindustrie m Anlagen der Nahrungs und Genussmittelindustrie m Verpackungsanlagen u PROFINET spezifiziert die Funktionen zur Realisierung einer ganzheitlichen Automatisierungs l sung von der Netzwerk Installation bis hin zur web basierten Diagnose Durch die modulare Struktur kann PROFINET sehr leicht um zuk nftige Funktionen erweitert werden PROFINET bietet dar ber hinaus eine standardisierte herstellerunabh ngige Engineering Schnitt stelle Sie erm glicht eine einfache Integration von Ger ten und Komponenten unterschiedlicher Hersteller in einer Anlage Die Kommunikationsverbindungen zwischen den Ger ten werden nicht programmiert sondern in grafischer Form projektiert Maschinen und Anlagen werden aufgeteilt in technologische Module die jeweils aus Mechanik Elektrik Elektronik und Software bestehen Die Funktionalit t der technologischen Module wird in Form von PROFINET Komponenten gekapselt V
96. Schalter 8 auf OFF setzen 2 Adresse gem ss Tabelle 5 2 mit DIP Schalter 1 bis 7 einstellen Schalter Nr 1 2 3 4 5 6 7 Wertigkeit in Position off 0 0 0 0 0 0 0 Wertigkeit in Position on 1 2 4 8 16 32 64 Tab 5 2 Einstellen der Ger te Adressierung Eine Softwareadresse kann mit dem PROFIBUS Kommunikation DTM von FieldCare bzw einem PROFIBUS DP Bedientool eingestellt werden m Auslieferungszustand der Ger te ist Softwareadressierung Defaultadresse 126 m Diese Adresse kann zur Funktionspr fung des Ger ts und zum Anschluss in ein in Betrieb ste hendes Netzwerk genutzt werden m Anschliessend muss diese Adresse ge ndert werden um dieses Ger t in den zyklischen Daten verkehr einzubinden Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Einstellen der Busadresse FieldCare Endress Hauser 5 5 2 Einstellen der Busadresse In der Netzwerk Sicht auf das PROFIdtm klicken gt Men gt Ger tebedienung gt Ger tefunktionen gt Weitere Funktionen gt Ger testationsadresse setzen m Geben Sie die aktuelle Adress des Ger tes bei Alte Adresse ein m Geben Sie die gew nschte neue Adresse bei Neue Adresse ein Klicken Sie Setzen F PROFIdtm DPY1 Ger testationsadresse setzen Im Browser selektieren Alte Adresse f 26 Neue Adresse f 2 Status Schlie en Abb 5 1 Beispiel Ger testationsad
97. Segments wie in Abschnitt 4 3 berechnet Rsgg Kabelwiderstand Busl nge x Widerstandsbelag Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Berechnungsbeispiel f r den worst case Endress Hauser 4 5 Spannungskalkulation und Leitungsl nge Die Verteilung der Teilnehmer am PROFIBUS PA Segment kann unter bestimmten Voraussetzun gen einen negativen Einfluss auf die max m gliche Leitungsl nge haben Dies soll am folgenden Beispiel Abb 4 1 verdeutlicht werden Segmentkoppler R Leitungswiderstand des Leitungssegmentes x I Stromaufnahme des PA Teilnehmers n Abb 4 1 Spannungskalkulation und Leitungsl nge Beispiel 1 Gegeben ist eine Ex Applikation Die Stromkalkulation hat ergeben dass ein max Gleichstrom inkl Irpg von 100 mA fliesst Verwendet wird der Kabeltyp A mit einem Widerstandsbelag von 44 0 km Voraussetzung f r ein einwandfreies Funktionieren eines PROFIBUS PA Slaves ist dass die Ein gangsspannung an der Busleitung mindestens 9 V betr gt Damit gilt f r den maximalen Span nungsabfall ber der Leitung Upmax Us 9 V Z B betr gt Us f r einen Segmentkoppler mit Ex Schnittstelle mindestens 12 8 V 12 8 V 13 4 F r die worst case Betrachtung ist Us mit 12 8 V anzusetzen damit ergibt sich U max zu 3 8 V Da alle Teilnehmer am Ende der Leitung angeschlossen sind darf der Leitungswiderstand max 38 Q Us Isgg betragen Dies entsp
98. Sym bole im Netzwerkbaum erscheinen Weitere Informationen zur Ger testammdatei siehe auch Kapi tel 2 4 und 6 1 Busadresse Eine Voraussetzung f r die Kommunikation auf dem Bus ist die korrekte Adressierung der Teilneh mer Jedes Ger t am PROFIBUS PA Segment erh lt eine eindeutige Busadresse zwischen 0 und 125 Die Adressierung ist von der Art der DP PA Schnittstelle abh ngig Segmentkoppler oder Link und erfolgt entweder ber DIP Schalter Vor Ort Bedienung oder per Software Eine genaue Beschreibung dieses Vorgangs ist Kapitel 5 5 zu entnehmen bertragungsrate Die bertragungsrate auf einem PROFIBUS PA Segment betr gt immer 31 25 kBit s Die bertra gungsrate auf PROFIBUS DP h ngt von der Anwendung und der eingesetzten DP PA Schnittstelle Link oder Segmentkoppler ab Siehe hierzu auch Kapitel 3 4 Busparameter Zus tzlich zur bertragungsrate m ssen alle aktiven Teilnehmer am Bus mit den gleichen Buspa rametern betrieben werden Beim Bedien und Anzeigeprogramm Commuwin II k nnen die Bus parameter mit Hilfe des DPV1 DDE Servers angepasst werden Untermen Parameter Settings Bei FieldCare werden die Busparameter im entsprechenden Kommunikations DTM eingestellt 50 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA Fault Disconnection Elec tronics Endress Hauser 3 6 Funktionsweise Das Bussystem wird von einem Segmentkoppler gespeist Die Feldger
99. agen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Nachfolgend sind geeignete Feldbuskabel verschiedener Hersteller f r den Nicht Ex Bereich aufge listetet m Siemens 6XV1 830 5BH10 m Belden 3076F m Kerpen CeL PE OSCR PVC FRLA FB 02YS ST YFL Kabel f r eigensichere Anwendungen gem ss dem FISCO Modell m ssen dar ber hinaus den fol genden Anforderungen ebenfalls entsprechen EEx ia ib IIC EEx ib IIB Schleifenwiderstand DC 15 150 Q km 15 150 Q km Induktivit tsbelag 0 4 1 mH km 0 4 1 mH km Kapazit tsbelag 80 200 nF km 80 200 nF km Stichleitungsl nge lt 30m lt 30m Leitungsl nge lt 1000 m lt 1900 m Tab 3 5 Sicherheitstechnische Grenzwerte f r das Buskabel nach FISCO Geeignetes Kabel wird von verschiedenen Herstellern angeboten siehe Kapitel 4 2 40 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA l A Terminierung in JB m glich da Stichleitungen lt 30 m H 2 a R T I R T re O Abb 3 3 Bustopologien A Baum B Bus C Bus Baum D Bus Baum Verl ngerung PNK prozessnahe Komponente SiK Signalkoppler SG Speiseger t T Abschluss JB Verteiler R Repeater 1 n Feldger te Sk Segmentkoppler T Endress Hauser 41 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und
100. al 20 30 VDC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 9 6 19 2 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 ZA375 Zyklische Daten zur SPS Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung nein Adressierung DIP Schalter max 38 Messwerte mit je 6 Byte PA Profil Version keine Azyklische Profildaten keine Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten nein Bereich Ex Zertifikate keine PNO Zertifikat 200247 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Endress Hauser 10 3 Netzwerkkomponenten Komponente Beschreibung E H Bestell Nr Segmentkoppler SK 1 DP PA Koppler Standard 17039 1000 DP PA Koppler EEx ia 017039 0000 Segmentkoppler SK 2 Gateway 1 PA Master 52014393 Gateway 2 PA Master 52014394 Gateway 3 PA Master 52014395 Power Link Modul Standard 52014397 Power Link Modul EEx ia 52014396 Schnittstellen Konverter PROFIBUS RS485 nach Lichtwellenleiter 52005649 Ethernet PROFIBUS DP Gateway FieldGate FXA 720 FXA720 XXXX PROFIBUS PA Feldbusbarriere FieldBarrier Pepperl Fuchs Ein Ausgang Hauptleitung 52014398 EEx e Stichleitungen EEx ia Kabelverschraubungen Ger testecker M12 M20 M12
101. angeschlossenen PA Slaves betr gt 244 Byte f r Eing nge und 244 Byte f r Ausg nge SPS Master Klasse 1 z B FieldCare C Master Klasse 2 PROFIBUS DP Zyklischer Datenaustausch mit Klasse 1 Master im Master Slave Verfahren l Azyklischer l Datenaustausch j I mit Klasse 2 Master z V im Master Slave 7 1 l Verfahren a 7 l KS l F l N IR I 7 l WoS ri I N N N N l l x l 2 l Yg NG I LS US a Sc A amp S T PROFIBUS PA Slaves PROFIBUS PA Slaves Abb 3 7 Datenaustausch ber einen Link 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 5 Netzwerkkonfiguration Daten bertragung Der PROFIBUS PA Datenaustausch erfolgt ber eine IEC 61158 2 Schnittstelle Daten werden ber zyklische und azyklische Dienste bertragen Da die PROFIBUS Norm die M glichkeit bietet mehrere Ger te von unterschiedlichen Herstellern zusammenzuschalten ist ein Profilsatz f r PROFIBUS PA Ger te definiert worden der normierte Ger teparameter und Funktionalit ten enth lt m Obligatorische Parameter Jedes Ger t muss diese Parameter bereitstellen Dies sind Para meter mit denen sich die Grundparameter des Feldger ts lesen bzw einstellen lassen Anwendungsparameter Diese sind optionale Parameter Diese Parameter enthalten Be fehle die einen Abgleich und weitere Funktionen wie z B Linearisierung erm glichen Weil iese
102. anlage Vom Feld bis zum Verteilerkasten ist bei einer Kompaktanlage der Verdrahtungsaufwand etwa gleich Bei einer weit verstreuten Messtechnik ben tigt der Feldbus jedoch entscheidend weniger Kabel Vom Verteilerkasten bis zur prozessnahen Komponente beispielsweise einer speicherpro grammierbaren Steuerung muss bei der konventionellen Verdrahtung jede Signalleitung fort gesetzt werden und in einer E A Baugruppe enden F r jedes Ger t ist eine getrennte gege benenfalls Ex taugliche Spannungsversorgung notwendig Beim Feldbus dagegen reicht nur eine Leitung um alle Informationen zu bertragen Der Bus endet in einer Buskopplung die direkt mit der prozessnahen Komponente kommuniziert Nicht nur Kabel sondern auch die E A Baugruppen werden eingespart Weil der Bus von einem einzigen Speiseger t eigensicher mit Spannung versorgt wird entfallen auch s mtliche individuellen Trenner und Barrieren Die digitale Kommunikation erlaubt die komfortable Inbetriebnahme der Ger te von der Warte aus Einzelne Ger te k nnen nicht nur ber einen PC parametriert werden sondern die Einstellungen k nnen auch zentral gespeichert werden Sind mehrere identische Messstellen in einer Anwendung zu finden so erfolgt eine bertragung der gespeicherten Parameter in die Ger te Die Einstellung jedes einzelnen Ger tes bleibt erspart Zus tzlich zu den Prozessvariablen welche in der SPS oder im PLS verarbeitet werden hat der Benutzer Zugriff auf ein
103. apitel 3 6 bei dem es nur ein aktives Speiseger t pro Segment geben darf sind bei RS 485 IS alle Ger te aktive Quellen Alle Ger te werden extern mit Hilfsenergie versorgt und k nnen Energie in den Bus einspeisen Die Kopplung von RS 485 IS Netzwerken an RS 485 Netzwerke erfolgt ber sogenannte Fieldbus Isolating Repeater Es k nnen maximal 32 Teilnehmer an ein Segment angeschlossen werden wenn die Bedingungen aus Tabelle 2 8 eingehalten werden Weitere Details entnehmen Sie bitte der oben genannten Spezifikation Endress Hauser unterst tzt RS 485 IS zur Zeit nicht hat aber entsprechende L sungen f r Stand ard PROFIBUS Produkte Liste der sicherheitsrelevanten Parameter PROFIBUS RS 485 IS Die folgende Tabelle zeigt alle sicherheitsrelevanten Werte f r das gesamte Bussystem Parameter Beschreibung Wert Bemerkung Bussystem Maximale Eingangsspannung U M 42 Maximaler Eingangsstrom l Al 4 8 Maximaler induktiver L R uH Q 15 Widerstandsquotient Anzahl der Ger te IN lt 32 Kommunikationsger t Maximale Ausgangsspannung U V 42 Maximaler Ausgangsstrom Io mA 149 Maximale Eingangsspannung u V 4 2 Maximale interne Induktivit t L H 0 Maximale interne Konduktivit t C nF N A Externer aktiver Busanschluss Maximale Ausgangsspannung U V 42 Maximaler Ausgangsstrom Io mA 16 Maximale Eingangsspannung U V 4 2 Maximale interne Induktivit
104. arameters eines Profilblocks finden und bertragen siehe Abb 7 3 Der Physical Block eines Ger tes liegt immer in Slot 0 der erste Function Block in Slot 1 Device Management Slot 1 DIRECTORY_OBJECT_HEADER DIR_ID REV_NUMBER NUM_DIR_OBJ NUM_DIR_ENT FIRST_COMP_LIST_DIR ENTRY NUM_COMP_LIST_DIR_ENTRY COMPOSITE _LIST_DIRECTORY_ENTRIES Z INDEX_PB NUM_PB INDEX TB NUM_TB INDEX_FB NUM_FB COMPOSITE_DIRECTORY_ENTRIES BLOCK_PTR_1 BLOCK PTR 2 BLOCK PTR 3 Slot x Index j Index k Index I FUNCTION BLOCK 1 PHYSICAL BLOCK 1 TRANSDUCER BLOCK 1 BLOCK_PTR_4 BLOCK_PTR COMPOSITE_DIRECTORY_ENTRIES_CONTINUOUS Slot y Index m FUNCTION BLOCK 2 TRANSDUCER BLOCK 2 Abb 7 3 Struktur und Funktion des Ger temanagements Device Management Block 123 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 124 Das Ger temanagement steht immer in Slot 1 ab Index 0 Es enth lt folgende Parameter Rel Index Parameter Beschreibung L S M O DIRECTORY_OBJECT_HEADER Header bestehend aus siehe Abb 7 3 f r Parametername m Verzeichniskennung 0 m Verzeichnis Versionsnummer Anzahl der Verzeichnisobjekte Anzahl der Verzeichniseintr ge Nr des ersten Verzeichn
105. ate tZyklus_DP Tpit n 500 11 Tpit Le La F r die Zeit tZy lus_pp Sollte gem PROFIBUS Nutzerorganisation ein Sicherheitsaufschlag von 10 dazugerechnet werden Die obige Gleichung gilt unter folgenden Voraussetzungen m Der PROFIBUS DP wird als Monomaster System betrieben d h es befindet sich nur ein Mas ter am PROFIBUS DP Sollte ein Multimastersystem verwendet werden sind die Token haltezeit und die entsprechenden Pausenzeiten der zus tzlichen Master hinzuzuz hlen m Es findet nur ein zyklischer Datenaustausch statt Sollte der Master zus tzlich azyklische Tel egramme bertragen ist die Zeit die f r die azyklische Kommunikation beansprucht wird hin zuzuz hlen 85 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 86 Die Zykluszeit betr gt im nachfolgenden Beispiel Z Zykluszeiten der PA Netzwerke PA Segment 1 PA Segment 2 PA Segment 3 mit gt 1 ZyklusPA Segment1 ZyklusPA Segment2 ZyklusPA Segment3 X 10 ms n 10 5 ms 0 256 ms 50 10 ms n 10 5 ms 0 256 ms 40 10 ms n 10 5 ms 0 256 ms 90 X 117 3 ms 104 24 ms 106 54 ms X 328 08 ms X Zykluszeit DP SPS mit IMbit s x24 x 500 11x LMbit sx 180 100 272 12 A X 1 165 ms 100 ms X 101 165 ms Segmentkoppler EEx ia IIC IIB Nicht Ex Bereich Ger tebezeichnung KLD2 PL 2 Ex1 PA KLD2 PL 2 Ex1 PA mit mit Gateway KLD GT DP 1PA Gateway K
106. b PA Segment angeschlossen Slave Verfahren siehe Kapitel 3 nehmer dienen Zweitens wird der Datenverkehr nach der internation gewickelt Es d rfen maximal 32 Busteilnehmer an einem PROFIBUS werden Die Buszugriffsmethode ist wie bei PROFIBUS DP das Master Application D Profiles Il g O m lt Q rd Q a 5 n D t 7 gt x 2 L E ke eo i O m 2 2 32 7 lt I sesenne r g z ir so E8 DS 2z 29 5 Ee NA Application Common Application Profiles optional Profiles PROFISAFE Time Stamp Redundancy etc F ge Communication EC 61158 61784 sE 86 Technologies as og PROFIBUS DP TE 5 oS 55 DP V0 V2 ESy ar 085 Transmission RS485 NRZ Fiber Glass Multi Mode MBP Manchester Bus Powered I 5 S 3 Technologies RS485 IS Intrinsic Safety Optics Glass Single Mode MBP LP Low Power og 8 S 9 PCF Plastic Fiber MBP IS Intrinsic Safety 3 F u T Abb 1 3 Systemaufbau PROFIBUS Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung Endress Hauser 1 4 PROFIBUS in der Verfahrenstechnik In jeder Firma gibt es Teile mit Prozess und Fabrikautomatisierung m Prozessautomatisierung Messen Stellen Regeln m Fabrikautomatisierung Abf llung Lager F rderb nder Antriebstechnik Deshalb ist es durchaus m glich dass die Endress Hauser Ger t
107. beiden Leitungsenden mit einem Busabschlusswiderstand abgeschlossen sein Gem FISCO Modell muss der Busabschlusswiderstand folgende Grenzwerte einhalten m 90Q lt R lt 100Q m O uF lt C lt 2 2 pF Unter der Voraussetzung dass die Punkte 1 bis 9 alle erf llt sind ist der Nachweis der Eigensicher heit mittels des FISCO Modells erbracht worden Die Punkte 1 3 und 5 sind automatisch erf llt wenn ein Produkt gem ss FISCO zertifiziert ist N heres zur Projektierung eines PROFIBUS PA Systems ist Kapitel 4 zu entnehmen 53 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 9 Feldbusbarrieren Wird ein PROFIBUS PA Segment eigensicher betrieben findet im Segmentkoppler eine Strombe grenzung statt Diese hat zur Folge dass die Anzahl der Teilnehmer pro Segment auf max 10 begrenzt ist gem ss FISCO Bei Applikationen mit vielen Feldger ten f hrt dies dazu dass viele Segmentkoppler mit eigensicherer Schnittstelle einzusetzen sind Alternativ dazu k nnen sogenan nte Feldbusbarrieren eingesetzt werden Die Feldbusbarrieren werden an einem nicht eigensicheren PROFIBUS PA Segment betrieben und d rfen in der Zone 1 eines explosionsgef hrdeten Bereichs montiert werden In diesem Fall ist das nicht eigensichere PROFIBUS PA Segment in erh hter Sicherheit EEx e zu verlegen Die Eingang sklemmen der Feldbusbarrieren sind ebenfalls in EEx e ausgef hrt Feldbusbarrieren besitzen mehrere eigensichere Ausg nge typi
108. bell nge Max Schleifenwiderstand Nicht Ex 399 Widerstandsbelag des Kabels RK Q km Max L nge m 1000 x 40 Q Widerstandbelag des Kabels m L nge der Hauptleitung m Gesamtl nge der Stichleitungen m Gesamtl nge des Kabels Lsgg m Gesamtl nge des Kabels lt Max L nge OK Spannung am letzten Ger t Versorgungsspannung des Segments Us Herstellerdaten V Widerstandsbelag des Kabels Rx Q km Gesamtl nge des Kabels Lsgg Widerstand des Kabels Rsgg Lsgg X Rg Q Strombedarf des Segments Isg Spannungsabfall UA Isgg X RsgG V Spannung am letzten Ger t Ug Us U V 2 9 V OK Mit FEB 24P 2 9 6 V 204 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Stichwortverzeichnis Stichwortverzeichnis B Begriffe und Definitionen 2222220 reeeenn 1 BUSaUtDaU A nene h E i 1 Datenverkehr u Asse en ee E FANEN 1 Komponenten EAE ANE EANNAN 1 Berechnungsbl tter Ex Bereich EEX 1A 2 004 uff 1 EX Bereich EEX ID u ss 2 Nicht Ex Bereich ua ena a e TE OE TEA 2 C Ponni BAN zn E E EAEE 1 Commuwin II Bedienprogramm 2 222202 ee nennen 1 B ispar meler uses een ne Tanne 1 Einstellen der Busadresse 2 22222ceeeeeenn 1 D DIM za sarah F EDIT san A RRsdss Peer 11 1 Joint Interest Group sssssrsnesue neneeese Konzept Mn ae ug RA FDIYDIM 2 2 ee nern eher Technel gie ra a ee FieldB rrier ereman erana en en FieldG re rn near aka Asset Management Software
109. cations for measurement and control Fieldbus for use in industrial control systems Part 4 Data Link Protocol specification 4 IEC 61158 5 Ed 3 Digital data communications for measurement and control Fieldbus for use in industrial control systems Part 5 Application Layer Service definition 5 IEC 61158 6 Ed 3 Digital data communications for measurement and control Fieldbus for use in industrial control systems Part 6 Application Layer protocol specification 6 IEC 61784 1 2003 CP3 2 Digital data communications for measurement and control Part 1 Profile sets for continuous and discrete manufacturing relative to fieldbus use in industrial control systems DIN Norm 1 DIN 19 245 Teil 1 4 Beuth Verlag GmbH Berlin PROFIBUS Nutzerorganisation e V Haid und Neu Strasse 7 D76131 Karlsruhe Internet www profibus com 1 PNO PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices Version3 0 October 1999 2 PNO PROFIBUS PA User and Installation Guideline Version 2 2 February 2003 3 PNO Installation Guideline for PROFIBUS DP FMS Version 1 0 September 1998 4 PNO Technical Overview April 2002 5 PNO PROFIBUS Guideline Interconnection technology Version 1 1 August 6 PNO PROFIBUS Produkt Katalog Internet www profibus com 190 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und
110. ch 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ip 14 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA FEC14 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIL Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 261F 00 de PNO Zertifikat 200629 PROFIBUS DP Version verf gbar nein 157 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Mycom S 158 Prozessvariable Leitf higkeit pH Wert PROFIBUS ID Hex 1535 Leitf higkeit konduktiv 1537 Leitf higkeit induktiv 1539 pH Wert S Hilfsenergie lokal 100 230 V AC 10 15 24 V AC DC 20 15 s 2 Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 11 mA CLM153 Fehlerstrom Irpg 0 mA CPM153 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIL Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Analyser Transducer Block Physical Block Zus tzliche Si
111. chen den Technologiefunktionen der einzelnen Antriebsregler Konkrete Anwendungen sind beispielsweise Sollwertkaskaden Wickler und Drehzahlgleichaufapplikationen bei kontinuierlichen Prozessen mit einer durchlaufenden Warenbahn 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Positionierantrieb Dezentrale Automatisierung bei getakteten Prozessen und elektronischer Welle Ger te und Parametermodell Zentrale Bewegungssteuerung Der Antrieb enth lt zus tzlich zur Antriebsregelung eine Positioniersteuerung ber PROFIBUS werden Positionierauftr ge an den Antriebsregler bergeben und gestartet Positionierantriebe haben ein sehr weites Anwendungsfeld Anwendungen sind zum Beispiel bei einer Flaschenabf l lung das Auf und Abdrehen der Verschl sse oder das Positionieren von Messern in einer Folien schneidmaschine Zur Realisierung von Applikationen wie beispielsweise Elektrische Getriebe Kurvenscheibe Winkelsynchronlauf und Fliegende S ge wird sowohl die Querverkehrs als auch die taktsyn chrone Kommunikation verwendet PROFIdrive definiert ein Ger temodell wie es zumindest in Teilen in jedem Antriebssystem wiederzufinden ist Das Ger t besteht aus zahlreichen Funktionsmodulen die intern zusammenar beiten und somit die Intelligenz des Antriebsystems widerspiegeln Diesen Funktionsmodulen sind Objekte zugeordnet die die Schnittstelle zum Automatisierungsprozess darstellen Im Profil werde
112. chluss Terminator Bauteil welches am Anfang und Ende eines Bussegments angeschlossen wird um st rende Reflexionen zu vermeiden Bei PROFIBUS PA ist ein Busabschluss im Segmentkoppler eingebaut Verschiedene Anschlussboxen erlauben das Zuschalten eines eingebauten Busabschlusses am Ende des Segmentes Bei Ex Anwendungen muss jedoch ein separater zugelassener Busabschluss verwen det werden Tab 11 2 Begriffe und Definitionen Komponenten Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 11 Begriffe und Definitionen Endress Hauser 11 3 Datenverkehr Buszugriffsverfahren Der Mechanismus der benutzt wird um reibungslose Kommunikation zwischen den Busteilnehmern im Netzwerk zu erm glichen Logischer Token Ring Ein Buszugriffsverfahren f r Kommunikationssysteme mit mehreren Mastern Multi Master System W hrend der Projektierung wird jeder Master in einer zentralen Liste zusammen mit der ihm zugeteilten Zugriffszeit eingetragen Der Master im Besitz des Token erh lt die Sendeberechtigung f r diese Zu griffszeit Danach wird das Token an den n chsten Master in der Liste wei ergereicht Nach durcharbeiten der Liste f ngt die Prozedur wieder von vorne an Tokenumlaufzeit Die Zeit die ben tigt wird bis alle Master in einem Token Ring durchgearbe itet sind Normalerweise entspricht die Tokenumlaufzeit auch der Zykluszeit r den Datenbestand der Anlage Master Slave V
113. d 0 Bilanzierung 5 MODE_TOT 3 schreibend 1 Nur positive Durchflusserfassung 2 Nur negative Durchflusserfassung 3 Stop der Aufsummierung Tab 2 6 Datentransfer vom Automatisierungssystem zum Promag 53 Steuerungen Summenz hler Hinweis Mit jedem bergang des Ausgangsbytes von einem beliebigen Bitmuster auf ein anderes Bit muster kann eine Steuerung durch den zyklischen Datenaustausch ausgef hrt werden Zum Ausf hren einer Steuerung muss zuvor nicht auf die 0 zur ckgesetzt werden m Die Voreinstellung eines vordefinierten Summenz hlerwertes ist nur ber die Vor Ort Bedi enung oder durch den Klasse 2 Master m glich Beispiel zu SET_TOT und MODE_TOT Wird die Steuervariable SET_TOT auf 1 1 R cksetzen des Summenz hler gesetzt so wird der Wert des Summenz hlers auf 0 gesetzt Der Wert des Summenz hlers wird nun von 0 ausge hend aufsummiert Soll der Summenz hler den Wert 0 beibehalten so muss zuerst die Steuervariable MODE_TOT auf 3 3 STOP der Aufsummierung gesetzt werden Dies hat zur Folge dass der Summenz hler nicht weiter aufsummiert Anschliessend kann mit Hilfe der Steuervariable SET_TOT auf 1 ges etzt werden 1 R cksetzen des Summenz hlers Werkeinstellungen der zyklischen Messgr ssen Folgende Messgr ssen sind im Promag 53 werkseitig konfiguriert m Volumenfluss Summenz hler 1 mit Steuerung SET_TOT und MODE_TOT Summenz
114. d unzul ssig utzart in einem Kabel betrieben wer m Erfahrungen aus der Praxis haben gezeigt dass die Kabeltypen C und D wegen der fehlenden Abschirmung nicht verwendet werden soll Standard beschriebenen Anforderungen gen gt Die elektrischen Kenndaten des Feldbuskabels si busses bestimmen diese jedoch wichtige Eigenschaf Anzahl Teilnehmer elektromagnetische Vertr g ten da die S nd nicht fes Tabelle 3 4 listet die technischen Daten nach Kabeltyp auf t rsicherheit oftmals nicht den im tgelegt bei der Auslegung des Feld ten wie z B berbr ckbare Entfernungen ichkeit usw Netzwerkausdehnung inklusive Stichleitungen Typ A TypB Typ C TypD Kabelaufbau verdrilltes Eines oder Mehrere ver Mehrere nicht Adernpaar mehrere ver drillte verdrillte Paare geschirmt drillte Paare nicht nicht geschirmt Adernpaare geschirmt Gesamtschirm Adernquerschnitt 0 8 mm2 0 32 mm2 0 13 mm2 1 23 mm2 AWG 18 AWG 22 AWG 26 AWG 16 Schleifenwiderstand DC 44 Q km 112 Q km 254 Q km 40 Q km Wellenwiderstand bei 31 25 kHz 100 Q 20 100 Q 30 Wellend mpfung bei 39 kHz 3 dB km 5 dB km 8 dB km 8 dB km Kapazitive Unsymetrie 2 nF km 2 nF km Gruppenlaufzeitverzerrung 7 9 39 kHz 1 7 us km Bedeckungsgrad des Schirms 90 Zum Empfohlene maximale 1900 m 1200 m 400 m 200 m Tab 3 4 Kabeltypen nach IEC 61158 2 Anhang C 39 3 Grundl
115. den auch in sicherheitsgerichteten Applikationen zunehmend akzeptiert Als zus tzlicher Antrieb wirkt die Verabschiedung des internationalen Safety Standard IEC 61508 der u a Massnahmen zur Fehlererkennung und zum Fehlermanagement sowie die Schritte einer systematischen Software Entwicklung beschreibt PROFIBUS standardisiert in IEC 61158 und IEC 61784 und Weltmarktf hrer bei Feldbussyste men hat als erster Feldbus Standard und sicherheitsgerichtete Automatisierungstechnik vereint Er erlaubt den Betrieb an ein und demselben Bus und mit gleichen Kommunikationsmechanismen und erschliesst damit dem Anwender ein erhebliches Rationalisierungspotenzial Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung Technische Umsetzung Anwendungsklassen Standardantrieb Standardantrieb mit Tech nologiefunktion Endress Hauser Diese L sung heisst PROFIsafe und ist ein Modul aus dem PROFIBUS Systembaukasten und damit ein integraler Bestandteil von Gesamt PROFIBUS verf gbar in in zahlreichen Ger ten wie pro grammierbaren und numerischen Steuerungen Remote I Os Laserscannern Lichtgittern Motor Startern Frequenzumrichtern Antrieben Gassensoren u a PROFIsafe beruht auf in Software realisierten Sicherheitsmassnahmen die als zus tzliche Sicherungsschicht oberhalb der unver ndert bleibenden PROFIBUS Schichten in den Ger ten implementiert werden Diese neue Schicht bertr gt die sic
116. den m ssen Von der PROFIBUS Nutzerorganisation ausgestellte Zertifikate f r PA Slaves behalten dabei ihre G ltigkeit Kein PROFIBUS PA Slave darf bei Verwendung des Segmentkopplers SK2 die Adresse 1 belegen Die Abbildung 3 5 zeigt die Funktion des SK2 SPS Master Klasse 1 N z B FieldCare Master Klasse 2 PROFIBUS DP azyklischer 7 r H x S Datenaustausch l A i zyklischer En ee N e g Datenaustausch 1 G teway ar S N Segmentkoppler N x N i I 1 max 5 N I I I PROFIBUS PA PROFIBUS PA Slaves PROFIBUS PA Slaves Abb 3 5 Datenaustausch ber Segmentkoppler SK2 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA Inbetriebnahme Konfiguration von PROFIBUS PA Slaves Pepperl Fuchs SK2 Da der Segmentkoppler SK2 transparent arbeitet werden die PROFIBUS PA Teilnehmer vom mit PROFIBUS PA Slaves PROFIBUS DP Master wie PROFIBUS DP Slaves behandelt Dies gilt auch f r die Inbetriebnahme und Konfiguration Damit ein PROFIBUS PA Slave ber ein Konfigurationstool in Betrieb genom men und konfiguriert werden kann muss die GSD Datei des Slaves in das Konfigurationstool integriert worden sein Prinzipiell muss man bei den GSD Dateien f r PROFIBUS PA Slaves folgende Unterscheidungen treffen 1 Handelt es sich um eine Profil GSD oder um eine herstellerspezifische GSD 2 Ist die GSD
117. dung einer Standardleitung 9 Repeater in Reihe geschaltet werden Die maximale Entfernung zwischen zwei Busteilnehmern bei einer ber tragungsgeschwindigkeit von 1 5 MBit s errechnet sich aus 9 1 200 m 2000 m Endress Hauser 21 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Stichleitungen Als Stichleitung wird die Leitung zwischen Anschlussbox und Feldger t bezeichnet W Achtung Beachten Sie folgende Punkte m L nge der Stichleitungen lt 6 6 m bei max 1 5 MBit s m Bei bertragungsraten gt 1 5 MBit s sollten keine Stichleitungen verwendet werden Als Stich leitung wird die Leitung zwischen Anschlussstecker und Bustreiber im Feldger t bezeichnet Anlagenerfahrungen haben gezeigt dass bei der Projektierung von Stichleitungen sehr vorsich tig vorgegangen werden sollte Deshalb kann nicht davon ausgegangen werden dass die Summe aller Stichleitungen bei 1 5 MBit s 6 6 m ergeben darf Die jeweilige Anordnung der Feldger te hat hierauf grossen Einfluss Es ist daher zu empfehlen bei bertragungsraten gt 1 5 MBit s m glichst keine Stichleitungen zu verwenden Ist der Einsatz von Stichleitungen nicht zu umgehen d rfen diese keinen Busabschluss bes itzen Beispiele Abb 2 2 und 2 3 zeigen Beispiele f r eine Linien bzw eine Baumstruktur mit Repeater In Abb 2 2 ist zu sehen dass bei einem nahezu voll ausgebauten PROFIBUS DP System drei Repeater ben tigt werden Die max Busl nge entsprich
118. durch den zyklischen Datenaustausch ausgef hrt werden Anschliessend muss wieder auf die 0 zur ckgesetzt werden bevor ein weitere Steuerung ausgef hrt werden kann Ein bergang von einem beliebigen Bitmuster auf 0 hat keine Auswirkung Um die Feldger te in das Bussystem einzubinden ben tigt das PROFIBUS DP System eine Besch reibung der Ger teparameter wie Ausgangsdaten Eingangsdaten Datenformat Datenmenge und unterst tzte bertragungsrate Diese Daten sind in einer sogennannten Ger teStammDatei GSD Datei enthalten die w hrend der Inbetriebnahme des Kommunikationssystems dem PROFIBUS DP Master zur Verf gung gestellt wird Zus tzlich k nnen auch Ger tebitmaps die als Symbole im Netzwerkbaum erscheinen mit einge bunden werden Weitere Informationen zur Ger testammdatei siehe auch Kapitel 6 1 Bei Verwendung von Ger ten die das Profil PA devices unterst tzen sind drei verschiedene Aus pr gungen der GSD m glich m Herstellerspezifische GSD Mit dieser GSD wird die uneingeschr nkte Funktionalit t des Feldger tes gew hrleistet Ger tespezifische Prozessparameter und Funktionen sind somit verf gbar Profil GSD Unterscheidet sich in der Anzahl der einzelnen Funktionsbl cke Sofern eine Anlage mit den Profil GSD s projektiert ist kann ein Austausch der Ger te verschiedener Hersteller statt finden Zu beachten ist allerdings dass die zyklischen Prozesswerte in ihrer Reihenfolge bere inst
119. e 98 5 2 Terminierung Der Anfang und das Ende jedes PROFIBUS PA Segments muss mit einem Busabschluss terminiert werden eingeste F r den Nicht Ex Bereich kann bei diversen Anschlussboxen der Busabschluss per Schalter lit werden Ist dies nicht der Fall muss ein separater Busanschluss benutzt werden m Der Segmentkoppler am Anfang des Segments hat einen eingebauten Busabschluss m Der Busabschluss der Anschlussbox am Ende des Segments muss eingeschaltet bzw ein sep ara ter Busabschluss muss vorgesehen werden m F r Anwendungen im explosionsgef hrdeten Bereich sind Anschlussboxen mit zuschaltbaren Abschlusswiderst nden nicht zul ssig Der Abschlusswiderstand ben tigt eine entsprechende Zu m Bei assung FISCO und wird separat gesetzt einem verzweigten Bussegment stellt das Ger t das am weitesten vom Segmentkoppler entfernt ist das Busende dar m Bei kei einem Feldverteiler kann die Terminierung direkt im Verteiler erfolgen insoweit dass ne der angeschlossenen Stichleitungen eine L nge von 30 m berschreitet a Wi rd der Bus mit einem Repeater verl ngert dann muss auch die Verl ngerung an beiden Enden terminiert werden Der Anfang und das Ende des PROFIBUS DP Segments m ssen auch terminiert werden siehe Kapi tel 2 Die Abschlusswiderst nde sind in den meisten verf gbaren Steckern bereits vorhanden und m ssen nur per Schalter eingeschaltet werden Endress Hauser
120. e 1 x 2129 127 x 1 27 272 279 1 x2 x 1 0 5 0 25 0 125 1x4x 1 875 7 5 Nicht alle speicherprogrammierbaren Steuerungen unterst tzen das IEEE 754 Format Dann muss ein Konvertierungsbausstein verwendet oder geschrieben werden Liefert das Feldger t ein Grenzstandsignal z B Liquiphant M so werden die Informationen wie folgt in 2 Bytes pro Kanal bertragen Eine genaue Beschreibung des bertragungsformats ist der Betriebsanleitung zu entnehmen Byte 1 Byte 2 Digitalwert USGN8 Status Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 6 Systemintegration Status Kodierung Die Kodierung des Status entspricht den PROFIBUS Profilen 3 0 PROFIBUS PA Profile for Process Control Devices General Requirements V 3 0 Ger tezustand schlecht Status Code Bedeutung Ger tezustand Limits 0x00 allgemeiner Fehler schlecht OK 0x01 LO_LIM 0x02 HI_LIM 0x03 CONSTANT 0x04 Konfigurationsfehler schlecht OK 0x05 LO_LIM 0x06 HI_LIM 0x07 CONSTANT 0x08 Funktionsblock nicht vorhanden schlecht OK 0x09 LO_LIM 0x0A HI_LIM 0x0B CONSTANT 0x0C Ger tefehler schlecht OK 0x0D LO_LIM 0x0E HI_LIM OxOF CONSTANT 0x10 Sensorfehler schlecht OK 0x11 LO_LIM 0x12 HI_LIM 0x13 CONSTANT 0x14 keine Kommunikation schlecht OK 0x15 letzter brauchbarer Wert LO_LIM 0x16 HI_LIM 0x17 CONSTANT 0x18 keine Kommunikation schlecht OK 0x19
121. e jenach Konfigu PB TB FB ration Cerabar M Druck 5 Byte 10 11 3 ms 1 1 1 Al 2 zyklischer Wert 5 Byte Display Value 1 5 Byte Cerabar S Druck 5 Byte 10 11 3 ms 1 1 1 Al 2 zyklischer Wert 1 5 Byte Display Value 1 5 Byte Deltabar S Differenzdruck 5 Byte 10 ms 12 6 ms 1 1 1 Al 2 zyklischer Wert 5 Byte 3 zyklischer Wert 1 5 Byte Display Value 1 5 Byte Deltapilot S Druck F llstand 5 Byte 10 11 3 ms 1 1 1 Al 2 zyklischer Wert 5 Byte Display Value 1 5 Byte FXA 164 Grenzstand 2 8 Byte 10 13 9 ms 1 4 4 DI Levelflex M F llstand 5 Byte 10 11 3 ms 1 1 1 Al 2 zyklischer Wert 5 Byte Display Value 1 5 Byte Liquiphant M Grenzstand 2 Byte 0 ms 1 1 DI Liquisys M pH Wert 5 Byte 1 3 ms 1A Temperatur 5 Byte Sauerstof 5 Byte 1 3 ms 1A Temperatur 5 Byte Tr bung 5 Byte 1 3 ms 1A Temperatur 5 Byte Leitf higkeit 5 Byte 1 3 ms 1A Temperatur 5 Byte Chlor 5 Byte 1 3 ms 1A Temperatur 5 Byte pH Wert 5 Byte Redox 5 Byte Micropilot II F llstand 5 Byte 0 ms 1 1 Al MicropiltM F llstand 5 Byte 0 11 3 ms 1 1 Al 2 zyklischer Wert 5 Byte Display Value 1 5 Byte Multicap F llstand 5 Byte 0 11 3 ms 1 1 AI Temperatur 5 Byte Display Value 1 5 Byte Mycom II pH Wert 5 Byte 1 3 ms 1 Al Temperatur 5 Byte Leitf higkeit ind 5 Byte 1 3
122. e Pa Index sten die Strukturen dass Daten geordnet und interpretierbar gespeichert und versandt wer rameter im PROFIBUS PA Profil ob mandatory oder optional sind einer Adresse Slot zugewiesen Diese Adressierung muss eingehalten werden auch wenn ein optionaler Parameter in einem Ger t nicht realisiert ist Damit werden die relativen Indizes die im Profil vorkommen auch bei dem Ger t benutzt Mit Ausnahme des Ger temanagements befinden sich an erster Stelle jedes Blocks die Standardpa rameter Diese dienen der Identifikation und Verwaltung des Blocks Der Anwender hat Zugriff auf diese P arameter ber die azyklischen Dienste z B durch Verwendung von FieldCare Asset Man agement Software oder des Bedienprogramms Commuwin II Tabelle 7 1 listet sie jeweils mit einer kurzen Erkl rung auf 121 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Rel Parameter Beschreibung L S M O Index 1 BLOCKOBJECT Gibt den Blocktyp an z B Funktionsblock sowie weitere Infor L M mationen zur Klassifizierung in Form einer Baumstruktur auf 3 Ebenen 2 ST_REV Ereignisz hler Jeder schreibende Zugriff auf einen statischen L M Blockparameter wird gez hlt Statische Parameter sind Parame ter die nicht durch den Prozess ver ndert werden 3 TAG_DESC Text zur Identifizierung des Blocks Beim Physicalblock wird L S M TAG_DESG als Messstellenbezeichnung benutzt 4 STRATE
123. e Reihe anderer Parameter bei jeder Messstelle Diese k nnen in dem Plant Asset Management Tool FieldCare bzw einem SCADA Programm angezeigt werden Diese Pro gramme stellen einen leichtverst ndlichen berblick der Applikationen zur Verf gung 13 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Wartung 14 Ger te mit Diagnosef Der Zustand der Ger den Fehler schnell lokalisieren und beheben kann Diagnose stellt hocha Informationstranspar nen wird der Anlagen unktion bzw Selbst berwachung melden Fehler direkt zum Busmaster te kann von der Warte aus berpr ft werden so dass die Wartungsmannschaft ktuelle Zustandsinformationen aus den Feldger ten und dem Prozess bereit enz Bei richtiger Interpretation und konsequenter Nutzung der Informatio fahrer in die Lage versetzt aktiv und vorausschauend handeln zu k nnen statt unvorbereitet reagieren zu m ssen Dadurch werden erhebliche Potenziale f r die Senkung der Betriebskosten und Erh hung von Durchsatz und Produktqualit t erschlossen m Stillstandszeiten von Anlagen werden verringert und planbar der Durchsatz wird erh ht die Auslastung und damit die Anlagenproduktivi t t gesteigert Unzul ssige Prozessver nderungen werden fr hzeitig erkannt und k nnen behoben werden bevor eine Beein liches gilt f r das tung die persona Untersuchungen tr chtigung der Produktqualit t oder Besch di Erkennen von Fehlern bei Einbau
124. e blau 52014373 M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 5 m Farbe blau 52014374 M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 10 m Farbe blau 52014375 M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe 52014384 schwarz M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 2 m Farbe 52014385 schwarz M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 5 m Farbe 52014386 schwarz M12 Stecker Buchse Weidm ller L nge 10 m Farbe 52014387 schwarz Vorkonfektionierte Kabel M12 Stecker Weidm ller L nge 1 m Farbe blau 52014364 einseitig M12 Stecker Weidm ller L nge 2 m Farbe blau 52014364 M12 Stecker Weidm ller L nge 5 m Farbe blau 52014364 M12 Stecker Weidm ller L nge 10 m Farbe blau 52014364 M12 Stecker Weidm ller L nge 1 m Farbe schwarz 52014376 M12 Stecker Weidm ller L nge 2 m Farbe schwarz 52014377 M12 Stecker Weidm ller L nge 5 m Farbe schwarz 52014378 M12 Stecker Weidm ller L nge 10 m Farbe schwarz 52014379 M12 Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe blau 52014368 M12 Buchse Weidm ller L nge 2 m Farbe blau 52014369 M12 Buchse Weidm ller L nge 5 m Farbe blau 52014370 M12 Buchse Weidm ller L nge 10 m Farbe blau 52014371 M12 Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe schwarz 52014380 M12 Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe schwarz 52014381 M12 Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe schwarz 52014382 M12 Buchse Weidm ller L nge 1 m Farbe schwarz 52014383 PROFIBUS DP Ger testecker M20 M12 Ger testecker f r Montage im Ger t Wei 52
125. e in einer Firma in PROFIBUS DP PROFIBUS PA oder gemischten Kommunikationssystemen eingebunden werden m ssen SPS PLS l a Prozessleitsystem RS 485 bis zu 12 Mbit s Q O l PROFIBUS DP PROFIBUS PA MBP Nicht Ex Bereich 31 25 kBit s Segmentkoppler 2 T 31 25 kBit s A i KH Abb 1 4 Prozessautomatisierung mit PROFIBUS DP und PROFIBUS PA Abb 1 4 zeigt eine typische Anwendung m Der Prozess wird von einem Prozessleitsystem oder einer SPS gesteuert Das Leitsystem bzw die SPS dient als Master der Klasse 1 und holt Messwerte und verteilt Steuerbefehle im zyklischen Datenverkehr Das Bedienprogramm hier z B FieldCare Plant Asset Manage ment Tool agiert als Master der Klasse 2 es benutzt azyklische Dienste und wird w hrend der Inbetriebnahme sowie w hrend des normalen Betriebes zum Parametrieren der Busteilneh mer benutzt Das PROFIBUS DP System wird f r die Kommunikation an der Steuerungsebene benutzt Antriebe Remote I Os usw k nnen sich am Bus befinden Es k nnen auch extern gespeiste Feldger te direkt mit dieser Ebene verbunden werden z B die Durchflussmessger te Promass und Promag oder die Analyseger te Liquisys und Smartec PROFIBUS DP sorgt f r den schnel len Austausch der
126. ebende L nge die Leitungsl nge zwischen den Klemmen des Seg mentkopplers und dem jeweiligen Teilnehmer darstellt 64 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA 4 6 DBerechnungsbeispiele f r Segmentauslegung Beispiel 1 Nicht Ex Berechnungsbeispiel f r ein PROFIBUS PA Segment im Nicht Ex Bereich mit Busaufbau wie in Abb 4 3 abgebildet Verwendete Komponenten m Segmentkoppler Nicht Ex Siemens I 400 mA U 19V m Kabel Lapp Widerstandsbelag 44 Q km Segmentkoppler Nicht Ex U 19V Ig 400 mA Hauptleitung 40 m Stichleitung Abb 4 3 Beispiel 1 Busaufbau im Nicht Ex Bereich Endress Hauser 65 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Kabell nge f r den worst case 66 Max Schleifenwiderstand Nicht Ex siehe Tabelle 4 3 39 Q Widerstandsbelag des Kabels 44 Q km Max L nge m 886 m 1000 x Schleifenwiderstand Widerstandsbelag 1000 x 39 9 44 Q L nge der Hauptleitung 60 m Gesamtl nge der Stichleitungen 141 m Gesamtl nge des Kabels Lsgg 201 m Gesamtl nge des Kabels Lsgg 201 m lt Max L nge 886 m OK Tab 4 7 Kabell nge f r den worst case im Nicht Ex Bereich Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA
127. edaten ber das Men Ger tedaten kann zwischen der Bedienung ber Matrix oder Grafik gew hlt wer den m Bei der Matrixbedienung werden die Ger te bzw Profilparameter in eine Matrix eingeladen Ein Parameter kann ge ndert werden wenn das entsprechende Matrixfeld angew hlt ist a Bei der graphischen Bedienung wird der Bedienvorgang in einer Serie von Bildern mit Parametern dargestellt F r Profilbedienung sind die Bilder Diagnose Skalierung Simulation und Block von Interesse 139 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Offline Betrieb E H Samson Up Download E H Samson 140 Die Ger te werden entsprechend der zugeh rigen Betriebsanleitung eingestellt Eine bersicht der Profilfunktionen ist auch der entsprechenden Betriebsanleitung zu entnehmen Die Parameter bl cke sind den Messumformern angepasst Auch Fremdger te k nnen ber die Profilbedienung angesprochen werden Hier erscheint der ge normte Transducer Function oder Physicalblock Commuwin II bietet auch die M glichkeit ein Ger t offline einzustellen Nach Eingabe aller Param eter kann die erstellte Datei in ein angeschlossenes Ger t geladen werden Mit dieser Funktion k nnen die Parameter eines eingestellten Ger tes in Commuwin II geladen und gespeichert werden M ssen mehrere Ger te mit gleichem Softwarestand mit der gleichen Ein stellung programmiert werden so k nnen die Parameter jetzt in d
128. ehlerstrom Irpg 0 mA PM PM PM D230 FMD230 FMD235 FMD630 FMD633 FMD76 FMD77 FMD78 D70 D75 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Pressure Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 167P 00 de PNO Zertifikat 200655 PROFIBUS DP Version verf gbar nein 151 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Deltapilot S 152 Deltapilot S Prozessvariable F llstand PROFIBUS ID Hex 1503 Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC 9 6 32 VDC nur f r FEB24 P Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO 9 6 24 VDC 9 6 17 5 VDC nur f r FEB24 P gem ss FISCO Basisstrom max Ig 11 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA UOOUOUUDUO OO Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja
129. eich d rfen nur separate zertifizierte Terminatoren einges etzt werden PROFIBUS DP Terminierungschalter befinden sich in den Ger ten Empfohlen wird die Ver wendung von PROFIBUS DP Steckern mit integriertem Terminator im Schalt schrank bzw im Feld die Verwendung der Weidm ller T Box mit integriertem Terminator Bei Anschluss eines weiteren PA Ger tes f llt das Segment aus ef Die Segmentkoppler liefern einen definierten maximalen PA Ausgangsstrom Jedes Ger t ben tigt einen bestimmten Basisstrom siehe Kapitel 4 3 Wenn jetzt der maximale Speisestrom berschritten wird kann das zu Businstabil it ten f hren Diagnose Im kommunikationslosen Zustand die Stromaufnahme der Ger te ber Strommessger t messen Abhilfe Die Belastung des betroffenen Segmentes verkleinern d h es m ssen ein bzw mehrere Ger te abgeh ngt werden PA Slave mit der Adresse 2 meldet sich nicht Bei Verwendung des DP PA Link Typ IM 157 von Siemens muss die interne Adresse beachtet werden Der Link hat PA seitig eine interne feste nicht ver stellbare Adresse 2 Ein angeschlossener PA Slave darf nicht die Adresse 2 haben Ein weiteres ger t Slave oder Master hat die selbe Adresse H ngen Sie den PA Slave mit Adresse 2 ab und pr fen Sie mit einem Software Tool z B Field Care oder Commuwin II ob sich ein anderer Slave mit der Adress 2 am Bus befindet Pr fen Sie die Einstellungen der PROFIBUS Master ab
130. ektierung und Inbetriebnahme 11 4 Weitere Begriffe FISCO Modell Grundlagen f r den Einsatz von PROFIBUS PA Ger ten im explosionsgef hr deten Bereich Fault Disconnection Electronics Massnahmen die eine unzul ssige Stromaufnahme im Fehlerfall unterbinden FDE damit ein defekter Busteilnehmer die Funktion des brigen Systems nicht bee intr chtigt Fehlerstrom Die Erh hung der Stromaufnahme im Fehlerfall gegen ber dem Basisstrom Ger testammdatei GSD Ger tebeschreibungen und Bitmaps die der Master ben tigt um das Ger t als Busteilnehmer zu erkennen Die Ger testammdateien werden w hrend der Inbetriebnahme des Kommunikationssystems ben tigt Tab 11 4 Begriffe und Definitionen Weitere Begriffe 198 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 12 Anhang Voraussetzungen Stromberechnung Kabell nge Endress Hauser 12 Zur Auslegung des PROFIBUS PA Segments werden folgende Daten ben tigt m Max Speisestrom des Segmentkopplers I in mA Anhang m Speisespannung des Segmentkopplers U in V m Widerstandsbelag des Kabels Rg in Q km m Gesamtl nge der Stichleitungen in m m L nge der Hauptleitung in m m Basisstrom und Fehlerstrom der eingesetzten Feldger te Daten f r E H Ger te siehe Abschnitt 4 3 12 1 _Berechnungsbl tter f r Ex Bereich EEx ia Nr Ger te Hersteller Messstelle Basisstrom Ig Fehlerstrom IFpg 1 2
131. end der Physik und dem Einsatzbereich Ex oder Nicht Ex begrenzt Spur cable lt 30 m Splice lt 1 m Tab 11 1 Begriffe und Definitionen Busaufbau Endress Hauser 195 11 Begriffe und Definitionen PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 196 11 2 Komponenten Prozessnahe Komponente PNK Eine PNK steht in dire auch ein PC mit Bedie kter Verbindung mit dem Feldbus und wickelt die Kom munikation mit den Feldger ten ab Master Sie kann sowohl eine SPS als nprogamm sein Signalkoppler Die Schnittstelle zwischen einem PROFIBUS DP System und einem PROFI Signalkoppler wandelt die Signale vom RS 485 in das m und passt die bertragungsgeschwindigkeit an BUS PA Segment Der IEC 61158 2 Format Busspeiseger t Speist die am PROFIBUS PA Segmen weise sind Signalkoppler und Busspeiseger te in einer eigenst ndigen Einheit e beim Segmentkoppler Sie k nnen aber auch als ellenkarte einer SPS konzipiert werden Schnitts untergebracht z B wi angeschlossenen Feldger te blicher Segmentkoppler Eigenst ndi nich Barriere bei Ex ges Ger t mit Signalkoppler und Busspeisefunktion In diesem Leitfaden wird ein Segmentkoppler als ti vom Kommunikationssystem erkannt Die Kommunikation erfolgt direkt mit den angeschlossenen Feldger ten inkl eingebauten Busabschlusses und ansparent betrachtet d h er wird Link meh keine di
132. ende Z ndschutzart haben Sicherer Bereich nicht explosionsgef hrdeter Bereich Dieses Symbol in den Zeichnungen dieser Bedienungsanleitung kennzeichnet den nicht explosionsgef hr deten Bereich Ger te im nicht explosionsgef hrdeten Bereich m ssen auch zertifiziert sein wenn Anschlussleitungen in den explosionsgef hrdeten Bereich f hren Symbol Bedeutung Gleichstrom Eine Klemme an der Gleichspannung anliegt oder durch die Gleichstrom fliesst Wechselstrom Eine Klemme an der sinusf rmige Wechselspannung anliegt oder durch die Wechselstrom fliesst Erdanschluss Eine geerdete Klemme die vom Gesichtspunkt des Benutzers schon ber ein Erdungssystem geerdet ist Schutzleiteranschluss Eine Klemme die geerdet werden muss bevor andere Anschl sse hergestellt werden d rfen air quipotentialanschluss Ein Anschluss der mit dem Erdungssystem der Anlage verbunden werden muss dies kann z B eine Potentialausgleichsleitung oder ein sternf rmiges Erdungssystem sein je nach nationaler bzw Firmen praxis Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung 1 Einf hrung Dieser Leitfaden wurde zu dem Zweck geschrieben um dem PROFIBUS Anwender eine Ein f hrung in die Projektierung und Inbetriebnahme eines PROFIBUS DP bzw PROFIBUS PA Netzwerks zu geben Er basiert auf der langj hrigen Erfahrung von Endress Hauser Mitarbeitern die an v
133. endigen Daten in einer Datei enthalten Diese Datei wird nach dem Entpacken eine wie folgt beschriebene Struktur erzeugen m Die Kennzeichnung Revision xx steht hier f r eine entsprechende Ger teversion Im Verzeichnis BMP und DIB sind ger tespezifische Bitmaps zu finden die abh ngig von der Projektierungssoftware verwendet werden k nnen m Ordner GSD sind in den Unterverzeichnissen Extended und Standard die GSD Dateien abgelegt Informationen zur Implementierung der Feldtransmitter sowie etwaige Abh ngigkeiten in der Ger tesoftware sind im Ordner Info abgelegt Bitte lesen Sie diese Hinweise vor der Projektierung sorgf ltig durch Standard und und Extended Formate Es gibt GSD Dateien deren Module durch eine erweiterte Kennung z B 0x42 0x84 0x08 0x05 bertragen werden Diese GSD Dateien befinden sich im Ordner Extended Des weiteren befinden sich die GSD Dateien mit einer Standardkennung z B 0x94 im Ordner Standard Bei der Integration von Feldtransmittern sollten immer erst die GSD Dateien mit der Extended Kennung verwendet werden Schl gt die Integration mit dieser allerdings fehl ist die Standard GSD zu verwenden Diese Unterscheidung resultiert aus einer spezifischen Implementierung in den Mastersystemen Inhalte der Download Datei aus dem Internet und der CD ROM m Alle Endress Hauser GSD Dateien m Endress Hauser Bitmap Dateien m Hilfsreiche Informationen zu den
134. er tediagnose sowie im Asset Management f r Feldger te FDT erm glicht umfangreiche Ger teinformationen effizient in den unterschiedlichen Aspekten der Automatisierungssysteme wie Bedienen Beobachten Asset Optimierung und Engineering zentral zu nutzen FDT bildet damit die Grundlage f r den praktischen Einsatz der Feldbustechnologie in der Prozessautomatis ierung 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Typischerweise finden beim Neuaufbau einer Anlage mehr als 10 Ger tehersteller mehr als 100 Ger tetypen sowie multivariable Feldger te ihren Einsatz eine Vielfalt die bei der Integration zu beherrschen ist 10 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung Dieser Problematik sieht sich der Betreiber einer verfahrenstechnischen Anlage gegen ber Die offenen standardisierten Feldbusprotokolle sorgen f r die Interoperabilit t in der Kommunikations ebene Genauso wichtig ist das Feldger teengineering sowie das Systemengineering einer Feldbus anlage W hrend das gesamte Automatisierungssystem durch ein zentrales Engineering Tool geplant und konfiguriert wird werden f r intelligente Feldger te herstellerspezifische Software Tools eingesetzt Dies hatin der Praxis einen Mehraufwand f r Ger tehersteller und Anwender zur Folge und birgt Fehlerquellen durch inkonsistente Datenhaltung und einen nicht abgestimmten Engineering Workflow Der Aufwand und das Fehlerpotential steigt mit de
135. erfahren Ein Buszugriffsverfahren wobei das selbst ndige Senderecht ausschliesslich einem Teilnehmer dem Master zusteht w hrend alle anderen Teilnehmer die Slaves nur nach Aufforderung senden Hybridverfahren Eine Mischung aus zwei Buszugriffsverfahren z B bei PROFIBUS DP werden die Master in einem logischen Token Ring eingebunden kommunizieren jedoch mit den Slaves im Master Slave Verfahren Zyklischer Datenverkehr Polling Regelm ssiger Datenaustausch zwischen einem Master und seinen Slaves Bei Messger ten handelt es sich um Messwert und Statussignale Azyklischer Datenverkehr Unregelm ssiger Datenaustausch zwischen einem Master und einem Slave Bei Messger ten handelt es sich meistens um eine Anpassung von prozessrele vanten Ger teparametern w hrend der Inbetriebnahme oder des Betriebes der als die bertragung detaillierter Fehlermeldungen bei schlechtem Status Zykluszeit Die Zeit die im zyklischen Datenverkehr ben tigt wird um alle Daten an einem Bussegment einmal zu erfassen Update Zeit eines Wertes Busadresse Eine eindeutige Ger teerkennung zum Identifizieren eines Busteilnehmers die es einem Master erm glicht Daten gezielt auf ein Netzwerk zu senden Die Busadresse wird blicherweise ber DIP Schalter oder Software eingestellt Tab 11 3 Begriffe und Definitionen Datenverkehr 197 11 Begriffe und Definitionen PROFIBUS Proj
136. erne Normen und Richtlinien 148 9 2 PROFIBUS PA Bezeichnung PROFIBUS PA Process Automation Anwendungsbereich Eigensicherer Feldbus f r die Verfahrenstechnik Buszugriffsprinzip Multimaster mit logischem Token Ring und Master Slave Topologie Siehe Kapitel 3 3 Anzahl der Feldger te max 32 bei Nicht Ex Anwendungen max 20 bei EEX ib IIB max 10 bei EEX ia ib IIC Anzahl ist vom Buskoppler und Stromaufnahme des Busses abh ngig Baudrate 31 25 kBits s Daten bertragung Digital Bitsynchron Manchester II Kodierung Datensicherung Pr ambel fehlergesicherte Start End Delemiter CRP Update time Von der Anzahl der Ger te n am Bus abh ngig t nx 10 ms SPS Programmlaufzeit DP bertragungszeit Busspeiseger t typische Werte EEx ia ib IIC 13 5 V 128 mA EEx ia ib IIB 13 5 V 280 mA icht Ex 24 V 380 mA siehe Kapitel 3 2 Buskabel Bevorzugt verdrillte geschirmte Paare Abschirmung beidseitig geerdet Kabeleigenschaften und andere Typen siehe Kapitel 3 3 Topologie Linien und Baumtopologie auch kombiniert Bei Ex Anwendungen nur Linientopologie Kabell nge Von Anwendung und Buskoppler unabh ngig Kapitel 3 3 Stichleitungsl nge Max 30 m bei Ex Anwendungen sonst wie in Kapitel 3 3 Busverbindung Verbindungselemente T St cke Verteilerboxen Busabschlusswiderstand Beide Enden Eigenschaften R 100 W 2 C 1 mF 20 Repeater
137. erschiedenen PROFIBUS Projekten beteiligt waren und inzwischen mehrere tausend Anla gen in Betrieb genommen haben Dieser Leitfaden ist wie folgt unterteilt Kapitel Titel Inhalt Kapitel 1 Einf hrung PROFIBUS Technologien sowie allgemeine Vorteile eines Busses generelles zur PROFIBUS Norm Kapitel 2 Grundlagen PROFIBUS DP Wichtige Angaben zu PROFIBUS DP Kapitel 3 Grundlagen PROFIBUS PA Wichtige Angaben zu PROFIBUS PA Koppler Links und dem Einsatz im explosionsgef hrdeten Bereich FISCO Modell Kapitel 4 Projektierung PROFIBUS PA Was bei der Projektierung einer PROFIBUS DP PA Anlage zu beachten ist mit Beispielen Kapitel 5 Installation PROFIBUS PA Hinweise zur Installation der Ger te in einer PROFIBUS DP PA Anlage Kapitel 6 Systemintegration Hinweise zur Projektierung von PROFIBUS PA Ger ten in einer SPS Kapitel 7 Ger teparametrierung Generelles zur Einstellung von Endress Hauser Ger ten hin sichtlich PROFIBUS Anwendungen Kapitel 8 St rungsbehebung Ursachen und Behebung von generellen Fehlern die bei der Inbetriebnahme einer Anlage vorkommen k nnen Kapitel 9 Technische Daten Wichtigste Daten von PROFIBUS PA und PROFIBUS DP Kapitel 10 PROFIBUS Komponenten Steckbriefe der Endress Hauser Ger te f r PROFIBUS DP und PROFIBUS PA Kapitel 11 Begriffe und Definitionen Eine Erkl rung der Terminologie von Bussystemen Kapitel 12 Anhang Berechnungssbl tter f
138. es 3 9 5 10 0 5 10 20 0 10 4 10 5 0 5 10 10 0 10 Stellungsregler Nr 2 6 8 12 0 12 5 0 48 20 20 Tab 4 16 Beispiel Datenmenge eines PROFIBUS PA Segments Je nach Ger tekonfiguration werden min 40 Bytes bis max 258 Bytes f r Eing nge und min 20 Bytes und max 88 Bytes f r Ausg nge im zyklischen Datenverkehr an die SPS zur ckgegeben Bei einem Link m ssen diese Daten in einem Telegramm an die SPS geschickt werden Die Tele gramml nge ist begrenzt a durch die Puffergr sse des Links z B 244 Byte b die max Telegramml nge der SPS z B 244Byte c durch die Spezifikation von PROFIBUS 244 Byte Ob ein Link eingesetzt werden kann h ngt von der Konfiguration der Feldger te und der benutzten Systemkomponenten ab Bei der Maximalkonfiguration von 258 Bytes ist es auf jeden Fall nicht Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA m glich Das max Datenvolumen von 244 Bytes kann erst dann bertragen werden wenn der Link und die PROFIBUS DP Anschaltung der SPS auch entsprechend eine Telegramml nge von 244 Bytes unterst tzen Die folgende Tabelle zeigt die zyklischen Daten E A von Endress Hauser Ger ten Typ Zyklische Daten Datenmenge SPS Antwortzeit Bl cke Eing nge Ausg ng
139. espezifischen DTM aus der Ger teliste Die Parametrierung kann sowohl Offline als auch Online erfolgen Offline Betrieb FieldCare bietet auch die M glichkeit ein Ger t offline einzustellen Nach Eingabe aller Parameter kann die erstellte Parametrierung in ein angeschlossenes Ger t geladen werden gt Men Ger tebedienung gt Ger tefunktionen gt Offline Parametrierung v9 Service Simulation EB va Kommunikation 25 EB F llstandme einrichtung lt m EZ EI DeviceType Deltapilot S Software Revision 2x V6H7 Profil Revision 3 0 Produktname FEB 24 TAG LIC 123 Schreibverriegelung 0 Labe VOHO Me wert 19 z2 E E Kommunikation E Standard Ansicht herstellerspezifische Tabelle m VOHT Abgleich leer ao x ER vo Grundabgleich EYVOH Me wert VOH2 Abgleich voll oo x i ESPvoHt Abgleich leer ESP voH2 Abgleich voll VOH3 Dezimalpunkt 1 E E VOH3 Dezimalpunkt Evans Integrationszeit VOH4 Integrationszeit Nom s b EP voHS Pv Scale Min E voHe PV Scale Max VOH5 PV Scale Min 0000000 E voH Ausgang bei St rung E voha Lagekorrigierter Druck VOHB FY Scale Max 100 000000 ie EF VOH9 Messwert Fuellstand m V2 Linearisierung VOH7 Ausgang bei St rung Max EHE V3 Erweiterte Abgleich WER ve Profibusparameter VOHB Lagekortigierter Druck T0 bar EB v7 Transmitter Info E VOH9 Messwert Fuellstand 1 0 zo amp Offline E 5 VO Grundabgleich
140. ess Hause FIC222 mA 0 mA 8 Stellungsregler FV221 3mA 0 mA 11 Promass 83 Endress Hause FIC226 mA O mA 12 Stellungsregler FV225 3mA 6 mA H chster Fehlerstrom max Irpg 6mA Strombedarf Isgg Ip max Irpg 102 mA Speisestrom des Segmentkopplers I EEx ia IIC 100 mA I 2 ZIg max Ippe nein nicht m glich Speisestrom des Segmentkopplers I EEx ia IIB lt 280 mA I 2 ZIg max Ipp ja OK Tab 4 14 Stromberechnung EEx ib Bereich Spannung am letzten Ger t Speisespannung des Segmentkopplers Us Herstellerdaten 13 00 V Widerstandsbelag des Kabels Rg 44 Q km Gesamtl nge des Kabels Lsgg 168 m Widerstand des Kabels Rsgg Lsgg X Rg 7 39 Q Strombedarf des Segments Isgg 102 mA Spannungsabfall UA Isgg X Rsec 0 75 V Spannung am letzten Ger t Ug U Ua 12 25 V gt 9 V OK Tab 4 15 Spannung am letzten Ger t EEx ib Bereich Endress Hauser 71 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Fazit 72 Ergebnis der Berechnungen m Kabell nge OK m Stromberechnung EEx ia nicht m glich EEx ib OK m Spannung am letzten Ger t OK Beim Segment mit Z ndschutzart EEx ib IIB und Segmentkoppler EEx ia IIC ist das Ergebnis nega tiv Hier w re ein Segmentkoppler mit Z ndschutzart EEx ib IIB ausreichend aber momentan gibt es kein entsprechendes Produkt auf dem Markt Zwei m gliche Alternativen sind in Abb 4 4 a
141. et transparent Dadurch haben alle Master am PROFIBUS DP direkten Zugriff auf jeden PROFIBUS PA Slave Adressen die in einem PROFIBUS PA Segment vergeben wurden sind im PROFIBUS DP Netzwerk belegt und umgekehrt 43 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Segmentkoppler SK2 von Pepperl Fuchs 44 Der Segmentkoppler SK2 verh lt sich im Gegensatz zur obigen Beschreibung eines Segmentkop plers abweichend Die Festschreibung der bertragungsrate auf PROFIBUS DP kann in DP PA Mischanlagen zu erh hten Zykluszeiten f hren Aus diesem Grunde hat der SK2 die folgenden Eigenschaften m Keine Einschr nkung des Datenvolumens auf PROFIBUS PA 244 Byte E A pro Slave m glich Unterst tzung der PROFIBUS DP bertragungsraten von 45 45 kBit s bis 12 MBit s m Keine Adressierung des Segmentkopplers weder auf der PROFIBUS PA noch auf der PROFI BUS DP Seite m Direkte Zugriffsm glichkeit des PROFIBUS DP Masters auf den PROFIBUS PA Slave Der SK2 ist modular aufgebaut Er besteht aus einem Gateway und mindestens einem maximal 20 Power Links Ein Gateway kann je nach Ausf hrung 1 2 oder 4 unabh ngige Kan le betreiben autonom arbeitende PA Master An jedem Kanal k nnen bis zu f nf Power Links angeschlossen werden Hinweis Bei der Projektierung kann es m glich sein dass die herstellerspezifischen GSD Dateien der PROFI BUS PA Slaves mit einer von Pepperl Fuchs bereitgestellten Software konvertiert wer
142. ezwecke ver wendbar m PROFIBUS Ger te werden typischerweise ab Werk mit der Adresse 126 und Software Adressierung ausgeliefert Mit Ausnahme der Ger te Mypro oder TMT 834 besitzen alle Endress Hauser Ger te einen DIP Schalter zur Einstellung der Ger teadresse Dieser kann z B folgenden Aufbau haben ON OFF B Abb 5 9 Beispiel 1 DIP Schalter zur Einstellung der Ger teadresse DIP Schalter zur Einstellung der Ger teadresse A DIP Schalter 1 bis 7 Einstellen der Ger teadresse B DIP Schalter 8 Auswahl der Adressierung ON Software OFF Hardware Adressierung Bei dem Wirbeldurchfluss Messsystem Prowirl 72 73 ist die Anzahl der DIP Schalter zur Einstel ung der Ger teadresse 10 A B C Abb 5 10 DIP Schalter zur Einstellung der Ger teadresse beim Prowirl 72 73 DIP Schalter zur Einstellung der Ger teadresse beim Prowirl 72 73 A DIP Schalter 1 bis 7 Einstellen der Ger teadresse B DIP Schalter 8 bis 9 nicht belegt C DIP Schalter 10 Auswahl der Adressierung ON Hardware OFF Software Adressierung 103 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Hardwareadressierung Softwareadressierung 104 Eine Hardwareadressierung hat den Vorteil dass alle Ger te sofort in das Segment eingebaut wer den k nnen Es wird keine Speisung des Ger tes ben tigt 1 DIP
143. f r die Kommunikation ber die RS 485 Schnittstelle DP GSD oder ber die Schnittstelle gem IEC 61158 2 PA GSD ausgelegt AQ Hinweis Wird ein Segmentkoppler SK2 verwendet ist unabh ngig davon ob es sich um eine herstellerspe zifische oder Profil GSD handelt immer die DP GSD zu verwenden Wird eine Profil GSD verwendet ist am Dateinamen zu erkennen ob es sich um eine DP GSD oder um eine PA GSD handelt In der Regel sind die Profil GSDs in das Konfigurationswerkzeug inte griert Bei der Datei PA039733 gsd handelt es sich z B um die Profil GSD f r 4 bin re Ausg nge Dabei bedeutet PA im Dateinamen dass es sich um einen PROFIBUS PA Slave handelt Die darauf fol gende 0 zeigt an dass es sich um eine DP GSD handelt Der Dateiname der PA GSD f r das gleiche Profil lautet PA139733 Die 1 hinter dem K rzel PA signalisiert dass es sich um eine PA GSD han delt Werden herstellerspezifische GSDs verwendet um z B Funktionalit ten au erhalb des Profils zu verwenden kann wie folgt erkannt werden ob es sich um eine DP oder PA GSD handelt m Integrieren Sie die GSD falls noch nicht geschehen in Ihr Konfigurationswerkzeug berpr fen Sie in Ihrem Konfigurationswerkzeug die unterst tzten Baudraten Wird die Baudrate 31 25 kBd unterst tzt handelt es sich um eine PA GSD Normalerweise werden durch die PA GSD nur die Baudraten 31 25 kBd 45 45 kBd und 93 75 kBd unterst tzt Werden die bertragungsraten gem PROF
144. funktio nen f r die Stellwerte zur Verf gung die zum Transducer Block weitergege ben werden m Skalierung m Hand Automatik Local Override Betriebsartenumschaltung m Simulation von Istpositionen des Stellantriebs m Ersatzwertbereitstellung Fail safe bei Fehlern von Stellwerten oder Ausfall der Kommunikation m Dieser Block ist besonders f r den Einsatz von geregelten Stellantrieben geeignet Discrete Input Ein Discrete Input Function Block stellt folgende Signalverarbeitungsfunktio nen f r die Aktualwerte von Transducer Blocks zur Verf gung Hand Automatik Betriebsartenumschaltung Inventierung des Aktualwertes Simulation von Aktualwerten Ersatzwertbereitstellung bei Detektierungsverfahren 128 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Analysenger te Endress Hauser Blockklasse Beschreibung Application Function Blocks Discrete Output Ein Discrete Output Function Block stellt folgende Signalverarbeitungsfunktio nen f r die Stellwerte zur Verf gung die zum Transducer Block weitergege ben werden Inventierung des Sollwertes Hand Automatik Local Override Betriebsartenumschaltung Simulation von Istpositionen des Stellantriebs Ersatzwertbereitstellung Fail safe bei Fehlern von Stellwerten oder Ausfall der Kommunikation m Dieser Block ist besonders f r den Einsatz von Auf Zu Stellantrieben geeig net Totali
145. gangs ist den jeweiligen Bedienungsanleitungen zu entnehmen Die Adresse 126 ist die Werkseinstellung bei Auslieferung Sie sollte nicht f r den zyklischen Datenaustausch verwendet werden Alle Teilnehmer eines PROFIBUS DP Systems m ssen die eingestellte bertragungsrate unter st tzen Das heisst dass die Geschwindigkeit des Datenaustausches sich nach dem Teilnehmer richtet der am langsamsten ist Bei Endress Hauser Ger ten die f r PROFIBUS DP ausgelegt sind werden f r einige Ger te bertragungsraten von 9 6 kBits s bis zu 12 MBit s unterst tzt Einzel heiten sind den Herstellerangaben eines jeden Ger tes zu entnehmen Zus tzlich zur bertragungsrate m ssen alle aktiven Teilnehmer am Bus mit den gleichen Buspa rametern betrieben werden Bei FieldCare k nnen die Busparameter mit Hilfe des Kommunika tions DTM CommDTM f r PROFIBUS angepasst werden 31 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 32 2 5 Ex Anwendungen Grunds tzlich m ssen alle Ger te und Abschlusswiderst nde dieim explosionsgef hrdeten Bereich eingesetzt werden sowie zugeh rige elektrische Betriebsmittel z B PA Link Segmentkoppler f r die entsprechenden Atmosph ren zugelassen sein F r den Einsatz von PROFIBUS DP im Ex i Bereich hat die PNO eine Richtlinie mit dem Titel PROFIBUS Guideline RS 485 IS User and Installation Guideline verfasst Im Gegensatz zum FISCO Modell siehe K
146. gen MBP was grosse Freiheiten in der Auswahl der Topologie erlaubt Die wichtigsten technischen Daten sind in Tabelle 3 1 aufgelistet Endress Hauser 35 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Teilnehmer Je nach Anwendung k nnen die Teilnehmer eines PROFIBUS PA Systems Aktoren Sensoren oder Segmentkoppler und Links sein Endress Hauser bietet PROFIBUS PA Ger te an die die wichtig sten Prozessvariablen messen d h Analyse Druck Durchfluss F llstand Grenzstand und Tem peratur Eine komplette Liste ist in Kapitel 10 enthalten Norm IEC 61158 Unterst tzung PROFIBUS Nutzer Organisation PNO Physikalische Schicht IEC 61158 2 Mancester Coding Bus Powered MBP Max L nge ab Segmentkoppler 1900 m Standard und eigensichere Anwendungen der Kategorie ib 1000 m Eigensicheren Anwendungen der Kategorie ia Teilnehmer max 10 im Ex Bereich EEx ia max 24 im Ex Bereich EEx ib max 32 im Nicht Ex Bereich bertragungsrate 31 25 kBit s Buszugriffsmethode Master Slave Protokoll DP V1 Tab 3 1 Technische Daten PROFIBUS PA 36 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA Segmentkoppler Endress Hauser 3 2 Segmentkoppler und Links SPS Master Klasse 1 PROFIBUS DP z B FieldCare Master Klasse 2 Segmentkoppler I PROFIBUS PA L111 Segmentkoppler Li
147. gen unterliegen folgender Begrenzung m Bei Ex Anwendungen darf eine Stichleitung 30 m nicht berschreiten m Bei Nicht Ex Anwendungen ist die max L nge einer Stichleitung von der Anzahl der Feld ger te abh ngig siehe Tabelle 4 4 m Stichleitungen die k rzer als 1 m sind gelten als Verbindungselemente die bei der Ermittlung der Gesamtkabell nge nicht in Betracht kommen solang sie zusan 400 m L nge oder 2 der Gesamtl nge bei einem l ngeren Bus nicht berschreiten nmen 8m bei einem Bus von Anzahl der Feldger te 25 32 19 24 15 18 13 14 1 12 Stichleitungsl nge lt lm 30m 60 m 90 m 120 m Tab 4 4 Max L nge einer Stichleitung bei Nicht Ex Anwendungen 57 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Max Kabell nge f r den worst case 58 Unter Ber cksichtigung der Grenzen in Tabelle 4 4 errechnet sich die max Kabell nge f r einen bestimmen Kabelwiderstand wie folgt MaxKabelaenge km MaxSchleifenwiderstanddesSegmentkopplers Kabel Widerstandsbelag Falls nicht angegeben ist der Widerstandsbelag Q km 2 x 1000 p A wobei p Widerstandsbelag Q mm m und A Aderquerschnitt mm Tabelle 4 5 listet Beispiele f r PROFIBUS PA Kabel von verschiedenen Herstellern auf Hersteller Bestell Nr Anwendung Widerstandsbelag Turck KABEL 483 M Standard lt 44 Q km Turck KABEL 483B M EEx ia ib IIC
148. genormt Seit 1999 ist PROFIBUS zusammen mit weiteren Feldbussystemen in der IEC 61158 standardisiert Aus technologischer Sicht orientiert sich der Systemaufbau von PROFIBUS am ISO OSI Schichten modell Dieses Modell beschreibt die Kommunikation zwischen den Teilnehmern eines Kommu nikationssystems und beschr nkt sich dabei bewusst nur auf eine abstrakte Beschreibung der Kom munikationsstufen und macht keine Angaben ber deren Inhalt bzw konkrete Realisierung PROFIBUS verwendet die im ISO OSI Schichtenmodell beschriebenen Schichten 1 2 und 7 Ober halb der Schicht 7 sind in den Appliaktionsprofilen I und II bei PROFIBUS spezifische Anwendun gen angeordnet siehe Abb 1 3 Weiter Informationen erhalten Sie unter www profibus com PROFIBUS DP Dezentrale Peripherie ist die Variante f r die Fertigungsautomatisierung Sie nutzt als bertragungstechnik RS 485 oder eine optische bertragung mit Lichtwellenleitern DP steht hierbei f r einfachen schnellen und deterministischen Prozessdatenaustausch zwischen einem Busmaster und den zugeordneten Slave Ger ten Master Slave Bussystem Die Master funktion wird hierbei von einem Automatisierungssystem Klasse 1 Master bzw einem Personal computer Klasse 1 Master wahrgenommen Diese Funktionsstufe des PROFIBUS Protokolls wird mit DP VO bezeichnet Die Erweiterung der Funktionsstufe DP VO um azyklische Kommunikationsdienste heisst DP V1 ie erlaubt die Kommunikation von Automati
149. gnale Relais Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 234C 07 de BA 298C 07 de PNO Zertifikat Z00919 Z00920 20921 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Mypro Endress Hauser Prozessvariable Leitf higkeit pH Wert PROFIBUS ID Hex 150C Leitf higkeit induktivkonduktiv 150D pH Wert Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ip 11 mA Fehlerstrom Ippg 0 mA CPM431 CLM431 CLD431 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version keine Azyklische Profildaten Analog Input Analyser Transducer Block herstellerspezi isch Physical Block herstellerspezifisch Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 198C 07 de PNO Zertifikat keines PROFIBUS DP Version verf gbar nein 159 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Promag 33 35 160 Promag 33 35
150. h ein Wird die Buslei tung eines Ger ts ohne Polarit tspr fung falsch gepolt so wird das Ger t von der SPS bzw vom Bedienprogramm nicht erkannt Ein falscher Anschluss hat jedoch keine sch di gen auf das Ger t oder das Segment genden Auswirkun Endress Hauser Ger te haben alle einen integrierten Polarit tsschutz und k nnen unabh ngig von der Polarit t angeschaltet werden Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA Beispiel 1 Einstellen der Ger teadresse Beispiel 2 Einstellen der Ger teadresse Endress Hauser 5 5 Adressierung Die Adresse eines Ger tes kann entweder Vor Ort ber Schalter z B DIP DIL ber Vor Ort Bedienung oder ber eine entsprechende Software z B FieldCare oder Commuwin II eingestellt werden Sind Erweiterungen zum Netzwerk im voraus bekannt so ist es sinnvoll den noch nicht angeschlos senen Ger ten ebenfalls Adressen zuzuweisen Dadurch k nnen Ger te sp ter per Plug and Play angeschlossen werden 5 5 1 Einstellen der Ger teadresse Achtung Beachten Sie folgende Punkte m Die Adresse muss bei einem PROFIBUS PA Ger t immer eingestellt werden G ltige Ger te adressen liegen im Bereich 0 125 In einem PROFIBUS PA Netz kann jede Adresse nur ein mal vergeben werden Bei nicht korrekt eingestellter Adresse wird das Messger t vom Master nicht erkannt Die Adresse 126 ist f r die Erstinbetriebnahme und f r Servic
151. h wird ihnen eine Adresse zugewiesen Die Feldger te am PA Segment erhalten je eine PROFIBUS DP Adresse und verhalten sich als DP Slaves Jeder Slave ist nur einem Master der Klasse 1 zugeordnet Die Master kommunizieren direkt mit ihnen m Ein Master der Klasse 1 z B eine SPS holt die Feldger tedaten mit den zyklischen Diensten m Ein Master der Klasse 2 z B FieldCare sendet und holt Daten von den Feldger ten mit den azyklischen Diensten z B FieldCare SPS Master Klasse 2 Master Klasse 1 EN z i i PROFIBUS DP lt I ON 7 l zyklischer vd l Datenaustausch Segmentkoppler l 2 7 gt PA azyklischer Pa Datenaustausch PROFIBUS PA 45 5 Er 7 1 2 3 PROFIBUS PA Slaves Abb 3 4 Datenaustausch ber Segmentkoppler Der Segmentkoppler SK1 verh lt sich wie oben beschrieben Bei Verwendung dieses Segmentkop plers ist die PROFIBUS DP bertragungsrate auf 93 75 kBit s festgeschrieben Der PROFIBUS DP darf bei der Verwendung des Kabeltyp A eine maximale L nge von 1200 m haben Die L nge des PROFIBUS PA Segments h ngt davon ab m ob es sich um ein eigensicheres oder nicht eigensicheres Netzwerk handelt a wie viele PROFIBUS PA Teilnehmer an einem Segment angeschlossen sind m wie hoch die Stromaufnahme der einzelnen PA Slaves ist a wie die Verteilung der PA Slaves am Segment vorgenommen wird Der Segmentkoppler arbeit
152. herheitsrelevanten Prozessdaten Sicherheitsanwendung zus tzlich zur unver ndert ablaufenden Standard Anwendung f r nicht kritische Werte wie z B Diagnosedaten PROFIsafe verwendet eine einkanalige Daten bertragung Die Mechanismen zur Fehlererkennung sind v llig unabh ngig von denen im Protokoll von Standard PROFIBUS Black Channel Prinzip Die zus tzlichen Sicherungs Informationen werden den sicherheitsrelevanten Ein Ausgabe Daten hinzugef gt und bilden zusammen einen PROFIsafe Frame PROFIsafe erm glicht den Anschluss von Sicherheitsger ten und Standardger ten an demselben Buskabel Sie kommunizieren mit einer separaten Sicherheitssteuerung oder mit einer kombinierten Standard Sicherheits Steuerung PROFIsafe ber cksichtigt die Anforderungen unterschiedlicher Industriebranchen Die Fertigungs automatisierung ist durch sehr hohe bertragungsgeschwindigkeit kleiner Datenpakete gepr gt w hrend in der Prozessautomatisierung die bertragung umfangreicher Datentelegramme mit ge ringerer Geschwindigkeit gefordert wird Auf Grund seiner Realisierung in Software kann PROFIsafe ohne Zusatz Hardware und Stromversorgung an diese typischen Forderungen leicht angepasst werden 1 1 3 PROFIdrive Elektrische Antriebe treiben nicht nur Maschinen an sie haben auch PROFIBUS vorangetrieben So auch dessen neueste DP V2 Funktionalit ten Taktsynchronisation und Querverkehr Mit ihnen sind v llig neue Anwendungen f r Antriebe a
153. hmer des PROFIBUS DP Systems Er bekommt eine DP Adresse zugewiesen und ist somit f r den zyklischen Datenaustausch des Masters mit den Feldger ten nicht mehr transparent Stattdessen h lt er die Ger tedaten in einem Puffer bereit der zyklisch von einem Master der Klasse 1 gelesen werden kann Ein Link muss also projektiert wer den Auf der PROFIBUS PA Seite verh lt sich der Link als PA Master Er holt die Daten zyklisch von den Feldger ten und speichert sie in einem Datenpuffer Jedes Feldger t wird einer PA Adresse zuge wiesen die nur einmal im eigenen Link vorkommen darf jedoch in einem anderen Link Segment vorhanden sein kann Beim azyklischen Datenaustausch mit einem Master der Klasse 2 ist der Link quasi transparent Nach Angabe der Linkadresse DP Adresse und Ger teadresse PA Adresse kann ein beliebiges Feldger t angesprochen werden Der DP PA Link verh lt sich wie oben beschrieben Er unterst tzt die PROFIBUS DP bertra gungsraten von 9 6 kBit s bis 12MBit s Der DP PA Link ist nicht transparent und wird in der SPS PLS mit einer GSD Datei projektiert In dieser GSD Datei m ssen u a die zyklischen E A Daten aller PA Slaves eingetragen werden Zur Erstellung einer projektspezifischen GSD Datei f r den DP PA Link stellt Siemens eine Software zur Verf gung Zu beachten ist die Einschr nkung des Datenvolumens auf PROFIBUS PA Die maximale Anzahl der zyklischen Ein und Ausgangs daten E A aller hinter dem Link
154. icalblock Transducerblock und Funktionsblock die in den folgenden Abschnitten n her beschrieben werden Das Sensorsignal wird von dem Transducerblock in einen Messwert umgewandelt und dem Funktionsblock bergeben Hier wird der Messwert eventuell skaliert und Grenzwerte zugef gt bevor er als Ausgangswert demzyklischem Datenverkehr der SPS zur Verf gung gestellt wird Basrses 5 8er SPS ao Eingangswert des Aktors Sollwert SPS Ausgangswert Ger temanagement Physical Block Function Transducer Block Block I Signal zum Ventil LEs8222 5552ER ae sn rise ng Ausgangswert Abb 7 2 PROFIBUS PA Blockmodell f r einen Aktor Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Blockstruktur Standardparameter Endress Hauser Bei ein em Aktor geschieht die Verarbeitung in der umgekehrten Reihenfolge Die SPS gibt einen Sollwert aus der als Eingangswert des Aktors dient Nach einer evtl Skalierung wird der Sollwert als Aus gangswert des Funktionsblocks dem Transducerblock bergeben Er verarbeitet den Wert und gibt ein Signal aus das das Ventil in die gew nschte Stellung bringt Die Da tenstrukturen und Datenformate die in der PROFIBUS Norm spezifiziert sind werden von den Parametern benutzt die den einzelnen Bl cken zugeordnet sind Durch ihre Gestaltung ge w hrle den All
155. ie Ger te geladen werden Abb 7 14 zeigt die graphische Bedienung f r den Grundabgleich des Deltapilot S t Grafikanzeige Grundabgleich GERAETEPROFIL 1 z YERRIEGELUNG 2 2457 RESET GERAET 3 ABGLEICHM ODE 4 FUELLSTAND M ABGLEICH LEER ABGLEICH YOLL 6 100 000 INTEGRATIONSZEIT 7 11 PY SCALE MIN 8 0 000 PY SCALE MAX 9 100 000 AUSG BEI STOERUNG 5 0 000 1 Bitte w hlen Sie STANDARD 2 3Code 333 BCode lt gt 333 Abb 7 14 Grundabgleich des Deltapilot S bei Commuwin II Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Endress Hauser Abb 7 15 zeigt die graphische Bedienung f r die Skalierung des Deltapilot S Mit der Auswahl des Ger teprofils Al Transmitterblock k nnen die Parameter PV_SCALE und OUT_SCALE eingestellt werden Es wird darauf hingewiesen dass die Einheiten nicht mit dem Messwert bertragen wer den Auch hat die Einstellung einer PV Einheit keinerlei Einfluss auf den Ausgangswert OUT Das Bedienungsbild Diagnose zeigt den aktuellen Status des Messger ts Mit Simulation kann ein Messwert simuliert werden mit Block kann die aktuelle Einstellung des Mode Blocks gelesen werden 8 Grafikanzeige Skalierung des dig Ausgangswertes 1 Bitte w hlen Sie Al Transmitter GERAETEPROFIL PY SCALE 100 000 u ABGLEICH LEER 2 PLC SPS Primary aa value gt PVSCALE j Si 1 Out INTEGR
156. ielen Tools wird die Zeit Twp automatisch aufgrund der Zykluszeit des Masters mit entsprechender Baudrate berechnet Bei hohen Baudraten auf der PROFIBUS DP Seite z B 12 MBd k nnen die Zykluszeiten der PA Seite um den Faktor 300 l nger sein W rde ein PROFIBUS PA Ger t direkt mit einer bei hoher Master Baudrate DP berechneten Zeit TWD parametriert werden so ist diese in der Regel kleiner als der PA Zyklus und das Ger t kommt nicht in den Datenaustausch Verhalten des Segmentkoppler SK2 Um einen sicheren Betrieb des PROFIBUS zu gew hrleisten sollten folgende Busparameter ver wendet werden bertragungrate 45 45 kBd 12 MBd m Ansprech berwachungszeit Typ 5 s a PROFIBUS DP Standard Busparameter AQ Hinweis Bei einer gr eren Anzahl von PROFIBUS PA Teilnehmern pro Kanal des Segmentkopplers SK2 sollte die Ansprech berwachungszeit TWD berpr ft werden Der Grenzwert liegt bei ca 32 Teil nehmern ist aber vom zu bertragenden Datenvolumen abh ngig Endress Hauser 47 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 48 Bestimmung des Parameters Twp Bei dem o g Wert fur die Ansprech berwachung handelt es sich um einen Erfahrungswert der i d R funktioniert Sollte es sich herausstellen dass die Watch Dog Zeit zu lang Slaves schalten nicht schnell genug in den sicheren Zustand oder zu kurz Slaves schalten ohne dass es zu einem Ma sterausfall gekommen ist in den sicheren Zu
157. ien die Installation mit zentraler Erdung g ngige Praxis in Deutschland wird typischer weise eine anlagenweite Potentialausgleichsleitung verlegt In Amerika werden oftmals die Kabel in Rohren verlegt die zu den zentralen Schaltschr nken f hren Zentrale Erdung i Potentialausgleichsleitung Abb 5 1 Ger teerdung Bei der Installation mit zentraler Erdung sind die Ger te ber den Prozessanschluss elektrisch mit dem Tank verbunden Die Tanks sind ber einen zentralen Erdungspunkt verbunden In Deutschland werden die Ger te an einem Potentialausgleichskabel mit grossem Querschnitt angeschlossen Dieses Potentialausgleichskabel verl uft durch die ganze Anlage und ist an einem Punkt mit der Erde verbunden Der Zweck der Erdung des Schirms besteht im Schutz der digitalen Signale auf dem Feldbus vor hochfrequenten elektromagnetischen St rungen die z B durch die Abstrahlung von Mobiltelefo nen oder Frequenzumrichtern hervorgerufen werden k nnen Dabei kann die lokale Installation spraxis Einfluss auf die Verwendung eines bestimmten Erdungskonzeptes haben Die bertragungs bedingungen k nnen sich in umfangreichen oder weit ausgedehnten Netzwerken verschlechtern Letzendlich m ssen auch die Vorschriften bez glich der Installation im Ex Bereich und die dazu geltenden nationalen Vorschriften beachtet werden Bei den folgend gezeigten Erdungstechniken wird angenommen dass die T Boxen bzw die Mehr
158. ierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Prosonic Flow 93 Endress Hauser Prosonic Flow 93 is Aa Prozessvariable Durchfluss PROFIBUS ID Hex 1530 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 50 65 Hz 20 55 V AC 45 65 Hz 16 62 V DC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 9 6 19 2 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung DDU10 Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 DDU15 DDU18 PA Profil Version 3 0 DDU19 i Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 076D 06 de PNO Zertifikat 200870 183 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme RMx 621 184 RMx 621 O00000 7 sese o Prozessvariable verschiedene I O zur Anzeige z B Druck Temperatur Durchfluss Dampfmasse PROFIBUS ID Hex 153F Hilfsenergie lokal 24V DC 10 Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 9 6 19 2 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adres
159. ilnehmer Slave Ein Ger t das nur kommunizieren darf wenn es von einem Master dazu berechtigt wird Physikalische Schicht Das Kabel und die dazugeh rige Hardware die die Teilnehmer verbindet Die physikalische Schicht definiert u A auch wie ein Signal auf das Kabel bertra gen und interpretiert wird und wieviel Teilnehmer pro Segment erlaubt sind Folgende bertragungstechnik ist f r PROFIBUS Anwendungen relevant RS 485 Standard f r Daten bertragung auf geschirmter Zweidrahtleitung der bei PROFIBUS DP verwendet wird IEC 61158 2 MBP Manchester Coded Bus Powered Internationaler Feldbus Standard mit Daten bertragung und Ger tespeis ung auf geschirmter Zweidrahtleitung der bei PROFIBUS PA verwendet wird Bei PROFIBUS PA auch MBP genannt Lichtwellenleiter Alternative zur Zweidrahtleitung bei PROFIBUS DP Anwendungen in stark st rbehafteter Umgebung sowie zur Vergr sserung der Reichweite bei hohen bertragungsgeschwindigkeiten Kann als Basis f r redundante Strukturen verwendet werden Segment Bei einer Baumstruktur ein Netzwerkabschnitt der von der Hauptleitung durch einen Repeater Segmentkoppler oder Link getrennt ist Hauptleitung L ngste Busleitung die an beiden Enden mit einem Busabschluss termin iert ist Stichleitung Anschlussleitung von der Hauptleitung zum Feldger t Bei PROFIBUS ist die Anzahl und L nge von Stichleitungen entsprech
160. immen Profil GSD werden von der PROFIBUS Nutzerorganisation zur Verf gung gestellt Beispiel Der Promag 53 unterst tzt die Profil GSD PA0O39741 gsd RS 485 oder PA139741 gsd MBP Diese GSD beinhaltet zwei AI Bl cke und einen Summenz hler Block Der erste Al Block ist immer dem Volumenfluss zugeordnet Somit ist gew hrleistet dass die erste Messgr sse mit den Feldger ten der Fremdhersteller bereinstimmt Der zweite Al Block kann frei gew hlt werden da beispielsweise der Promag 53 in der Lage ist einen berechneten Massefluss zur Verf gung zu stellen Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Q Endress Hauser a Profil GSD Multivariable mit der Ident Nummer 9760yex In dieser GSD sind alle Funktionsbl cke enthalten wie AI DO DI Diese GSD wird von Pro mag nicht unterst tzt Hinweis m Vor der Projektierung ist zu entscheiden mit welcher GSD Datei das Ger t in der Anlage betrieben werden soll ber die Vor Ort Anzeige oder ber einen Klasse 2 Master ist es ggf m glich die Einstellung zu ver ndern Werkeinstellung Herstellerspezifische GSD Der Durchflussmesser Promag 53 unterst tzt folgende GSD Dateien Name des Ger tes Herstellerspez ID Nr Profile 3 0 ID Nr Herstellerspez GSD Promag 53 PA PROFIBUS PA IEC 61158 2 MBP 1527 Hex 9741 Hex EH3_1527 gsd EH3X1527 gsd Profile 3 0 GSD Bitmaps
161. iseintrages Anzahl der Blocktypen COMPOSITE_LIST_DIRECTORY _ENTRIES COMPOSITE_DIRECTORY_ENTRIES Zeiger Abs Index Offset 1 Physicalblock Anzahl der Physicalbl cke bs Index Offset 1 Trans block nzahl der Transducerbl cke bs Index Offset 1 Funktionsblock nzahl der Funktionsbl cke Al Al Al Al Zeiger 1 auf 1 Block Zeiger 2 auf 2 Block Zeiger auf Block COMPOSITE_DIRECTORY_ENTRIES_ CONTINUOUS Fortsetzung des COMPOSITE_DIRECTORY_ENTRIES oder Beginn der Zeigereintr ge L Lesen S Schreiben M O Muss Optionaler Parameter Tab 7 2 Ger teparameter Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung 7 3 Blockbeschreibungen des PA Profils Das PROFIBUS PA Blockmodell ist wie folgt aufgebaut Messumformer und Stellantriebe Sensor s Actuator s O Physical Block Temperature Electro Discrete Discrete Pressure pneumatic Input Output Flow Electric Level Actuation Administration Transducer Blocks Function Blocks Analog Totalizer Analog Discrete Discrete Input Output Input Output
162. izierten Herstellerwert und begrenzt die Stromaufnahme oder trennt den Teilnehmer vom Bus ab Die Erh hung des Grundstroms im Feh lerfall wird als Fehlerstrom bezeichnet 51 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 7 Ex Anwendungen Der Explosionsschutz des Feldbussystems PROFIBUS PA ist in der Z ndschutzart Eigensicherheit Ex i ausgelegt Im Gegensatz zu anderen Z ndschutzarten bezieht sich die Eigensicherheit nicht auf einzelne Betriebsmittel sondern auf den gesamten Stromkreis Alle an den Feldbus PROFIBUS PA angeschlossenen Stromkreise m ssen in der Z ndschutzart Eigensicherheit ausgef hrt sein d h alle Ger te und Abschlusswiderst nde die im explosionsgef hrdeten Bereich eingesetzt wer den sowie zugeh rige elektrische Betriebsmittel m ssen f r die entsprechende explosionsf hige Atmosph re zugelassen sein FISCO Modell Um den Nachweis der Eigensicherheit des Feldbussystems bestehend aus unterschiedlichen Kom ponenten verschiedener Hersteller auf ein vertretbares Mass zu beschr nken wurde von der PTB in Zusammenarbeit mit Herstellern der MSR Technik das FISCO Modell entwickelt Fieldbus Intrinsically Safe COncept Details entnehmen Sie bitte dem Kapitel 3 8 Grundlage ist die Festlegung dass nur ein Ger t am jeweiligen Feldbussegment Energie einspeist Das Modell legt die Randbedingungen fest Bei den Feldger ten wird unterschieden zwischen sol chen die direkt ber die Feldb
163. kein brauchbarer Wert LO_LIM Ox1A HI_LIM Ox1B CONSTANT 0x1C ausser Betrieb schlecht OK 0x1D LO_LIM Oxl1E HI_LIM OxI1F CONSTANT Tab 6 2 _Statuscode Ger tezustand schlecht Endress Hauser 109 6 Systemintegration PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Ger tezustand unsicher 110 Status Code Bedeutung Ger tezustand Limits 0x40 nicht spezifisch unsicher OK 0x41 LO_LIM 0x42 HI_LIM 0x43 CONSTANT 0x44 letzter brauchbarer Wert unsicher OK 0x45 LO_LIM 0x46 HI_LIM 0x47 CONSTANT 0x48 Ersatzwert des Failsafe Zustands unsicher OK 0x49 LO_LIM 0x4A HI_LIM 0x4B CONSTANT 0x4C Initialwert unsicher OK 0x4D LO_LIM Ox4E HI_LIM 0x4F CONSTANT 0x50 Messwert des Sensor ungenau unsicher OK 0x51 LO_LIM 0x52 HI_LIM 0x53 CONSTANT 0x54 Einheit falsch gew hlt unsicher OK 0x55 LO_LIM 0x56 HI_LIM 0x57 CONSTANT 0x58 subnormal unsicher OK 0x59 LO_LIM 0x5A HI_LIM 0x5B CONSTANT 0x5C Konfigurationsfehler unsicher OK 0x5D LO_LIM Ox5E HI_LIM 0x5F CONSTANT 0x60 Wert ist simuliert unsicher OK 0x61 LO_LIM 0x62 HI_LIM 0x63 CONSTANT 0x64 Sensorkalibrierung fehlerhaft unsicher OK 0x65 LO_LIM 0x66 HI_LIM 0x67 CONSTANT Tab 6 3 Statuscode Ger tezustand unsicher Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 6 Systemintegration Ger tezustand gut
164. l 1 mit einem Standard Segmentkoppler mit einem Speisestrom von 400 mA betrieben werden Endress Hauser 67 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Beispiel 2 EEx ia In den Beispielen 2 und 3 wird das PROFIBUS PA Segment im explosionsgef hrdeten Bereich gef hrt Die Ger te werden entsprechend dem FISCO Modell an einem Segment mit Z ndschut zart EEx ia f r Zone 0 und an einem Segment mit Z ndschutzart EEx ib f r Zone 1 betrieben Eine Berechnung wird f r beide Segmente durchgef hrt Berechnungsbeispiel f r ein Segment im Ex Bereich Zone 0 mit getrenntem Busaufbau wie in Abb 4 4 abgebildet Segmentkoppler EEx ia IIC P F I 100 mA U 13V Kabel Siemens Widerstandsbelag 44 Q km max Busl nge 1000 m Segmentkoppler EEx ia IIC Is 100 mA Stichleitung Abb 4 4 Beispiel 2 Berechnung des Segments EEx ia Busaufbau mit getrennter F hrung von Zone 0 EEx ia und Zone 1 EEx ib Kabell nge f r den worst case Max Schleifenwiderstand EEx siehe Tabelle 4 3 40 Q Widerstandsbelag des Kabels z B Siemens 44 Q km Max L nge m 909 m 1000 x Schleifenwiderstand Widerstandsbelag 1000 x 40 9 44 Q L nge der Hauptleitung 50 m Gesamtl nge der Stichleitungen 40m Gesamtl nge des Kabels Lsgg 90 m Gesamtl nge des Kabels Lsgg 90 m lt Max L nge 909 m OK Tab 4 10 Kabell nge f r den worst case
165. laves PROFIBUS PA Ex PROFIBUS PA Slaves Abb 2 6 Mit einem Segmentkoppler Link kann das PROFIBUS DP System im Ex Bereich fortgesetzt werden 33 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 34 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA 3 Grundlagen PROFIBUS PA In diesem Kapitel werden die Grundlagen von PROFIBUS PA besprochen Das Kapitel wird wie folgt gegliedert bersicht Segmentkoppler und Links Topologie Buszugriffsverfahren Netzwerkkonfiguration Ex Anwendungen Funktionsweise FISCO Feldbus Barrieren 3 1 bersicht SPS z B FieldCare O Master Klasse 1 Master Klasse 2 DP PA Link oder Segmentkoppler paa PROFIBUS DP lt L L p gt PROFIBUS PA lt y se j PROFIBUS PA Slaves Abb 3 1 PROFIBUS PA System Anwendung PROFIBUS PA ist speziell f r die Belange der Verfahrenstechnik konzipiert worden Es gibt drei Besonderheiten gegen ber einem PROFIBUS DP System a PROFIBUS PA unterst tzt den Einsatz im explosionsgef hrdeten Bereich ohne spezielle Anforderungen m Die Ger te werden ber die Busleitung mit Energie versorgt Zweileiter Ger te m Die Daten werden ber eine physikalische Schicht nach IEC 61158 2 bertra
166. lerspezifisch CPM253 Physical Block herstellerspezifisch CCM223 CCM253 Zus tzliche Signale Relais CLM223 2 CLM253 Anwendung im explosionsgef hrdeten nein Bereich Ex Zertifikate keine PNO Zertifikat keines PROFIBUS DP Version verf gbar ja 153 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Micropilot M 156 Micropilot M Er g Ni Prozessvariable F llstand J PROFIBUS ID Hex 1522 w Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 13 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA FMR230V Anlaufstrom lt Basisstrom FMR231E FMR230 Vor Ort Bedienung ja FMR231 FMR240 Adressierung DIL Schalter Software M 2 Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 FMR532 PA Profil Version 3 0 FMR533 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level herstellerspezi fisch Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 227F 00 de PNO Zertifikat Z00629 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Multicap Endress Hauser Multicap Prozessvariable F llstand PROFIBUS ID Hex 153A Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Berei
167. lerspezifisch CUM253 Zus tzliche Signale Relais CPM223 CPM253 Anwendung im explosionsgef hrdeten nein Bereich Ex Zertifikate keine PNO Zertifikat keines Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Memo Graph DP Slave Memo Graph DP Slave Prozessvariable verschiedene I O zur Anzeige PROFIBUS ID Hex 150F 2900000 Hilfsenergie lokal 115 230 VAC 50 60 Hz 24 V AC DC 0 50 60 Hz Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung Vor Ort Bedienung RSG10 Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version keine Azyklische Profildaten keine Zus tzliche Signale Relais Al AO DI DO Anwendung im explosionsgef hrdeten nein Bereich Ex Zertifikate keine PNO Zertifikat keines Endress Hauser 177 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Promag 33 35 178 Promag 33 35 Prozessvariable Durchfluss 7 E PROFIBUS ID Hex 1511 Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5
168. lock ducer Block Block TB Messstellenbezeichnung X X X General Requirement Standardparameter TAG_DESC Mess Stell und X X General Requirement Regelsignalstatus Datenstruktur DS 33 ullpunktunterdr ckung X Datenblatt Transmitter Aktuator LOW_FLOW_CUT_OFF Prozessgrenzwerte berpr fen X Datenblatt Transmitter AI Registrieren von X X X General Requirement Parameter nderungen Standardparameter ST_REV Schleppzeigerfunktion X Datenblatt Transmitter einige TBs Schreibschutzmechanismen X General Requirement Physical Block Sensor und Stellgliedcharak X Datenblatt Transmitter Aktuator und terisierung Analyser alle TB Sensor und Stellorganidenti X Datenblatt Transmitter Aktuator und fikation Analyser alle TB Sensorgrenzwerte berpr fen X Datenblatt Transmitter Aktuator und Analyser alle TB Signal filtern X Datenblatt Transmitter AI und Ana yser Transfer Transducer Block Signal inventieren X Datenblatt Discrete Input und Discrete Output Skalieren X X Datenblatt Transmitter AI und Aktuator AO Stellglied Diagnose X Datenblatt Aktuator Transformation in Abbildgr s X X Datenblatt Transmitter AI LIN_TYPE sen Warm und Kaltstart X General Requirement der Ger te Zusatzmessgr ssen X Datenblatt Transmitter Tab 7 6 bersicht ber Ger tefunktionen der PROFIBUS PA Profile Version 3 0 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Installation u
169. m 139 2 3 Buszugrifisverfahren ordei aaia a 24 2 4 Netzwerkkonfiguration ssssuusesuuusue 25 8 St rungsbehebung 143 2 5 EX Anwendungen 22 EEE RAER 32 8 1 Inbetriebnahme se se ken 143 3 Grundlagen PROFIBUS PA 35 8 2 SPS Projektierung E EE ETT RR REER 144 8 3 Daten bertragung si erieiries ira Cerak NE raS 145 31 MODERN a AS a en 35 gA COn an e A AAE E R 146 3 2 Segmentkoppler und Links 22 2 2 37 39 Topologie see enden 39 9 Technische Daten cc 147 3 4 Buszugrifisverfahren 2222222n seen 43 3 5 Netzwerkkonfiguration 2 2222222 nennen 50 9 PROFIBUS DE nn eier 147 3 6 Funktionsweise nunun nannu nson naano 51 9 2 PRORBUS PA u nee nn se 148 3 7 Ex Anwendungen 2 2 2202 eeeeen een 52 30 EIS Oase aan eng 53 10 PROFIBUS Komponenten 149 3 9 SFeldb sb rtieren un et rt 54 10 1 Endress Hauser Feldger te PROFIBUS PA 149 4 Proj ektierung PROFIBUS PA EICHE TED 55 10 2 Endress Hauser Feldger te PROFIBUSDP 175 10 3 Netzwerkkomponenten 2 222 2cceeeee 187 4 1 Auswahl des Segmentkopplers 2 222 2 2 55 10 4 Asset Management und Bediensoftware 189 4 2 Kabeltypund l nge 22 2222 neeeennen 57 10 5 Erg nzende Dokumentation 2 190 4 3 Stromberechnung 2 22 2022 E a A en 59 4 4 Spannung am letzten Ger t 222 2cen 0 62 11 Begriffe und Definitionen
170. m PROFIBUS m glich geworden Dezentrale Auto matisierungsstrukturen sind wirtschaftlich mit intelligenten Antrieben realisierbar da PROFIBUS jetzt auch hochdynamisch die Verteilung der technologischen Signale unter den Antrieben erm gli cht Digitale Servoantriebe k nnen nun ber PROFIBUS synchronisiert und der Lageregelkreis ber den Bus geschlossen werden Damit k nnen anspruchsvolle Bewegungssteuerungen realisiert wer den Die Einbindung von Antrieben in Automatisierungsl sungen ist stark von der Antriebsaufgabe ab h ngig Um die bersicht zu vereinfachen definiert PROFIdrive Anwendungsklassen denen sich die meisten Anwendungen zuordnen lassen Im einfachsten Fall wird der Antrieb ber einen Haupt Sollwert z B Drehzahl ber PROFIBUS gesteuert Die komplette Drehzahlregelung erfogt im Antriebregler Dieser Anwendungsfall wird vorrangig im Bereich der klassischen Antriebstechnik z B F rdertechnik verwendet Eine sehr flexible Variante zur Realisierung von Automatisierungsapplikationen ist der Standard antrieb mit Technologiefunktionen Dabei wird der Gesamtautomatisierungsprozess in mehrere kleine Teilprozesse zerlegt Automatisierungsfunktionen befinden sich nicht mehr zentral im Automatisierungsger t sondern auch verteilt in den Antriebsreglern PROFIBUS dient dabei als Technologie Schnittstelle Die Verteilung setzt nat rlich voraus dass die Kommunikation in alle Richtungen m glich ist also auch der Querverkehr zwis
171. m Transducer Block die aktuellen Zust nde dieser Status zuz glich vorher im Ger t vereinbarter Texte zur Ver f gung Tab 7 4 bersicht ber die Profil Bl cke besonders f r Analyseger te Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Blockklasse Beschreibung Application Blocks Analog Input siehe Tabelle 7 1 Analog Output siehe Tabelle 7 1 Discrete Input siehe Tabelle 7 1 Discrete Output siehe Tabelle 7 1 Logbook Das Logbook ist ein permanenter Speicher Ringpuffer f r die Alarmmeldun gen des Alarm Transducer Blocks Tab 7 5 Kurzbeschreibung der Blockklassen des PA Profils 3 0 f r Analysenger te Endress Hauser 131 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme bersicht ber die Profil Bl cke 132 Measuring equipment with analogue or digital output D Density F Flow L Level E Electrical variables Differntial pressure Floating body Electro magnetic Ultrasonic Vortex counter Displacement counter Turbine wheel counter Coriolis Thermal Measuring equipment Measuring equipment Limit detection R T Q Quality Radiation Temperature Weight Mass S Speed P Pressure i Rotation Frequency Resistance thermocouple Hydrostatic Displacement Pyrometer Pressure Expa
172. muss hier die entsprechende Baudrate eingestellt werden Kapitel 6 5 Siemens 45 45 kBit s PA Link Siemens frei definierbar Pepperl Fuchs SK1 93 75 kBit s Pepperl Fuchs SK2 frei definierbar PROFIBUS PA GSD mit GSD Konvertierungssoftware z B Pepperl Fuchs GSD Converter bearbeitet m Busparameter m ssen eingestellt werden m PROFIBUS DP Leitung A und B verpolt m Terminierung beachten DP Bus Busanfang und Busende m ssen termi niert werden 144 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 8 St rungsbehebung Endress Hauser 8 3 Daten bertragung Frage Fehler L sung Wie werden die Daten zur SPS ber tragen Die Messwert bertragung f r analoge Werte erfolgt in 5 Byte langen Daten bl cken Jeder Messwert wird in 4 Bytes bertragen Das 5 Byte enth lt eine genormte Statusinformation Dieser Status enth lt nicht den Code f r E H Ger tefehler wie z B E 641 sondern charakterisiert die Verwendbarkeit des bertragenen Messwertes Bei Grenzwerten wird die Information in zwei Bytes bertragen Signalzustand und Statusinformation Siehe Kapitel 2 4 und 6 2 Welcher Status wird bertragen Siehe Tabelle 6 1 in Kapitel 6 2 Wie findet die Daten bertragung des Promags 53 zur SPS statt In der Betriebsanleitung f r Promag 50 kann die Funktion des zyklischen Dien stes nachgelesen werden Je nach Ger teeinstellung k nnen bis zu 2 Me
173. n f r die Prozessautomatisierung dient ein PROFIBUS DP System der schnellen bertragung von Daten in der Steuerungsebene Es wird hier die Leistungsstufe PROFIBUS DP VO oder DP V1 benutzt Parallel zum zyklischen Datenaustausch mit der SPS erlaubt DP V1 die Parametrierung der Feldger te ber azyklische Dienste Die wichtigsten technischen Daten f r PROFIBUS DP sind in Tabelle 2 1 aufgelistet Norm IEC 61158 Unterst tzung PROFIBUS Nutzerorganisation e V PNO Physikalische Schicht RS 485 und oder Lichtwellenleiter LWL Max L nge max 1200 m ohne Repeater RS 485 max 9 Repeater bzw mehrere Kilometer LWL Teilnehmer max 126 davon max 32 als Master bertragungsrate 9 6 kBit s bis zu 12 MBit s in def Stufen Buszugriffsmethode Token Passing mit Master Slave Protokoll DP VO DP V1 DP V2 Tab 2 1 Technische Daten PROFIBUS DP 19 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Teilnehmer Je nach Anwendung k nnen die Teilnehmer eines PROFIBUS DP Systems Frequenzumrichter Remote I Os Aktoren Sensoren Links Gateways usw sowie die SPS oder das Leitsystem sein F r den direkten Anschluss an den PROFIBUS DP stehen zur Zeit folgende Endress Hauser Produkte zur Verf gung Typ Name Funktion und Anwendung ASP 2000 Station rer Pr zisionsprobennehmer f r Wasser und Abwasseranwendungen FieldCare Plan
174. n die Objekte beschrieben und deren Funktionen definiert Den Objekten sind Parameter zugeordnet die zusammengefasst als Profilparameter bezeichnet werden Hierzu geh ren zum Beispiel Funktionen wie St rpuffer Antriebssteuerung Ger teidentifikation Prozess datenkonfiguration und die Liste aller Parameter Alle anderen Parameter die bei komplexen Ger ten bis weit ber 1000 St ck umfassen k nnen sind herstellerspezisch Dies gibt den Antriebsherstellern gr sstm gliche Flexibilit t bei der Reali sierung der Regelfunktionen wie zum Beispiel des Hochlaufgebers Dessen Parameter sind durch das Profil nicht festgelegt jedoch seine Schnittstelle zum Steuerungsprogramm Diese ist im Steuer wort definiert Damit bleibt das Steurerungsprogramm identisch auch wenn ein Anwender den Antriebshersteller wechselt Da die Bedien und Parametriertools immer herstellerspezifisch sind k nnen diese entweder direkt aus dem Antrieb oder aus einer Ger tebeschreibungsdatei alle Parameterinformationen ermitteln und visualisieren Mit PROFIdrive lassen sich auch mehrachsige Antriebsregler modellieren Robotik und Werkzeugmaschinen Anwendungen erfordern einen koordinierten Bewegungsablauf mehrerer Antriebe Die Bewegungsf hrung wird berwiegend mit einer zentralen numerischen Steuerung CNC realisiert Der Lagerregelkreis wird ber den Bus geschlossen Zur Synchronisa tion der Takte der Lagerregelung in der Steuerung und der
175. n unterst tzt Die Einstellungen der Ger teparame ter k nnen entweder ber Bedienmatrix oder graphische Bedienung erfolgen Commuwin II l uft auf einem IBM kompatibilen PC oder Notebook Der Computer muss mit einer PROFIBUS Schnittstelle d h PROFIBOARD bei PC bzw PROFICARD bei einem Notebook aus ger stet werden Alternativ kann das Endress Hauser Fieldgate FXA720 mit einer Ethernet PROFI BUS DP Schnittstelle zum Einsatz kommen W hrend der Systemintegration wird der Computer als Master der Klasse 2 angemeldet Die Bedienung erfordert die Installation des Servers PA DPV1 Die Verbindung zu Commuwin II wird ber den Server PA DPV1 hergestellt a Erstellen Sie eine Ger teliste mit Tags a Die Endress Hauser Ger tebedienung wird durch Anklicken der Ger tebezeichnung angew hlt z B FEB 24 Deltapilot S 006 FEB 24 PHY_30 LIC 123 LEVEL LIC 123 Al LIC 123 011 THT184 PHY_30 TIC 345 TEMP TIC 345 Al TIC 345 Abb 7 12 Auswahl der Ger tebedienung durch Anklicken der Ger tebezeichnung bei Commuwin II a Die Profilbedienung wird durch Anklicken des entprechenden Tags angew hlt z B Al LIC 123 Analog Input Block Deltapilot S 006 FEB 24 PHY_30 LIC 123 LEVEL LIC 123 011 TMT184 PHY_30 TIC 345 TEMP TIC 345 Al TIC 345 Abb 7 13 Auswahl der Profilbedieneung durch Anklicken des entsprechenden Tags bei Commuwin II a Die Ger teparametrierung erfolgt im Men Ger t
176. n weiteres Fenster ge ffnet im dem sie ber das Ergebnis des Konvertierungsvorgangs informiert werden Hinweise zur Bestimmung der Watch Dog Zeit Tyyp Ansprech berwachung PROFIBUS Ger te k nnen einen berwachungsmechanismus aktivieren der jedes Zeitintervall der zyklischen Aufrufe Nutzdatenaustausch engl Data Exchange berwacht um sicher zu gehen dass der PROFIBUS Master noch aktiv ist Die Zeitmessung findet im PROFIBUS Slave statt Ist die Ansprech berwachung Watch Dog aktiviert und verstreicht die Zeit TWD Watch Dog Time seit dem letzten zyklischen Aufruf so verl sst das Ger t den zyklischen Datenverkehr geht in den Ursprungszustand Wait_prm und setzt die Ausg nge in den sicheren Zustand Der Wert der Zeit Tyyp und die Aktivierung der Ansprech berwachung wird im Parametriertele gramm vom PROFIBUS Master an den PROFIBUS Slave beim Hochlauf bergang in den Nut zdatenaustausch bergeben Generell ist die Dimensionierung der Zeit Twp anwenderspezifisch nicht ger tespezifisch nicht in der GSD Nach unten ist der Wert durch die Zykluszeiten begrenzt Die Eingabe der Zeit Twp erfolgt in der Regel durch das Konfigurationstool Hierbei gibt es Konfig urationstools bei denen die Ansprech berwachung 1x pro PROFIBUS Master eingestellt wird und solche bei denen die Ansprech berwachung f r jeden PROFIBUS PA Teilnehmer individuell eingestellt wird An dem Wert der Ansprech berwachung ndert dies nichts Bei v
177. nd Inbetrieb nahme Endress Hauser 7 5 _ FieldCare Asset Management Software FieldCare ist das von Endress Hauser FDT basierendes Anlagen Asset Management Tool Es kann alle intelligenten Feldger te in ihrer Anlage konfigurieren und unterst tzt Sie bei deren Manage ment Durch die Nutzung von Zustandsinformationen verf gen Sie zus tzlich ber ein einfaches aber effektives Tool zur berwachung der Ger te m Unterst tzt Ethernet PROFIBUS und HART m Unterst tzt eine Vielzahl der Endress Hauser Ger te a Unterst tzt alle Fremdger te welche den FDT Standard unterst tzen z B Antriebe I O Sys teme Sensoren m Stellt die volle Funktionalit t aller Ger te mit DTMs sicher u Bietet allgemeine Profilbedienung f r fremde Feldbusger te ohne Lieferanten DTM FieldCare stellt sicher dass die Ger te auf schnelle und einfache Weise integriert und konfiguriert werden k nnen Dieser Prozess verf gt ber jene Transparenz die f r einen guten Betrieb der Anla gen unerl sslich ist Nutzbare Funktionen sind u a a Benutzer Verwaltung erlaubt die Erstellung von Zugriffsrechten gem ss Nutzerautorisation m Netzwerkansicht unterst tzt die Projekterstellung a Bus Scan sucht und findet Ger te im Netzwerk automatisch a DTM Ger tekatalog vereinfacht die DTM Handhabung und erh ht die Zuverl ssigkeit des Sys tems m Ger te DTM s vereinfachen Ger tekonfiguration wie z B Adressierung erweiterte Diagnose a und Linea
178. ndows xp Registrierte Warenzeichen der Microsoft Corporation Redmond Washington USA Sicherheitshinweise Diese Betriebsanleitung dient als Planungshilfe f r den Einsatz von Endress Hauser Ger ten in PROFIBUS Systemen Die bestimmungsgem sse Verwendung der einzelnen Ger ten kann der entsprechenden Betriebsanleitung entnommen werden Die verwendeten Ger te Segmentkoppler Leitungen und andere verwendeten Teile sollten nach dem Stand der Technik betriebssicher gebaut sein und die einschl gigen Vorschriften und EG Rich tlinien ber cksichtigen Wenn sie jedoch unsachgem ss oder nicht bestimmungsgem ss eingesetzt werden k nnen Gefahren entstehen Deshalb darf Montage elektrischer Anschluss Inbetrieb nahme Bedienung und Wartung des Systems nur durch ausgebildetes Fachpersonal erfolgen das vom Anlagenbetreiber dazu autorisiert wurde Bei Einsatz in explosionsgef hrdeten Bereichen sind die entsprechenden nationalen Normen einzu halten m Stellen Sie sicher dass das Fachpersonal ausreichend ausgebildet ist m Die messtechnischen und sicherheitstechnischen Auflagen an die Messstellen sind einzuhalten F r PROFIBUS PA sollten alle Komponente nach dem FISCO Modell konstruiert werden Somit werden Einzelabnahmepr fungen des PROFIBUS PA Segments stark vereinfacht Sicherheitsrelevante Hinweise Um sicherheitsrelevante oder alternative Vorg nge hervorzuheben haben wir die folgenden Sicherheitshinweise festgelegt wobei jeder
179. ne Abschlusswider stand betrieben Die erlaubte Stichleitungsl nge ist abh ngig vom Einsatzgebiet Ex oder nicht Ex Applikation von der Anzahl der Teilnehmer die an der Hauptleitung betrieben werden und von der Anzahl der Teilnehmer pro Stichleitung Speziell bei Ex Applikationen wird die zul ssige Stich leitungsl nge durch das FISCO Modell begrenzt Die Ausg nge entsprechen sowohl den Anforderungen des PTB Berichts W 53 FISCO Modell als auch den Anforderungen des Entity Konzepts Durch den Einsatz der Z ndschutzart Erh hte Sicherheit wird der maximal zul ssige Strom auf der EEX e Seite nur noch durch den eingesetzten Segmentkoppler begrenzt In Abh ngigkeit des eingesetzten Segmentkopplers der Stromaufnahme der Feldger te und der Stromaufnahme der Fieldbarriers k nnen mehr Feldger te an einem Feldbussegment betrieben werden Um die Dimensionierung eines Feldbussegments zu vereinfachen hat Pepperl Fuchs ein Software tool entwickelt das die notwendigen Berechnungen vornimmt Dieses Tool k nnen Sie kostenlos von der Pepperl Fuchs Homepage www pepperl fuchs com herunterladen Aus diesem Grunde wird in dieser Dokumentation nicht weiter auf die Dimensionierung eingegangen Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Endress Hauser Jede Feldbarriere hat 4 eigensichere Ausg nge mit folgenden Kenndaten m Eingangsspannung 16V 32 V m Ausgangsspannung 20 V m Ausga
180. ner Messfrequenz von 3 MHz bis 20 MHz Kabelkapazit lt 30pF pro Meter Aderquerschnitt gt 0 34 mm entspricht AWG 22 Kabeltyp paarweise verdrillt 1x 2 2x 2 oder 1x 4 Leiter Schleifenwiderstand 110 Q pro km Signald mpfung max 9 dB ber die ganze L nge des Leitungsabschnitts Abschirmung Kupfer Geflechtschirm oder Geflechtschirm und Folienschirm Tab 2 3 Spezifikation von Kabeltyp A Aufbau Beim Aufbau des Busses sind folgende Punkte zu beachten Die maximale Leitungsl nge Segmentl nge ist von der bertragungsrate abh ngig F r PROFIBUS RS485 Kabel Typ A siehe Tabelle 2 3 betr gt sie bertragungsrate kBit s 9 6 19 2 45 45 93 75 1875 500 1500 3000 6000 12000 Leitungsl nge m 1200 1000 1400 200 100 a Es sind h chstens 32 Teilnehmer pro Segment erlaubt Jedes Segment ist an beiden Enden mit einem Abschlusswiderstand terminiert ohm sche Last 220 Q a Die Busl nge bzw Anzahl der Teilnehmer kann durch den Einbau eines Repeaters erh ht wer den m Das erste und das letzte Segment kann max 31 Ger te umfassen Die Segmente zwischen Repeatern k nnen max 30 Stationen umfassen m Die maximal erreichbaren Entfernungen zwischen zwei Busteilnehmern errechnet sich aus ANZ_REP 1 Segmentl nge mit ANZ_REP maximale Anzahl von Repeatern die in Reihe geschaltet werden d rfen Abh ngig vom Repeater Beispiel Gem ss Herstellerangabe d rfen bei Verwen
181. ng im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 063D 06 de PNO Zertifikat 200670 PROFIBUS DP Version verf gbar ja 165 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Prosonic Flow 90 166 Prosonic Flow 90 is a Prozessvariable Durchfluss PROFIBUS ID Hex 152F g Hilfsenergie lokal 85 260 V AC 45 65 Hz 20 55 V AC 45 65 HZ 16 62 V DC Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA 90W Fehlerstrom Ippg 0O mA 90U 90C Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Totalizer Block Transducer Block Flow Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 074D 06 de PNO Zertifikat 200871 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Prosonic Flow 93 Endress Hauser Prosonic Flow 93 Prozessvariable Durchfluss A PROFIBUS ID Hex
182. ngsstrom lt 40 mA m Leitungsl nge lt 120 m Die Ausg nge werden ohne Feldbusabschlusswiderstand betrieben Der nicht eigensichere Segmentkoppler SK1 oder der nicht eigensichere Power Link des SK2 muss sowohl den Versorgungsstrom f r alle Ausg nge der Feldbarriere und den Strombedarf der Feldbar riere selbst zur Verf gung stellen 75 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Beispiel Datenmenge 76 4 8 Datenmenge Die Datenmenge stellt keine Begrenzung eines PROFIBUS PA Segments dar insoweit die Teilneh mer durch einen Segmentkoppler direkt mit dem PROFIBUS DP Master kommunizieren Wird jedoch ein Link zur Ankopplung an das PROFIBUS DP System verwendet dann ist die Datenmenge begrenzt die in dessen E A Puffer gespeichert werden kann Nach der PROFIBUS Spezifikation betr gt die maximale Telegramml nge f r Nutzdaten 244 Byte f r Eing nge E und 244 Byte f r Ausg nge A Gegebenenfalls kann es zu Einschr nkungen bei einzelnen Systemen kommen Diese sind den Angaben des Herstellers zu entnehmen Angaben in Byte Link Nicht Ex Datenmenge 44 284 Bytes zur SPS Bytes pro Ger t E Abb 4 7 Beispiel 1 Busaufbau im Nicht Ex Bereich Nehmen wir das Beispiel 1 in Abb 4 7 Kann ein Link eingesetzt werden Messger t Nr E A Emin Emax Amin Amax Absolute Datenmenge 1 5 7 11 5 45 0 12 20 180 0 48 E 40 258 Bytes A 20 88 Byt
183. nk v Segmentkoppler Tai EC B C B C Verteilerkasten Je 0 T Abb 3 2 Einbinden von PROFIBUS PA Segmenten in ein PROFIBUS DP System ber Segmentkoppler oder Links PROFIBUS PA wird immer in Verbindung mit einem bergeordneten PROFIBUS DP Steuerungs system benutzt Da die bertragungsmedien und Baudraten von PROFIBUS DP und PROFIBUS PA unterschiedlich sind siehe Tabelle 2 1 und 3 1 wird das PROFIBUS PA Segment ber einen Seg mentkoppler bzw Link in das PROFIBUS DP System integriert Ein Segmentkoppler besteht aus einem Signalkoppler und einem Busspeiseger t Je nach Modell werden eine oder mehrere bertragungsgeschwindigkeiten auf der PROFIBUS DP Seite unter st tzt Die bertragungsrate f r PROFIBUS PA ist fest auf 31 25 kBit s eingestellt Je nach erforderlicher Z ndschutzart wird zwischen 3 Typen von Segmentkopplern unterschieden Segmentkoppler Typ A TypB Typ C Z ndschutzart EEx ia ib IIC EEx ib IIB Nicht Ex Speisespannung 13 5 V 13 5 V 24V Max Leistung 1 8 W 3 9 W 9 1 W Max speisender Strom lt 110 mA lt 280 mA lt 400 mA Anzahl der Feldger te ca 10 ca 20 max 32 Tab 3 2 Segmentkoppler nach Norm 37 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Link 38 Momentan sind Segmentkoppler von zwei Herstellern verf gbar
184. nnen Mandatory parameters obligatorische bzw Pflichtparameter m ssen immer vorhanden sein Optional parameters optionale Parameter sind nur bei Bedarf vorhanden z B f r bestimmte Messumformer Manufacturer specific parameters herstellerspezifische Param eter dienen dazu Ger tefunktionen zu realisieren die nicht im Profil vorhanden sind Um sie zu bedienen muss ein herstellerspezifisches Bedientool bzw eine herstellerspezifische Ger tebesch reibung vorhanden sein Basierend auf dieser allgemeinen Struktur werden im PROFIBUS PA Profil konkrete Auspr gungen von Bl cken festgeschrieben bersichten sind in Abbildung 7 1 und 7 2 zu sehen Bei PROFIBUS PA Ger ten entsprechend dem PROFIBUDS PA Profil Version 3 0 werden diese Parameter in Block Objekten verwaltet Innerhalb der Bl cke werden die Parameter ber relative Indizes verwaltet Pi Ger temanagement Physical Block T 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Sensorsignad P Transducer Block Function Block Ausgangswert des Messumformers SPS Eingangswert 1 1 1 1 1 1 u Messwert Abb 7 1 PROFIBUS PA Blockmodell f r einen Sensor Abb 7 1 zeigt das Blockmodell eines einfachen Sensors Es besteht aus vier Bl cken Ger tema nagement Phys
185. nsion Differential pressure Bimetallic strip Ultrasonic Microwave Hot cold conductor u o w Laser optical Radiometric Capacitance Abb 7 6 bersicht ber die Profil Bl cke Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Endress Hauser 7 4 Funktions bersicht Die oben enthaltenen Beschreibungen sind beispielhaft und greifen einige Funktionen heraus F r detailierte Informationen ist ein Studium des Profildokumentes notwendig Die folgende Tabelle gibt f r einige Funktionen die Zuordnung zu Blocktypen und zu deren Position in den einzelnen Profildokumenten an gungen Ger tefunktion Enthalten in Referenzen im PROFIBUS PA Profil Function Trans Physical Block ducer Block Block TB Alarme bilden X X X General Requirement Standardparameter ALARM_SUM Anwendungsbezogene X X X General Requirement Mess und Stellstellen Standardparameter STRATEGY und charakterisierung ALERT_KEY Batchidentifikation nach ISA X General Requirement FB SP88 Standardfunktion Betriebsartenauswahl X X X Datenblatt Transmitter AI Aktuator AO Discrete Input DI und Discrete Output DO allg General Requirement Blockcharakterisierung X X X General Requirement Standardparameter Blockobjekt Diagnose melden X X
186. nzwertver letzung m Bereitstellung der Messwerte mindestens in den folgenden Masseinheiten Durchfluss m gt h L s CFM cubic feet per minute sowie kg s und Ib s m Bereitstellung der Mediumstemperatur und dichte Level TB Dieser Block beschreibt die Spezifika der F llstandmessprinzipien Radar hydrostatisch und kapazitiv Folgende Funktionalit ten sind enthalten m Sensor und Einbautypcharakterisierung m Sensorkalibration m Ber cksichtigung der Beh lterkenngr ssen m Messbereichsgrenzwerteinstellung und signalisierung der Grenzwertver letzung m Ladbare Linearisierungstabelle m Bereitstellung der Messwerte mindestens in den folgenden Masseinheiten Level m und ft m Bereitstellung der Mediumstemperatur m Auslesbare Sensorwerte m Schleppzeiger f r Minimal und Maximaltemperaturmesswerte Actuation TB Der Actuation Transducer Block hat die Auspr gung f r das elektro pneuma tische und elektrische Stellprinzip und stellt folgende Signale zur Verf gung Charakterisierung des Stellprinzips Identifikation des Stellventils und Getriebes Hersteller Fail safe position Anpassung der Regelparameter Ladbare Linearisierungstabelle Unterdr ckung von kleinen Stell nderungen Angaben zur Stellzeit Angaben zum Drehmoment Einstellung der Bremsleistung Angaben zur Zeitspanne zum ffnen und Schliessen Speicherm glichkeit f r Installationsdatum und Datum der letzten Wartung
187. och nicht am Segmentkoppler der normal an die Erde ange schlossen wird Kleine Kondensatoren z B 1 nF 1500V Spannungsfestigkeit Keramik werden daf r verwendet Die Gesamtkapazit t die an den Schirm angeschlossen wird darf 10 nF nicht ber steigen Die Kondesatoren sind typischerweise in die T Box Verteilerbox eingebaut Details dazu sind den Installationsrichtlinien der einzelnen Hersteller zu entnehmen Diese Methode ist jedoch nicht im Ex Bereich zul ssig 1 Abb 5 6 Kapazitive Erdung im sicheren Bereich 1 Segmentkoppler 2 T Box oder Mehrfachverteiler mit kapazitiverErdung des Busschirms 3 Busabschluss Terminator mit kapatitiver Schirmerdung 4 Lokale Erde 5 Potentialausgleichsleiter optional 96 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 5 Installation PROFIBUS PA F r den Einsatz im Ex Bereich m ssen die T Boxen Mehrfachverteiler konventionell verdrahtet werden Der Segmentkoppler ist kapazitiv zu erden gt Abb 5 7 Kapazitive Erdung im Ex Bereich 1 Segmentkoppler mit kapazitiverErdung des Busschirms 2 T Box oder Mehrfachverteiler 3 Busabschluss Terminator 4 Lokale Erde 5 Potentialausgleichsleiter optional Endress Hauser 97 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahm
188. ock Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 283F 00 de PNO Zertifikat 200724 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Prosonic T Endress Hauser Prosonic T Prozessvariable F llstand PROFIBUS ID Hex 1502 Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC Basisstrom max Ip 13 mA bei FMU 232 max 17 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA FMU130 FMU131 FMU230 FMU231 FMU232 FTU230 FTU231 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 2 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Level Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich ja Ex Zertifikate siehe BA 283F 00 de PNO Zertifikat 200402 PROFIBUS DP Version verf gbar nein 169 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Prowirl 72 170 Prowirl 72 1 Prozessvariable Durchfluss Z PROFIBUS ID Hex 153B Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich
189. oder Param Die Instandhaltung kann erheblich optimiert intensiven turnusm ssigen zu Folge k nnen dadurch b is zu 60 der Eins gung der Anlage eintritt hn etrierung von Ger ten werden da durch eine zustandsabh ngige War Wartungsmassnahmen weitgehend entfallen tze vor Ort eingespart werden Auch die Ersatzteilhaltung reduziert sich durch fr hzeitiges Erkennen notwendiger Aus tauschmassnahm en Dem Asset Management werden wichtige Informationen ber die Feldger te und den Prozess verf gbar gemacht Damit wird PROFIBUS mit seiner Diagnose einer Forderung der NAMUR gerecht die in ihrer Empfehlung NE 91 von der Zug nglichkeit von Zustandsinformationen spricht wo immer sie erzeugt werden Informationstransparenz in PROFIBUS Anlagen bedeutet die Verf gbarkeit messstellenbezogener Informationen durch die gesamte Hierarchie der Anlage aus der Feldebene ber die Steuerungs und Visualisierungssebene bis in die bergeordneten MES und ERP Systeme Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 1 Einf hrung PROFIBUS DP DP VO DP V1 DP V2 Endress Hauser 1 3 PROFIBUS Norm Entscheidend f r die Akzeptanz und Verbreitung eines Feldbussystems ist dessen internationale Normung PROFIBUS ist ein fester Bestandteil der internationalen Feldbusnormen IEC 61158 und IEC 61784 PROFIBUS wurde bereits 1991 national in der DIN 19245 Teil 1 3 und 1996 europaweit in der EN 50170
190. on aussen sind die PROFINET Komponenten ber einheitlich definierte Interfaces zug nglich Sie k nnen nach dem Baukastenprinzip beliebig mitein ander kombiniert und leicht wiederverwendet werden PROFINET erm glicht die direkte Anbindung von dezentralen Feldger ten an Ethernet PROFINET IO Dies unterst tzt flache Kommunikationshierarchien in der Automatisierung Alle verwendeten Ger te werden in einer einheitlichen Netzwerkstruktur angeschlossen und bieten damit eine durchg ngige Kommunikation in der gesamten Produktionsanlage Die Signale der Feldger te dezentrale Peripherie werden direkt in der zugeordneten Steuerung verarbeitet Die Projektierung erfolgt ber eine Ger tebeschreibungsdatei GSD die sich bereits bei PROFIBUS DP bew hrt hat Die Einbindung der dezentralen Feldger te ist eine optimale Erg nzung zur verteilten Automatis ierung Eine Kombination von beidem ist in einem PROFINET Netzwerk jederzeit m glich 1 1 5 FDT DTM Der Einsatz intelligenter Feldger te ist ein wichtiger Schritt f r den Einzug der Informationstech nologie in die Automatisierung bis hin zur Prozessebene Grundlage f r die Ankopplung der intel ligenten Feldger te bieten etablierte Feldbusprotokolle wie z B PROFIBUS Das optimale Mittel f r die Integration und das Management dieser Ger te bildet die FDT DTM Technologie Die Vorteile der FDT DTM Technologie liegen in der zentralen Konfiguration Dokumentation G
191. ortverzeichnis PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme S SegmentKoppler as anne 55 Sicherheitshinweise area a e EO a A a A 3 Sicherheitsrelevante Hinweise snususnennnno 3 Sicherheitszeichen und symbole 222c2220 3 Stat scode nastetan mare AEA 109 St rungsbehebung sroin iTA e EE A EA 143 Commu uwin M ass rreeriirecnie 146 Daten bertragung esias esanera t Epa a 145 Inbetriebnahme svenos ainera iia n a 143 SPS Pro jektierung zu en sr 144 Systemintegration 2 22 2cseeeeeeeeeee nn 107 114 206 T Technische Daten PROFIBUS DPYPA gane a an teen 147 Z ZUNdSchulz tt ee ee 4 Zyklische Daten bertragung 2 2 2220 108 Zyklische Messgr ssen Werkeinstellungen 27 Endress Hauser www endress com worldwide Endress Hauser People for Process Automation
192. r PROFIBUS ID Hex 1533 Hilfsenergie lokal 230 V AC 50 60 Hz Unterst tze Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator ja Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Vor Ort Bedienung ASP2000 Zyklische Daten zur SPS 60 Byte Input 60 Byte Output PA Profil Version keine Azyklische Profildaten keine Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 080R 09 de PNO Zertifikat keines Endress Hauser 175 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Liquisys M 176 Liquisys M 7 Prozessvariable pH Wert Leitf higkeit Tr bung Sauerstoff 10 30 Chlor PSE PROFIBUS ID Hex 151D Clor 151E Sauerstoff 151F Tr bung 1520 pH Wert 1521 Leitf higkeit Hilfsenergie lokal 100 115 230 VAC 10 15 48 62 Hz 24 V AC DC 20 15 Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 45 45 93 75 187 5 500 1500 3000 6000 12000 Integrierter Busabschluss Terminator nein Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIL Schalter Software Vor Ort Bedienung CCM223 Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 CCM253 CLM223 PA Profil Version keine CLM253 COM223 Azyklische Profildaten Analog Input p COM253 Pone Block herstellerspezifisch CUM223 hysical Block herstel
193. r ffentlicht Dieses Modell basiert auf folgen den Voraussetzungen 1 Das Bussystem verwendet zur bertragung der Energie und der Daten die Physik gem IEC 61158 2 Dies ist bei PROFIBUS PA der Fall 2 An einem Bussegment ist nur eine aktive Quelle erlaubt hier der Segmentkoppler Alle anderen Busteilnehmer wirken als passive Stromsenken 3 Die Grundstromaufnahme eines Busteilnehmers betr gt mindestens 10 mA 4 F r jeden Busteilnehmer muss gew hrleistet sein dass U gt U des Segmentkopplers a gt des Segmentkopplers m P gt P des Segmentkopplers 5 Jeder Busteilnehmer muss folgende Bedingung erf llen a Cj lt 5nF lt 10uH 6 Die zul ssige Leitungsl nge f r EEx ia IIC Applikationen betr gt 1000 m 7 Die zul ssige Stichleitungsl nge betr gt f r Ex Applikationen 30 m pro Stichleitung Hierbei ist die Definition der Stichleitung zu beachten 8 Die verwendete bertragungsleitung muss folgende Kabelparameter einhalten m Widerstandsbelag 15 Q km lt R lt 150 Q km a Induktivit tsbelag 0 4 mH Km lt L lt 1 mH km m Kapazit tsbelag 80 nF km lt C lt 200 nF km inklusive des Schirms Unter Ber cksichtigung des Schirms berechnet sich der Kapazit tsbelag wie folgt a C C Ader Ader 0 5 G Ader Schirm wenn die Busleitung potenzialfrei ist bzw a C C Ader Ader C Ader Schirm wenn der Schirm mit einem Pol des Segmentkopplers verbunden ist 9 Das Bussegment muss an
194. r Komplexit t der Feld ger te Hier schafft FDT Abhilfe FDT FDT Field Device Tool spezifiziert eine Schnittstelle um Ger tetreiber die als DTM Device Type Field Device Tool Manager bezeichnet werden in unterschiedlichen Applikationen verschiedener Hersteller nutzen zu k nnen Das FDT Konzept bringt genau dort die Integrationsm glichkeiten wo es am meisten darauf ankommt in den Bereichen Engineering Diagnose Service und Asset Management Los gel st von den spezifischen Kommunikationstechnologien der verschiedenen Feldbusse und den spezifischen Systemumgebungen erlaubt FDT Ger te unterschiedlicher Hersteller in die Automa tisierungssysteme zu integrieren Dadurch werden auch ger tespezifische Eigenschaften dem Anwender auf der Systemseite zug nglich gemacht Das FDT Konzept deckt den gesamten Life Cycle von Ger ten in der Systemumgebung ab DTM Basis des FDT Konzeptes ist der DTM eine Softwarekomponente die der Hersteller eines intelli Device Type Manager genten Feldger tes liefert Der DTM ist das Konfigurations und Management Werkzeug eines Ger tes Der DTM kennt alle Regeln des Ger tes Plausibilisierungen enth lt alle grafischen Benutzerdialoge bernimmt Ger tekonfiguration und diagnose und liefert die ger tespezifische Dokumentation Die Erweiterung um neue Feldger te ist jederzeit m glich da die entsprechenden DTMs problem los nachgeladen werden k nnen Dabei ist es v llig unerheblich
195. r SPS einem Master der Klasse 1 und den Feldger ten erfolgt automatisch in einer festgelegten immer wiederkehrenden Reihenfolge Die Zykluszeit gibt an wieviel Zeit ben tigt wird um die Daten aller Ger te im Netz zu aktualis ieren Je komplexer ein Ger t bzw je gr sser die auszutauschende Datenmenge des Ger tes ist desto h her ist die Antwortzeit f r den Austausch der Daten zwischen SPS und Ger t Tabelle 4 9 gibt einen berblick der Datenmengen und deren Antwortzeiten bei Endress Hauser Ger ten Die Gesamtzykluszeit f r die Auffrischung der Netzdaten berechnet sich wie folgt Gesamtzykluszeit Summe der Zykluszeiten der Feldger te interne SPS Zykluszeit bertragungszeit PROFIBUS DP Beispiele sind in Abschnitt 4 11 zu finden Links Durch die Verwendung von Links oder dem transparenten Segmentkoppler SK2 kann die Gesa mtzykluszeit eines Systems erheblich gesenkt werden 80 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS DP Netzwerk Adressierung mit Link Endress Hauser 4 10 Adressierung Jedes Ger t im Bussystem erh lt eine eindeutige Busadresse G ltige Ger teadressen liegen im Bere ich von 0 126 wobei 126 die Adresse im Auslieferungszustand ist Bei nicht korrekt eingestellter Adresse kommt keine Kommunikation zustande Seitens der SPS ist es m glich maximal 126 0 125 Adressen einzelnen Teilnehmern am Bus zuzuweisen Es darfin dem PROFIBUS
196. rden Baudrate bis zu 12 Mbit abh ngig von bertragungstechnik und Kabell nge Daten bertragung Digital Differenzialsignale nach RS 485 NRZ Datensicherung HD 4 Parity Bit Start und End Delimiter Antwortzeit Abh ngig von der Datengeschwindigkeit Buskabel Kupfer verdrillte geschirmte Paare Abschirmung beidseitig geerdet Kabelei genschaften siehe Kapitel 2 2 LWL siehe DP Spezifikation Topologie Linientopologie Kabell nge Kupfer je nach Baudrate bis zu 1200 m siehe Kapitel 2 2 Stichleitungsl nge Gesamtl nge max 6 6 m bei Baurate gt 1 5 MBit s keine Busverbindung Verbindungselement 9 poliger Sub D Stecker bei RS 485 oder T Box Busabschlusswiderstand Beide Enden jedes Segments Repeater Max 9 Repeater Vor Ort Bedienung Ggf ber Tasten oder Touch Keys PC Bedienung ber Bedienprogramm z B FieldCare oder Commuwin II wenn das PA Profil unterst tzt PROFIBUS Interface Karte Busadresse Einstellung ber DIP Schalter Vor Ort Bedienung oder Software Auswahl Software Hardware vorhanden PROFIBUS DP IEC 61158 und IEC 61784 PNO Richtlinien zu PROFIBUS DP Eigensicherheit m glich RS 485 IS mit EEx ib Physikalische Schicht RS 485 147 9 Technische Daten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Allgemein Arbeitsweise und Systemaufbau Elektrischer Anschluss Bedien und Anzeigeoberfl che Ext
197. resse setzen Wurde die Adress nderung erfolgreich durchgef hrt a Klicken Sie Schlie en F EPROFIdtm DPY1 Ger testationsadresse setzen l Im Browser selektieren Alte Adresse f 26 Neue Adresse j 2 Status Neue Adresse erfolgreich gesetzt Setzen Abb 5 2 Beispiel Ger testationsadresse erfolgreich gesetzt 105 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Einstellen der Busadresse Commuwin Il 106 Bei Commuwin II wird wie folgt verfahren 1 Softwareadressierung im Ger t einschalten Schalter 8 des PA Ger tes auf ON setzen 2 Server DVP1 durch Doppelklick auf Ikone DPV1 in Programmgruppe Commuwin II starten 3 Im Men Configure das Untermen Set Address anw hlen 4 Wenn mit einem DP PA Link Typ IM 157 von Siemens gearbeitet wird muss dessen DP Adresse unter PA Link Addresse angegeben werden 5 Unter Old Addr die aktuelle Adresse bei Inbetriebnahme 126 eingeben Nach Eingabe der alten Adresse diese mit Check Old Addr pr fen lassen Kann die eingetragene Adresse einem Ger t zugeordnet werden erscheint dieses unter Device ID Ansonsten wird eine Fehlermeldung Unknown ausgegeben Pa Link Addr C Old Addr Check Old Addr Device Id Micropilot M New Addr I Check New Addr Device Id UNKNOWN Help Cancel Abb 5 3 Beispiel Aktuelle Ger teadresse setzen 6 Die neue Adresse unter New Addr eingeben
198. richt bei einem Widerstandsbelag von 44 Q km einer Lei tungsl nge von 863 m 63 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Berechnungsbeispiel f r Da in der Praxis die Teilnehmer nicht alle kompakt am Ende der bertragungsleitung angeschlossen eine g ngige Installation sind ergibt sich daraus folgende Struktur Segmentkoppler RLx Leitungswiderstand des Leitungssegmentes x In Stromaufnahme des PA Teilnehmers n Abb 4 2 Spannungskalkulation und Leitungsl nge Beispiel 2 Jeder Teilnehmer verursacht an dem L ngensegment ber den sein Versorgungs strom fliesst einen Spannungsabfall F r den ersten Teilnehmer w re das Ugi I Ry bzw Up l4 14 r mit r Widerstandsbelag der Leitung F r den zweiten Teilnehmer sieht die Bestimmungsgleichung wie folgt aus Up 2 12 R R 2 bzw Un l2 12 r In allgemeiner Form stellt sich die Gleichung f r Ex Applikationen dann wie folgt dar n Une gt IX 1 lt Us 9V x 1 Sollte die o g Bedingung nicht erf llt sein muss m die Leitung verk rzt werden oder m ein Leitungstyp mit geringerem Widerstandsbelag verwendet werden Warnung A Achten Sie bei der Auswahl des Leitungstyps darauf dass bei Ex Applikationen die Vorgaben hin sichtlich Isolationsspannung und Einzeladerisolation der EN 60079 14 und die Kennwerte gem dem FISCO Modell eingehalten werden Achtung Beachten Sie dass die anzug
199. rie ib Ger te die zwingend Auflagen gem ss Doku mentation zum Anschluss an einen Stromkreis in Z ndschutzart EEx ia bestimmt sind d rfen nicht mit Feldbusstromkreisen der Kategorie ib zusammen am selben Segment betrieben werden Nur Stromkreise die direkt an den Feldbus angeschlossen werden m ssen hierbei ber cksichtigt wer den Gasgruppe Ger te die f r unterschiedliche Gasgruppen IIC IIB oder IIA zugelassen sind k nnen am selben Segment betrieben werden Die zul ssige explosionsf hige Atmosph re am jeweiligen Ger t wird durch die Schutzart des Ger ts das der Atmosph re ausgesetzt ist sowie der zugelassen Gasgruppe des Speiseger ts bestimmt Grunds tzlich m ssen alle Ger te und Abschlusswiderst nde die im explosionsgef hrdeten Bereich eingesetzt werden sowie die zugeh rigen elektrischen Betriebsmit tel z B Link Segmentkoppler f r die entsprechenden Atmosph ren bei akkredierter Stelle z B PTB BVS FMRC CSA usw zugelassen sein 52 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA Endress Hauser 3 8 FISCO Um den Nachweis der Eigensicherheit so einfach wie m glich zu gestalten wurde das sog FISCO Modell entwickelt FISCO steht f r Fieldbus Intrinsically Safe COncept Die Physikalisch Tech nischen Bundesanstalt PTB hat das FISCO Modell entwickelt und im Bericht PTB W 53 Unter suchung zur Eigensicherheit bei Feldbus Systemen ve
200. risierung a Aktivit tserfassung und meldung gew hrleisten die Registrierung und R ckverfolgbarkeit aller nderungen in einer Applikation oder in einem Projekt m Kundenspezifische Anpassungen vereinfachen die Bedienung und steigern die Verf gbarkeit und Zug nglichkeit von Programmfunktionen 135 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Bedienung und Wartung 136 FieldCare verwaltet Informationen ber die Lebensdauer der Ger te und zeigt diese dem Anwender schnell und auf einfache Weise an a Plant View erm glicht die schnelle Bereitstellung von Informationen durch Anzeige der Aktivi t ten strukturiert gem ss ISA S88 auf Anlagen Arbeitsbereiche Prozesszellen etc m Dokumentations Verwaltung erlaubt die Verkn pfung eines Ger tes mit Bedienungsanleitun gen SOP s Zertifikaten etc a Platzhalter erm glichen die Anzeige und Dokumentation von transparenten oder nicht kommu nizierenden Ger ten a Aktivit tserfassung registriert alle Anwenderaktivit ten mit Zeitstempel und Anwender ID a Berichterstellung generiert Berichte ber den Status der Ger te Applikationen und Projekte Zustands berwachung wird zuk nftig schnelle bersichten des Feldger testatus mit sofortiger Lokalisierung von fehlerhaften Messpunkten beinhalten Voraussetzungen FieldCare l uft auf einem IBM kompatibilen PC oder Notebook Der Computer muss mit einer PROFIBUS Schnittstelle z B PROFIgate PROFIBOARD bei
201. rojektierung eines PROFIBUS PA Systems ist die erste berlegung die Auswahl des Seg mentkopplers nach den im Kapitel 3 7 aufgelisteten Kriterien Tabelle 4 1 fasst diese zusammen Zone Stoffgruppe Segmentkoppler Bemerkung Zone 0 EEx ia IIx Ger te die mit Zone 0 in Ber hrung kommen m ssen in einem Seg ment der Schutzart EEx ia betrieben werden Alle Stromkreise an diesem Strang m ssen f r Schutzart EEx ia zugelassen werden Zone 1 EEx ia IIx Ger te die in Zone 1 installiert sind m ssen in einem Segment min EEx ib IIx destens mit der Schutzart EEx ib betrieben werden Alle Stromkre ise an diesem Strang m ssen f r Schutzart EEx ib bzw EEx ia zugelassen werden Stoffgruppe IIC IIC EEx ia HC Wird ein Medium der Stoffgruppe IIC gemessen dann m ssen die betroffenen Ger te sowie der Segmentkoppler f r die Stoffgruppe IIC zugelassen sein Stoffgruppe IIB EEx ia IIC Bei Stoffgruppe IIB k nnen sowohl der Segmentkoppler als auch die EEx ib IIB Ger te f r IIC bzw IIB zugelassen sein Nicht Ex Nicht Ex Ger te die in einem Nicht Ex Segment betrieben werden d rfen nicht im Ex Bereich installiert werden Tab 4 1 Auswahl des Segmentkopplers je nach Z ndschutztart und zu messender Stoffgruppe 55 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme
202. rsion verf gbar nein 171 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme RID 261 172 RID 261 Prozessvariable variabel Display Funktion PROFIBUS ID Hex keine Hilfsenergie Speisung ber den Bus Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 15 VDC Basisstrom max Ig 11 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA RID261 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung Einstellung der Adresse des berwachten Slave und Offset Einstellung f r Prozesswert ber DIP Schalter Adressierung keine Zyklische Daten zur SPS keine PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten keine Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 098R 09 CA PNO Zertifikat keines PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Smartec S Endress Hauser Smartec S Prozessvariable Leitf higkeit PROFIBUS ID Hex 153E Hilfsenergie lokal 100 230 V AC 10 15 bei 47 64 Hz 24 V AC DC 20 15 Hilfsenergie Buskommunikation Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Basisstrom max Ip 11 mA Fehlerstrom Ippp 0 mA CLD132 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung ja Adres
203. s 1 1 1 Al Summenz hler 5 Byte 1 TOT Steuerung 1 Byte Prosonic Flow Volumenfluss 5 Byte 10 13 9 ms 1 1 3 AI 90 Schallgeschwindigkeit 5 Byte 1 TOT Durchflussgeschwindig 5 Byte kei 1 5 By e 2 Byte 1 Summenz hler 1 1 5 Byte Display Value 1 Byte Steurung 1 Prosonic Flow Durchfluss wahlweise 11 5 40 Byte 10 23 ms 1 1 8 AI 93 Messgr ssen 1 3 TOT Summenz hler 1 1 5 Byte 2 Byte 1 Summenz hler 2 1 5 Byte 2 Byte 1 Summenz hler 3 1 5 Byte 2 Byte 1 Display Value 1 5 Byte Steurung 1 Byte Prosonic M F llstand 5 Byte 10 11 3 ms 1 1 1AI 2 zyklischer Wert 5 Byte Display Value 1 5 Byte Prosonic T F llstand 5 Byte 0 ms 1 1Al RID 261 Anzeige u Smartec S Leitf higkeit 5 Byte 0 11 3 ms 2 2 Al Temperatur 1 5 Byte MRS mani 2 Byte TMD 834 Temperatur 5 Byte 0 ms 1 1AI TMT 184 Temperatur 5 Byte 0 ms 1 1 Al Display Value 5 Byte a Optional PB Physical Block TB Transducer Block xxx FB Function Block mit AI Analog Input DI Discrete Input und TOT Totalizer Tab 4 17 PROFIBUS PA Daten von Endress Hauser Ger ten Endress Hauser 79 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 9 Zykluszeiten Bei der Auslegung des PROFIBUS PA Segments sind neben den Datenmengen auch die Zykluszeiten zu ermitteln Der Datenverkehr zwischen eine
204. sch sind vier gem ss dem FISCO Modell wobei an jedem Ausgang PA Slaves in EEx i angeschlossen werden k nnen Zu s tzlich bieten Feldbusbarrieren einen Schutz der PROFIBUS PA Hauptleitung da die Ausg nge je weils kurzschlusssicher ausgelegt sind Dadurch dass die Hauptleitung nicht eigensicher betrieben wird steht pro PROFIBUS PA Segment der Stom eines Nicht Ex Segmentkoppler zur Verf gung typisch 400 mA siehe auch Kapitel 3 2 54 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Endress Hauser 4 Projektierung PROFIBUS PA Bei der Projektierung eines PROFIBUS PA Segments sind verschiedene Aspekte zu ber cksichtigen Da die Wichtigkeit dieser Aspekte von System zu System unterschiedlich ist empfiehlt es sich die nachfolgenden Abschnitte nacheinander durchzuarbeiten Wird w hrend der Projektierung fest gestellt dass das gew nschte Konzept nicht zu realisieren ist dann muss die ganze Prozedur mit einem modifizierten Konzept nochmals durchgearbeitet werden Das Kapitel wird wie folgt aufgegliedert 4 1 Auswahl des Segmentkopplers Kabeltyp und l nge Stromberechnung Spannung am letzten Ger t Spannungskalkulation und Leitungsl nge Berechnungsbeispiele f r Busauslegung Dimensionierung eines PROFIBUS PA Segments mit Feldbusbarriere Datenmenge Zykluszeiten Adressierung Beispiele f r Adressierung und Zykluszeitberechnung Auswahl des Segmentkopplers Bei der P
205. sicht der Profilfunktionen ist auch der entsprechenden Betriebsanleitung zu entnehmen Up Download Die Funktion Upload erm glich die bertragung von Daten an FieldCare Download bertr gt Daten von FieldCare zum Ger t Diese Funktion erm glicht es die unter Offline Parametrierung erstellte Ger tekonfiguration in das angeschlossene Feldger t zu bertragen bzw die aktuelle Ger tekonfiguration vom Ger t in FieldCare zu laden gt Men Ger tebedienung gt Verbindung aufbauen gt Men Ger tebedienung gt Upload vom Ger t bzw gt Download zum Ger t Anlagen Sicht Plant View Ein Beispiel f r die Anlagensicht zeigt die Abb 7 11 Unternehmen amp Standort B Ea Bereich Lagerhaltung y Rowa 12 P Channel 7J LIC 123 FC TIC 345 Channel 8 TIC 345 Abb 7 11 Beispiel f r die Anlagensicht 138 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 7 Ger teparametrierung Voraussetzungen Bedienung Men Ger tedaten Endress Hauser 7 6 Commuwin II Bedienprogramm Sowohl die PROFIBUS DP Ger te Promass und Promag als auch alle PROFIBUS PA Ger te k nnen ber das Bedienprogramm Commuwin II ab Softwareversion 2 0 bedient werden Eine Beschrei bung der Installation und Bedienung von Commuwin II ist der Bedienungsanleitung BA124F zu entnehmen Alle Standardfunktionen von Commuwin II mit Ausnahme der H llkurvendarstellung f r Ultraschall und Mikrowellenger te werde
206. sierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Analyser Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten nein Bereich Ex Zertifikate keine PNO Zertifikat 200955 PROFIBUS DP Version verf gbar ja 173 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme TMT 184 174 TMT 184 Prozessvariable Temperatur PROFIBUS ID Hex 1523 m Hilfsenergie Speisung ber den Bus I Nicht Ex Bereich 9 32 VDC Ex Bereich 9 24 VDC 9 17 5 VDC gem ss FISCO Basisstrom max Ig 11 mA Fehlerstrom Irpg 0 mA TMT184 Anlaufstrom lt Basisstrom Vor Ort Bedienung nein Adressierung DIP Schalter Software Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Temperature Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten ja Bereich Ex Zertifikate siehe BA 115R 09 A3 PNO Zertifikat 200694 PROFIBUS DP Version verf gbar nein Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten 10 2 Endress Hauser Feldger te PROFIBUS DP ASP 2000 ASP 2000 Prozessvariable Station rer Probennehme
207. sierung DIP Schalter auf HMS Anybus Modul RMx621 Zyklische Daten zur SPS max 240 Byte Eing nge PA Profil Version keine Azyklische Profildaten keine Zus tzliche Signale Relais AI AO DI DO Anwendung im explosionsgef hrdeten Bereich nein Ex Zertifikate siehe BA 127R 09 de BA 144R 09 de PNO Zertifikat keines Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 10 PROFIBUS Komponenten Smartec S Endress Hauser Smartec S Prozessvariable Leitf higkeit PROFIBUS ID Hex 153D Hilfsenergie lokal 100 230 V AC 10 15 bei 47 64 Hz 24 V AC DC 20 15 Unterst tzte Busgeschwindigkeiten kBit s 9 6 19 2 45 45 93 75 187 5 500 1500 Integrierter Busabschluss Terminator nein Vor Ort Bedienung ja Adressierung DIP Schalter Software Vor Ort Bedienung CLD132 Zyklische Daten zur SPS siehe Kapitel 4 8 PA Profil Version 3 0 Azyklische Profildaten Analog Input Transducer Block Analyser Physical Block Zus tzliche Signale keine Anwendung im explosionsgef hrdeten nein Bereich Ex Zertifikate keine PNO Zertifikat Z00956 185 10 PROFIBUS Komponenten PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Rackbus Gateway 186 Rackbus Gateway ZA 375 Prozessvariable verschiedene PROFIBUS ID Hex 1501 Hilfsenergie lok
208. sierungssystemen und Personalcomputern Klasse 2 Master zu den am Bussystem angeschlossenen Slaves f r azyklischen Datenaustausch typischer weise zum Zweck der Parametrierung von Slaves N Die Erweiterung der Funktionsstufe DP V1 zur Stufe DP V2 erm glicht einen aufw rtskompatiblen direkten Datenaustausch zwischen Slaves sowie deren isochronen Betrieb Der Slave Querverkehr erm glicht die direkte Kommunikation zwischen Slaves via Broadcast ohne den Kommunikationsweg ber einen Master Der Isochronous Mode erm glicht eine taktsynchrone Regelung in Master und Slave unabh ngig von der Belastung des Busses Weitere Funktionen der Leistungsstufe DP V2 sind Uhrzeitf hrung Clock Control Up und Download Load Region und Function Invocation An einem PROFIBUS DP k nnen nach Norm bis zu 126 Stationen angeschlossen werden Der PROFIBUS DP kann mit bertragungsraten von 9 6 kBit s 12 MBit s betrieben werden Die Netzausdehnung ist dabei abh ngig von der gew hlten bertragungsrate und den bertragung skomponenten aus der physikalischen Schicht RS485 mit Kupferkabel bzw Lichtwellenleiter 15 1 Einf hrung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme PROFIBUS PA 16 PROFIBUS PA Prozessautomatisierung ist eine Auspr gung des PROFIBUS f r die Prozessautom atisierung Es gibt zwei Besonderheiten Erstens kann die Busleitung auch als eigensichere Span nungsversorgung der Bustei alen IEC 61158 2 Norm a
209. spannungsschutz m Ger teeinbau m Adressierung Hinweis m Endress Hauser Ger te die f r den Einsatz im explosiongef hrdeten Bereich geeignet sind sind derart konzipiert dass der PROFIBUS PA Anschluss in der Z ndschutzart Eigensicher heit Kategorie ia ausgef hrt ist m m Gegensatz zu Zweileiter Ger ten kommen bei Vierleiter Ger ten weitere Z ndschutzarten zum Tragen Dies muss insbesondere bei der Installation ber cksichtigt werden Da der Anschlussraum f r die nicht eigensicheren Stromkreise entweder in EEx d oder EEx e ausge f hrt ist k nnen die M12 Steckverbindungen nicht EEx d bzw nicht ohne weiteres EEx e eingesetzt werden m Zubeh r und Anschlusstechnik f r PROFIBUS PA entnehmen Sie bitte der Endress Hauser Dokumentation Instrumentierungshilfe und Zubeh r zu PROFIBUS 91 5 Installation PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Anwendbarkeit 92 5 1 Erdung und Schirmung Dieses Kapitel beschreibt drei m gliche Erdungs und Schirmungs Installationstechniken f r ein PROFIBUS PA Netzwerk m Isolierte Installation m Installation mit mehrfacher Erdung m Kapazitive Installation Der Unterschied dieser Techniken liegt in der Erdung des Busschirms In einem Fall ist dieser an einer separaten Erde angeschlossen Im anderen Fall ist er in das anlagenweite Erdungskonzept integriert das je nach nationalen bzw lokalen Standards auch variieren kann Zum Beispiel ist in Grossbritan
210. ss werte und 3 Summenz hler zur SPS bertragen werden Wenn der Summenz hler nicht ben tigt wird muss er mit einem Platzhalter EMPTY_MODULE aufgef llt werden Wie setzt man beim Promag 53 die Summenz hler zur ck ber das Ausgangswort des zyklischen Dienstes f r den jeweiligen Summen z hler Wie wird die Messwertunterdr ckung beim Promag 53 ber die SPS einge schaltet ber das Ausgangswort des zyklischen Dienstes Wie setzt man beim Promass 83 die Summenz hler zur ck berdas Ausgangswort des zyklischen Dienstes Siehe entsprechende Ger te betriebsanleitung Wie kann ich Messwerte im zyklischen Datenverkehr unter dr cken Werden nicht alle Messwerte ben tigt k nnen mit Hilfe des Platzhalters EMPTY_MODULE oder Free Place welche in der jeweiligen Ger te GSD vorhanden ist einzelne Messger te unter Verwendung der Projektierungssoft ware de SPS deaktiviert werden Wie kann ich Werte auf das lokale Display schreiben ber das Modul Display_Value aus der GSD wenn unterst tzt kann ein im Automatisierungssystem berechneter Wert direkt zum Ger t geschrieben wer den Der Display_Value beinhaltet 4 Byte f r Messwert und ein Byte f r den Status Zu jedem Messwert muss immer ein g ltiger Status geschrieben wer den Die Zuordnung des Display_Value zur lokalen Anzeige eines Ger tes erfolgt im Ger t 145 8 St rungsbehebung PROFIBUS Projektierung
211. ssefluss 1 5 Byte Steuerung 1 Byte Display Value 1 5 Byte Promass 63 Massefluss 5 Byte 10 21 7 ms 1 1 8 AI Summenz hler 1 1 5 Byte 2 TOT Temperatur 1 5 Byte Dichte 1 5 Byte Summenz hler 2 1 5 Byte Volumenfluss 1 5 Byte Normvolumenfluss 1 5 Byte Zielmediumfluss 1 5 Byte Tr germediumfluss 5 Byte Berechnete Dichte 1 5 Byte Steurung 1 Byte Promass 80 Massefluss 5 Byte 10 15 2 ms 1 1 4Al Volumenfluss 1 5 Byte 1 TOT Dichte 1 5 Byte Temperatur 1 5 Byte Summenz hler 5 Byte 2 Byte Display Value 1 5 Byte Steurung 1 Byte 78 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Promass 83 Massefluss 5 Byte 10 20 4 ms 1 1 6Al Volumenfluss 1 5 Byte 3 TOT Normvolumenfluss 1 5 Byte Dichte 1 5 Byte Normdichte 1 5 Byte Temperatur 5 Byte Summenz hler 1 1 5 Byte 2 Byte 1 Summenz hler 2 1 5 Byte 2 Byte 1 Summenz hler 3 1 5 Byte 2 Byte 1 Display Value 5 Byte 1 Steurung 1 1 Byte 1 Prowirl 72 Volumenfluss oder berech 5 Byte 10 11 3 ms 1 1 1AI neter Massefluss oder 1 TOT Normvolumenfluss Summenz hler 5 Byte 2 Byte 1 Steuerung 1 Byte Prowirl 77 Durchfluss 5 Byte 10 11 3 m
212. stand muss diese berechnet werden In Abhangigkeit des eingesetzen Konfigurationswerkzeuges kann nur eine Watch Dog Zeit Twp f r das gesamte PROFIBUS System parametriert werden In diesem Fall muss die gr sste Verzogerungszeit zur Bestimmung von Twp zugrunde gelegt wer den eine Watch Dog Zeit Twp fur jeden einzelnen Slave parametriert werden Die eingestellte parametrierte Zeit Typ muss gr ser sein als die maximal auftretende Verz gerungszeit Ty max Diese setzt sich aus wie folgt zusammen Tv max u Tzyk us_DP Tzyktus_PA_Kanal mit Tzykus_PA_Kanal Zykluszeit des PROFIBUS PA Kanals Tzyk us_pp Zykluszeit des PROFIBUS DP Pepperl Fuchs empfiehlt die dreifache PROFIBUS PA Zykluszeit bei Verwendung SK2 Details zur Berechnung des Parameters Twp Die PA Zykluszeit Tzyk us_PA_Kana st abhangig von 1 der Anzahl n der Busteilnehmer an einem Kanal 2 der Nutzdatenl nge Ly Durchschnitt der Summe von Ein und Ausgangsnutzdaten aller Ger te Anzahl der Bytes einheitslos Die Zykluszeit berechnet sich n herungsweise zu Tzyktus_PA_Kanal N 0 256 ms Ly 12 ms 40 ms N here Informationen zur Berechnung der Zykluszeit entnehmen Sie bitte der Betriebsanleitung Handbuch Segmentkoppler SK1 und SK2 von Pepperl Fuchs Endress Hauser 3 Grundlagen PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Link DP PA Link von Siemens Endress Hauser Ein Link wird vom Master erkannt und ist Teilne
213. t 4 x dem oben genannten Tabellenwert Durch den Einsatz von drei Repeatern verringert sich die max Anzahl von Stationen auf 120 da jeder Repeater pro angeschlossenem Segment physikalisch eine Station darstellt In Abb 2 3 ist zu sehen wie durch den Einsatz von mehreren Repeatern eine Baumstruktur aufge baut wird Die Anzahl der Stationen pro Segment verringert sich um 1 pro angeschlossenem Repeater T T ess AA AO OO j OOGO w VAme Abb 2 2 PROFIBUS DP System mit Linienstruktur T Abschlusswiderstand R Repeater 1 n max Anzahl der Feldger te an einem Segment 22 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP Optisches Netz Endress Hauser 00O A Abb 2 3 PROFIBUS DP System mit Baumstruktur T Abschlusswiderstand R Repeater 1 n max Anzahl der Feldger te an einem Segment Muss sich das PROFIBUS DP System ber weite Strecken ausdehnen oder Anlagen mit starken ele ktromagnetischen St rquellen durchqueren dann empfiehlt sich ein optisches bzw gemischtes Netz Hier k nnen auch hohe bertragungsraten erzielt werden vorausgesetzt dass alle Teilneh mer diese bertragungsraten unterst tzen Abb 2 4 zeigt die M glichkeiten eines solchen Aufbaus wobei technische Details der PROFIBUS Norm entnommen werden m ssen Master SPS T optisches optisches RS 485 LWL Modul LW
214. t Asset Mangement Universelles Bedien Tool f r Feldger te mit PROFIBUS PA DP und anderen Protokollen Liquisys M PH Redox Leitf higkeits Sauerstoff Tr bungs und Chlo gehaltsmessung f r Wasser Abwasser Memo Graph RSG 10 16 7 Kanal Analog Digital Bildschirmschreiber r Applikationen mit exakter Aufzeichnungsanforderung Promag 53 Magnetisch induktive Durchflussmessung f r leitf hige Fl s sigkeiten Promass 83 Coriolis Massendurchflussmessung f r Fl ssigkeiten D mpfe und Gase Prosonic DP FMU 86x Ultraschall F llstand Durchflussmessung f r Sch ttg ter und Fl ssigkeiten Prosonic Flow 93 Ultraschall Durchflussmessung f r Fl ssigkeiten RMS 621 Energie Rechner f r Wasser Dampf mit max 10 Eing ngen r 1 3 Anwendungen Smartec S Messung von Leitf higkeit und Konzentration in stark leit higen Fl ssigkeiten ZA 375 PROFIBUS DP Gateway f r Commutec Tab 2 2 Verf gbare Produkte mit PROFIBUS DP 20 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 2 Grundlagen PROFIBUS DP 2 2 Topologie PROFIBUS DP basiert auf der Linientopologie F r den unteren Geschwindigkeitsbereich ist auch eine Baumstruktur zul ssig Kabel Typ A Zwei Varianten der Busleitung sind in der EN 50 170 spezifiziert F r alle bertragungsraten bis 12 Mbit s kann Kabeltyp A verwendet werden Die Spezifikation ist Tabelle 2 3 zu entnehmen Wellenwiderstand 135 Q bis 165 Q bei ei
215. t Gleitpunktzahl IEEE 754 m oder kg 14 Status esend Statuscode Summenz hler 2 15 16 17 18 Summenz hler 3 esend 32 Bit Gleitpunktzahl IEEE 754 m oder kg 19 Status esend Statuscode 2 Summenz hler 3 20 21 22 23 Massefluss esend 32 Bit Gleitpunktzahl IEEE 754 kg h 24 Status Massefluss esend Statuscode Tab 2 4 Datentransfer vom Promag zum Automatisierungssystem 25 2 Grundlagen PROFIBUS DP PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Ausgangsdaten 26 AQ Hinweis m Die Systemeinheiten in der Tabelle entsprechen den voreingestellten Skalierungen die im zyklischen Datenaustausch bertragen werden a Eine Zuordnung der Messgr ssen zum jeweiligen Summenz hler kann ber den Parameter Channel ber die Vor Ort Anzeige oder durch einen Klasse 2 Master eingestellt werden a Die Summenz hler 1 3 k nnen unabh ngig voneinander konfiguriert werden Folgende Einstellungen sind m glich Werkeinstellung Volumenfluss in m Aus Massefluss Volumenfluss Der Display value Anzeigewert bietet die M glichkeit einen im Automatisierungssystem berech neten Messwert direkt zum Promag zu bertragen Dieser Messwert ist ein reiner Anzeigewert der zur Hauptzeile zur Nebenzeile und zur Infozeile der Anzeige zugeordnet werden kann Der Dis play value Anzeigewert beinhaltet 4 Byte Messwert und 1 Byte Status Der Status wird in gut OK
216. te 108 6 2 Zyklische Daten bertragung Bei PROFIBUS PA erfolgt die zyklische bertragung der Analogwerte zur SPS in 5 Byte langen Datenbl cken Der Messwert wird in den ersten 4 Bytes in Form von Fliesskommazahlen nach IEEE Standard dargestellt siehe Abb 6 1 Das 5 Byte enth lt eine zum Ger t geh rende genormte Statusinformation siehe Tabelle 6 1 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4 Byte 5 Messwert als IEEE 754 Fliesskommazahl Status Liefert ein Ger t mehr als einen Messwert z B beim Promass wird das Messwerttelegramm entsprechend der Ger tekonfiguration vergr ssert siehe z B Kapitel 2 4 Tab 2 3 Wieviel Mess werte von einem Ger t bertragen werden wird w hrend der Projektierung des Systems festgelegt Tabelle 4 7 in Kapitel 4 6 sowie die Ger tebetriebsanleitungen geben einen berblick der m gli chen zyklischen Messwerte bei Endress Hauser Ger ten Der Messwert wird als IEEE 754 Fliesskommazahl wie folgt bertragen wobei Messwert 1 x 2E7127 x 1 F D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO VZ Exponent E Bruchteil F Dr 36 1 55 119 93 1 2 a 20 19 A A AE A 1320 17 Bruchteil F 2 8 29 7 10 zZ 7 12 213 z714 7 15 2 16 2 17 2718 2 19 720 721 222 223 Tab 6 1 IEEE 754 Fliesskommazahl 40 FO 00 00 hex 0100 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0000 bin r Valu
217. ten zur Verf gung Zur Adressierung der Feldger te werden die Adressen 3 19 verwendet m Die bertragungsrate betr gt 93 75 kBit s Die berechnete Zykluszeit betr gt im nachfolgenden Beispiel m Zykluszeiten der Ger te SPS Zykluszeit 17x10 ms 100 ms 270 ms Hinweis m Bei PROFIBUS DP muss die DP bertragungszeit auch ber cksichtigt werden Segmentkoppler EEx ia IC IIB Nicht Ex Bereich Ger tebezeichnung KFD2 BR EX1 PA KFD2 BR 1PA 93 max speisender Strom 100 mA 400 mA Tab 4 19 Techn Daten Pepperl Fuchs Segmentkoppler SK1 Stromversorgung CPU DP Master Z Bedientool aA Adresse A 1 z B FieldCare 100 ms Adresse A 2 a en r 93 75 kbit s PROFIBUS DP Nicht Ex Segmentkoppler Ex Segmentkoppler Ex Segmentkoppler O A8 O A414 Oas O a9 O Ass a O Aa a A10 a O A16 2 z z mE u T g 0O as g Oan gO A 7 a I A6 I a12 I A18 A7 A13 A19 Nicht explosionsgef hrdeter i Explosionsgef hrdeter Bereich Bereich Ex Abb 4 9 Netzwerkbeispiel f r Pepperl Fuchs Segmentkoppler SK1 Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Pepperl Fuchs Segmentkoppler SK2 Endress Hauser Der Segmentkoppler SK2 unterst tzt sowohl den zyklischen als auch den azyklischen Datenaus tausch des PROFIBUS DP V1
218. tzwerkes ben tigt Jedes Ger t erh lt von der PROFIBUS Nutzerorganisation PNO eine ID Nummer Aus dieser leitet sich der Name der Ger testammdatei GSD ab F r Endress Hauser beginnt diese ID Nummer immer mit 15XX Die ID Nummer der verschiedenen Ger te kann z B Tabelle 5 1 in Kapitel 5 4 entnommen werden Name des Ger tes ID Nr GSD Bitmaps Micropilot 1522 EH3x1522 gsd EH1522_d dib FMR 2xx hex EH1522_n dib EH1522_s dib Die GSD Dateien aller Endress Hauser Ger te k nnen wie folgt angefordert werden m Internet Endress Hauser http www endress com Downloadarea m Internet PNO http www profibus com Products Product Guide sm Auf CD ROM von Endress Hauser Bestellnummer 56003894 Die GSD Dateien m ssen in ein spezifisches Unterverzeichnis der PROFIBUS DP Konfigurations software Ihrer SPS geladen werden Die GSD Dateien k nnen abh ngig von der verwendeten Software entweder in das pro grammspezifische Verzeichnis kopiert werden bzw durch eine Import Funktion innerhalb der Pro jektierungssoftware in die Datenbank eingelesen werden Genaue Anweisungen ber die Verzeichnisse in denen die GSD Dateien zu speichern sind k nnen der detaillierten Beschreibung der jeweils verwendeten Projektierungssoftware entnommen wer den 107 6 Systemintegration PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme bertragung analoger Werte Beispiel bertragung diskreter Wer
219. uf gef hrt a Version A Zwei Segmente mit Z ndschutzart EEx ib f hren zu je einem Tank Hier wird der Strombedarf pro Segment auf 56 mA reduziert Ein Segmentkoppler mit Z ndschutzart EEx ia IIC deckt diesen Bedarf ab m Version B Es werden nur Stromkreise in Z ndschutztart EEx ia an den Bus angeschlossen Die Anlage kann dann mit zwei Segmenten in Z ndschutzart EEx ia ausgestattet werden Der Strombedarf pro Segment betr gt 80 mA m VersionC Einsatz von Feldbusbarrieren und einem Segmentkoppler in Nicht Ex Ausf hrung Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 4 Projektierung PROFIBUS PA Segmentkoppler 3x EEx ia uc I Imi Abb 4 6 Beispiel 4 Alternativer Busausbau Version A zwei Segmente in Z ndschutzart EEx ib IIC Version B zwei Segmente in Z ndschutzart EEx ia IIC T Busabschluss Terminator Endress Hauser 73 4 Projektierung PROFIBUS PA PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme Fieldbarrier von Pepperl Fuchs 74 4 7 Dimensionierung eines PROFIBUS PA Segments mit Feld busbarriere Die Fieldbarrier von Pepperl Fuchs dient dem Anschluss von bis zu vier eigensicheren PROFIBUS PA Teilnehmern an ein nicht eigensicheres PROFIBUS PA Segment Wird die Fieldbarrier im explo sionsgef hrdeten Bereich montiert ist die Hauptleitung des PROFIBUS PA in erh hter Sicherheit zu verlegen Die Ausg nge der Feldbarriere sind eigensicher und gem FISCO Modell PTB
220. und Inbetriebnahme 8 4 Commuwin II Frage Fehler L sung Mit Commuwin II kann keine Commuwin II ist ein Master der Klasse 2 mit dem die azyklischen Verbindung zu den PA Ger ten aufge Werte bertragen werden Je nach Segmentkoppler muss hier die baut werden entsprechende PROFIBUS DP Baudrate eingestellt werden Siehe Kapitel 6 5 Kein Verbindungsaufbau mit den m Bei einem Parallelbetrieb SPS und Commuwin II m ssen die Busparameter Ger ten m glich aufeinander abgestimmt werden Die Busparameter aller angeschlossenen Master m ssen gleich sein Wenn mit Commuwin II gearbeitet wird muss die von dem SPS Projek tierungstool errechnete Token Rotation Time TTR um 20 000 Bitzeiten erh ht und im DDE Server von CW II bernommen werden siehe Kapitel 6 5 Bei einem Siemens S5 System mit ComProfibus muss die Delta TTR um 20 000 Bitzeiten erh ht werden m Der Parameter HSA Highest Station Address muss die Adresse von Com muwin II zulassen Die HSA gibt die h chste Adresse des aktiven Masters wieder Slaves d rfen eine h here Adresse besitzen Ist die gew hlte Stationsadresse f r Commuwin II berhaupt frei oder ist eventuell eine Doppeladressierung vorhanden a Ist die Baudrate richtig eingestellt a Sind die Treiber bzw die Karten richtig installiert Leuchtet die gr ne LED auf dem TAP der Proficard bzw auf dem Profiboard Gap Update zu hoch Folge ist eine l ngere Wartezeit
221. ung 82 Berechnungsbeispiele f r Segmentauslegung 65 Blockbeschreibungen 2 22222202 125 Blockm dell 4 2 20H ee 120 Busparameter uses names 116 Buszugriffsverfahren 22 22 2222 eeeeeeeeeenn 43 Datenmenge su era E SATA 76 Dimensionierung sandte ern 74 Endress Hauser Feldger te 22222 149 Erdung und Schirmung odias ana OEE a 92 Ex Anwendungen oea o e AAOS A S GA 52 Feldbus barrieren ss anaa ni TEE A 54 FISCO ainia E nr er 53 EISCO Modell 32 3 5 Tre e e E EA 52 Funktions bersicht are aa nennen 133 Funktionsweise Saas anes see sek ann 51 Pei OE E EE rn E E 100 Ger temanagement oka E EEE NE ETAS 123 Ger teparametrierung soere a espa E 119 E lE e E sun EE E EEE EE 35 Installation E E EET E EE 91 Kabeltyp und nge Terasi e e E A 57 Netzwerkkonfiguration verixysreis riasso tesk 50 Projektierung ss in Bora 55 Segmentkoppler und Links 22ecccere 37 Spannung am letzten Ger t 2 2 2 2202 eeeenen 62 Spannungskalkulation und Leitungsl nge 63 Stromberechnung ur a A A 59 Systemintegration eoira ra aE EN ERA nenn 107 Technische Daten aAa AK EEANN EEI A ERNEA 148 TERDEE a a E A RAN NO 98 Topol gie nr a a EEA E A 39 bersicht san Zangen arte 35 berspannungsschutz euren 99 ZYKlUSZeIleNn nn nr 80 PROFIdEIVE N Sun ea ea a 7 PROFINET u ee eier na 8 PROFIS tE ee res Here 6 Projektierungssoftware 2 2222220 E aAa A 113 205 Stichw
222. usleitung mit Energie versorgt werden und solchen die lokal mit Hilfsenergie versorgt werden Letztere die mehr Energie ben tigen sind zus tzlich zur Z ndschut zart Eigensicherheit des Feldbusstromkreises in mindestens einer weiteren Z ndschutzart ausge f hrt Die Hilfsenergie von Segmentkopplern und lokal gespeister Feldger te ist galvanisch von den eigensicheren Stromkreisen getrennt Bei der Installation der Stromkreise muss wie bei allen eigensicheren Stromkreisen eine besondere Installationsphilosophie ber cksichtigt werden Ziel ist es die Trennung zwischen eigensicheren Stromkreisen und allen anderen Stromkreisen aufrechtzuerhalten Erdung Der eigensichere Feldbusstromkreis wird erdfrei betrieben was nicht ausschliesst das einzelne Messstromkreise Sensor mit dem Erdpotential verbunden sein k nnen Wird einem Ger t ein berspannungsschutz vorgeschaltet ist die Anbindung an den Potentialausgleich gem ss der Ger tedokumentation durchzuf hren Der Erdung des leitenden Schirms ist ebenfalls besondere Aufmerksamkeit zu schenken weil f r die mehrfache Anbindung des Schirms an Erdpotential ein ausreichender Potentialausgleich vorhanden sein muss Kategorie Die Kategorie des eigensicheren Feldbussystems wird von dem Stromkreis mit der geringeren G te bestimmt d h ist der Feldbusstromkreis eines Ger ts in der Z ndschutzart EEx ib ausgef hrt ergibt sich f r das Feldbussystem ebenfalls die Katego
223. w hlen Dateien mit einem vor dem Dateinamen sind das Ergebnis einer fr heren Konvertierung und erzeugen eine Fehlermeldung beim Versuch sie noch einmal zu konvertieren Dateien mit einen sind nicht das Ergebnis einer Konvertierung und k nnen konvertiert werden Mit einem Doppelklick auf eine Datei k nnen sie diese zum Betrachten und Editieren ffnen 3 Bestimmen Sie die Versionsnummer der konvertierten GSD Datei Der Name einer PROFIBUS GSD Datei besteht immer aus 3 Teilen Dem herstellerspezifischen Teil 1 4 Zeichen Eine Kennzeichnung des Herstellers z B EH_ f r Endress Hauser Der Identnummer 4 Zeichen Der Dateiendung F r GSD Dateien von PROFIBUS PA Ger ten die f r transparente Segmentkoppler bis 12Mbit kon vertiert wurden hat die Profibus Nutzerorganisation PNO den herstellerspezifischen Namensteil festgelegt Er setzt sich aus der Zeichenfolge YPO und einer Versionsnummer zusammen Die Ver sionsnummer k nnen sie ber ein Drop Down Feld Revision ausw hlen und damit verschiede Versionen von GSD Dateien f r ein Feldger t bei gleicher Identnummer erzeugen Endress Hauser PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 3 Grundlagen PROFIBUS PA 4 Wechseln Sie in das Verzeichnis in dem die konvertierten GSD Dateien gespeichert werden sollen 5 Konvertieren sie die GSD Dateien indem Sie den Button Process GSD gt anklicken Mit dieser Schaltfl che starten Sie den Konvertierungsvorgang Es wird ei
224. zer Ein Totalizer Function Block stellt folgende Signalverarbeitungsfunktionen f r die Stellwerte zur Verf gung die direkt den Transducer Block Ausgang verar beiten Hand Automatik Betriebsartenumschaltung Wahl des Z hlmodus vorw rts r ckw rts nur positiv nur negativ halt R cksetzen des Totalizers Grenzwert berwachung Tab 7 3 Kurzbeschreibung der Blockklassen des PA Profils 3 0 f r Messumformer und Stellantriebe Actuator Sensor Physical Block Administration Analyser Transfer Control Limit Alarm Transducer Blocks Function Blocks Analog Totalizer Analog Discrete Discrete Input Output nput Output I ri MSO Cyclic Interface p i Acyclic Interface MS1 und MS2 Remote Access Abb 7 5 bersicht ber die Profil Bl cke f r Analysenger te 129 7 Ger teparametrierung PROFIBUS Projektierung und Inbetriebnahme 130 Die folgende Tabelle charakterisiert kurz die zus tzlichen Bl cke f r Analysenger te Blockklasse Beschreibung Administration Physical Block siehe Tabelle 7 1 Blockklasse Beschreibung Transducer Blocks TB Analyser TB
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