Einfach überwachen und konfigurieren

Die Raffination von Rohöl ist das Geschäft der Holborn Europa Raffinerie und mit einer Rohöl-destillationskapazität von durchschnittlich 4,8 Millionen Tonnen pro Jahr ist sie eine der größten Raffinerien in Hamburg. Der Standort, am südlichen Rand der Elbe, hat eine Anbindung an die Binnenwasserstraße und damit den optimalen Zugang zu Schiffen, die direkt aus der Nordsee kommen.

Tausend Messtellen und mehr

In der Raffinerie sind einige tausende Messstellen unterschiedlicher Hersteller der Prozessautomatisierung verbaut, mit dem Ziel für jede Anwendung, jede verfahrenstechnische Applikation, die optimale Messung im Einsatz zu haben, damit der hohe Qualitätsstandard erfüllt werden kann. Die Gesamtanlage wird über ein Leitsystem von ABB gesteuert. Die Feldgeräte sind meist als 4-bis-20-mA-Hart-Geräte ausgelegt, damit nicht nur der Messwert sondern auch zusätzliche Informationen übertragen werden können. Das Hart-Protokoll (Higway Adressable Remote Transducer) ist ein offenes Protokoll und Industriestandard. Hart-Messgeräte sind intelligente Geräte, die nicht nur einen einzigen Messwert übertragen, sondern Zusatzinformationen als digitale Signale übermitteln. Ein Hart-Feldgerät kann beispielsweise eine höhere Genauigkeit erreichen, weil Sensor-Nichtlinearitäten oder Temperaturdrift numerisch kompensiert werden.

Das Feldgerät erlaubt die Messbereichseinstellung oder Selbstkalibrierung sowie interne Selbstdiagnose, um die Wartungsprozeduren zu vereinfachen. Neben der höheren Genauigkeit entlasten diese Zusatzfunktionen das übergeordnete Leitsystem. Diese Feldgeräte übertragen gleichzeitig analoge und digitale Signale, das analoge 4-bis-20-mA-Signal wird nicht beeinträchtigt. Die digitale Übertragung des Messwertes erhöht die Genauigkeit, weil die Digital-zu-analog- und Analog-zu-digital-Wandlungen des 4-bis-20-mA-Signals entfallen.

Die digitale Kommunikation gestattet zusätzliche Informationen in den Feldgeräten zu speichern, die bei Bedarf abgerufen werden können. Das Feldgerät kann prozessrelevante Informationen wie Messstellenbezeichnung, Beschreibung der Messung, Messbereich und Messeinheiten speichern. Das Hart-Signal ermöglicht den Zugriff auf alle Gerätedaten, gleichzeitig wird das 4-bis-20-mA-Signal für die Regelung und Steuerung eingesetzt. Das Hart-Protokoll arbeitet nach der Methode der Frequenzumtastung, FSK (Frequency Shift Keying). Entsprechend dem Standard Bell 202 beträgt die Übertragungsrate 1.200 Baud. Dieses Signal überlagert auf niedrigem Niveau das analoge 4-bis-20-mA-Messsignal. Das FSK-Signal hat den Mittelwert Null und beeinflusst damit den analogen Wert nicht.

In den meisten Anwendungsfällen wird über eine typische Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit dem Felgerät kommuniziert. Das heißt, ein Handbediengerät oder PC kommuniziert via Hart-Modem mit einem Feldgerät. Der Abgriff des Hart-Signals erfolgt über einen Widerstand von 250 Ohm, der in die Stromschleife des Messsignalkreises geschaltet wird. Ein Bediengerät zur Inbetriebnahme und Diagnose erleichtert dabei die Nutzung der Hart-Zusatzfunktionen. Alle fünf Jahre wird bei der Hamburger Raffinerie ein Anlagenstillstand durchgeführt, alle Anlagenteile geprüft und vom TÜV ab-
genommen. Aber auch in der Zwischenzeitwerden laufend Überprüfungs- und Wartungsarbeiten durchgeführt, beispielsweise wenn in der Steuerung eine Warnmeldung erscheint. Dann ist schnelles Handeln gefragt. In diesem Fall nimmt Thies Wetegrove, zuständig für den Mess- und Regeltechnikbereich bei Holborn, den robusten und handlichen Gerätekonfigurator Field Xpert zur Hand.

Schnelle Diagnose und einfache Parametrierung

Der portable Gerätekonfigurator ist für raue Industrieanwendungen konzipiert. Alle registrierten Hart-Geräte können damit konfiguriert werden. Das heißt nicht nur Endress+Hauser-Messgeräte, sondern auch Geräte anderer Hersteller. Auch zu nicht registrierten Hart-Geräten kann mithilfe eines generischen Gerätetreibers eine Verbindung aufgebaut werden. Eine Grundbedienung ist somit möglich, wodurch die Geräteeinrichtungs- und Diagnosezeit reduziert wird. Der Field Xpert ist einsetzbar in explosionsgefährdeten und nicht-explosionsgefährdeten Anlagen. Ein separater Feuerfreigabeschein erübrigt sich. Ein Zugriff auf weitere Funktionen wie die Hüllkurvendarstellung von Endress+Hauser-Füllstandsmessgeräten bietet dem Anwender weiteren Nutzen für seine Diagnose. Zur schnellen Überprüfung einer kritischen Messstelle befestigt der Anwender das handliche, IP65-taugliche Gerät an den Hosengürtel und geht damit an eine für ihn gut zugänglichen Stelle. Er klemmt sich mit dem Bluetooth-Modem auf die 4-bis-20-mA-Stromschleife, baut via PDA eine Bluetooth-Verbindung zum Feldgerät auf und sieht schnell und übersichtlich, ob an der Messstelle weiterer Handlungsbedarf durch einen Techniker erforderlich ist. Bei Holborn ist kein 250-Ohm-Widerstand notwendig, die Bürde wird über das Leitsystem abgedeckt.

Anwenderfreundliche Menüführung

Klar strukturiert erscheinen auf dem 3,5“-Farbdisplay des Handbediengerätes alle Menüpunkte, Messwerte und Parametriermöglichkeiten des verbundenen Gerätes. Pop-up-Auswahlfenster zeigen die Einstellmöglichkeiten der Feldgeräte auf und die Suchfunktion unterstützt das Auffinden unbekannter Messparameter. Eingestellte Geräteparameter können abgespeichert und somit zu Dokumentationszwecken weiterverwendet werden. Zusätzlich wird über eine Verbindung des PDAs mit einem Rechner via Internet automatisch nach neuen verfügbaren Geräten gesucht. Neue Geräte-Treiber, sogenannte DDs (Device Descriptions) werden direkt in den PDA installiert, ohne Zwischenspeicherung auf einem lokalen Rechner. Thies Wetegrove speichert die Gerätekonfiguration in einem Datenfile ab, kopiert und konvertiert dieses später im Büro zu Sicherungs- und Reportzwecken als PDF-File auf seinem Büro-Arbeitsrechner ab. Den Gerätereport heftet er in seinen Messstellenordner.

Gewinn an Zeit und Sicherheit

Für Thies Wetegrove liegen die Vorteile bei der Benutzung des portablen Gerätekonfigurators auf der Hand: „ Wir können einfach unsere Messgeräte überwachen und konfigurieren – und das ohne Unterbrechung der Messwertübertragung zur Steuerung. Damit sparen wir im Schnitt 15 Minuten pro Messstelle ein.“ Also für den Anwender ein Gewinn an Zeit und Sicherheit.

(hw)