PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

De relevantie van diagnostiek

Edegem, 16 juni 2011

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

De relevantie van diagnostiek

Jaap Westeneng

, Product Manager

Praktische invulling van NAMUR NE107

In de proces - en productie automatiseringsindustrie is een tendens zichtbaar om relevante diagnostische informatie uit instrumentatie te ontsluiten ter ondersteuning van een Asset Management strategie die in het bijzonder is gericht op het optimaliseren van onderhoud - en beheersactiviteiten.

Endress+Hauser demonstreert verschillende oplossingen en geeft een praktische invulling van het gebruik van diagnostiek in beheer en onderhoud op basis van de NAMUR NE107 Welcome to the World of Communication De Nationale PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011

2

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Wat is het doel van NAMUR NE107

NAMUR Recommendation NE 107

Self-monitoring and diagnosis of field devices First issue 01.03.2005

Status signals and their evaluation

There are four defined standard signals for all field devices. They tell us about device condition. The defined status signals are:

Device is operating normally Maintenance required (M) Examples of detailed information Check function (C) Off-spec (S) Failure (F)

The self-monitoring and diagnosis results must be mapped to and displayed by these four status signals and kept in readiness by the field device. Status signals must be capable of being generated irrespective of the transmission media used (type of bus, protocol, contacts...) Maintenance needed short-term Maintenance needed mid-term Change of configuration Local operation, Substitute value entered Cause of failure device internal Cause of failure process related Device being operated off-spec Uncertain value due to process influence Welcome to the World of Communication

3

Beschrijving gebruikers situatie

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

• Eindgebruiker in zuivelindustrie • Vol continu bedrijf 24/7/365 • Hoge beschikbaarheid technische installatie • Process Automation System (PAS) met 50 PLC’s met evenveel subnetwerken • Plant Asset Management (PAM) systeem met Device Performance Monitoring • Proces automatisering op basis van digitale veldbus (PROFIBUS, AS-I en IO-Link) • Frequentie regelaars, flow - en analyse (PROFIBUS) • Druk -en temperatuur (HART, IO-Link) Welcome to the World of Communication

4

Beschrijving probleemstelling (1)

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

De verwachting is dat door het toepassen van PROFIBUS technologie de beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de productiemiddelen zal toenemen….

Verwachting is gerealiseerd door: De PROFIBUS status van elke PROFIBUS proceswaarde in PAS in te lezen.

Het PROFIBUS status bereik; GOOD, UNCERTAIN, BAD als voorwaarde toe te passen in de applicatie programmering .

Echter…

Ongeplande stilstand wordt veroorzaakt het actief zijn van bepaalde PROFIBUS status!

5

Welcome to the World of Communication

Beschrijving probleemstelling (2)

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Het blijkt dat het actief zijn van bepaalde PROFIBUS status in de massflow metingen de stilstand veroorzaakt. De applicatie programmering stopt als de PROFIBUS status van een PROFIBUS proceswaarde van de massflow meting niet betrouwbaar is (UNCERTAIN en BAD)

6

Welcome to the World of Communication

Mogelijke oplossingen voor ongeplande stilstand

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Applicatie programmering stopt alleen bij (leveranciers) specifieke gedefinieerde PROFIBUS status.

 Geen generieke oplossing met hoge engineerings - en applicatie kosten!

Applicatie programmering stopt alleen bij PROFIBUS status BAD  Generieke oplossing maar geen inzicht bij UNCERTAIN!

Applicatie programmering stopt alleen bij specifiek gedefinieerde PROFIBUS status UNCERTAIN en BAD  Geen generieke oplossing met engineering – en applicatie kosten Applicatie programmering stopt niet op PROFIBUS status  Generieke oplossing, geen engineering – en applicatie kosten!

Maar hoe verhoog je dan de beschikbaarheid en betrouwbaarheid?

Welcome to the World of Communication

7

Gerealiseerde oplossing

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Applicatie programmering stopt alleen bij PROFIBUS status BAD  Generieke oplossing maar geen inzicht bij UNCERTAIN!

Process Control Domain Voor het inzicht in UNCERTAIN wordt niet het PAS maar het Plant Asset Management systeem met geïntegreerde Device Performance Monitoring en PROFIBUS diagnose module gebruikt! Field Domain (PROFIBUS DP) Fieldgate FXA720 Process Asset Management Domain xEPI Diagnostics Welcome to the World of Communication

8

PROFIBUS Diagnose Module

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PROFIBUS diagnose module ‘luistert’ op bus naar diagnose berichten tussen PROFIBUS Slaves (massflow meting) en PROFIBUS Master (PAS).

 De diagnose module gedraagt zich als een passieve deelnemer op de bus.

 Alle PROFIBUS diagnose berichten worden in de diagnose module opgeslagen met een datum en tijd stempel (FIFO)  Als bij een PROFIBUS deelnemer een diagnose actief wordt dan zal dat met een verandering in kleur ( -> ) worden weergegeven.

 De kleur wordt als de status van een PROFIBUS deelnemer BAD wordt. Welcome to the World of Communication

9

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PROFIBUS Diagnose Module

Statusverandering wordt met kleur weergegeven echter niet in overeenstemming met NAMUR NE107 PROFIBUS diagnose (DPV1) wordt in webserver weergegeven en opgeslagen echter kan niet direct worden vertaald naar heldere leesbare tekst!

10

Welcome to the World of Communication

Device Configuration en Performance Monitoring

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PAM systeem is centraal opgesteld en wordt gebruikt voor onderhoud en beheer van PROFIBUS slaves op basis van FDT (Field Device Tool) technologie.  Configureren en onderhouden van PROFIBUS slaves op basis van DTM’s (Device Type Manager) met een geïntegreerde NE 107 diagnose module.

 Bewaken van gezondheid- en applicatie status van PROFIBUS slaves met Device Performance Monitoring module.  Alle PROFIBUS diagnose berichten worden in PAM database opgeslagen met een datum en tijd stempel .

11

Welcome to the World of Communication

Device Configuration – Monitoring on Demand

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PAS krijgt melding als PROFIBUS status actief wordt.

PROFIBUS diagnose module ‘luistert’ naar PROFIBUS diagnose bericht.

PROFIBUS diagnose wordt naar PAS gestuurd.

PROFIBUS diagnose module stuurt mailbericht naar onderhoud en beheer.

Probleem wordt onderzocht door vanuit PAM een online te gaan met het apparaat. Process Control Domain Field Domain (PROFIBUS DP) Fieldgate FXA720 Process Asset Management Domain xEPI Diagnostics Welcome to the World of Communication

12

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Configuration – Instrument status (zonder NE 107) Statusverandering wordt met kleur weergegeven echter niet in overeenstemming met NAMUR NE107 PROFIBUS diagnose wordt weergegeven in leesbare tekst echter wordt niet de mogelijke oorzaak en een oplossing voor het probleem weergegeven!

13

Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Configuration – Instrument status (conform NE 107) Statusverandering wordt met kleur weergegeven in overeenstemming met NAMUR NE107 PROFIBUS diagnose wordt weergegeven in heldere leesbare tekst. De mogelijke oorzaak wordt weergegeven met een oplossing voor het probleem!

14

Welcome to the World of Communication

Device Performance – Monitoring by Event

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PAS krijgt melding als PROFIBUS status actief wordt.

Device Performance Monotoring (DPM) module ‘luistert’ naar PROFIBUS diagnose bericht.

Process Control Domain PROFIBUS diagnose wordt naar PAS gestuurd.

DPM publiceert diagnose in webserver en stuurt mailbericht naar onderhoud en beheer.

Field Domain (PROFIBUS DP) Probleem wordt onderzocht door vanuit PAM een online te gaan met het apparaat

.

Fieldgate FXA720 Process Asset Management Domain xEPI Diagnostics Welcome to the World of Communication

15

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Performance Monitoring

Statusverandering wordt met kleur weergegeven in overeenstemming met NAMUR NE107 PROFIBUS diagnose wordt weergegeven in heldere leesbare tekst. De mogelijke oorzaak wordt weergegeven met een oplossing voor het probleem!

16

Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Performance Monitoring

Relevante proceswaarden en diagnostische status wordt grafisch gepresenteerd en wordt in de database historisch opgeslagen. Condities worden bewaakt voor Float, Enumerator en Boolean parameters. Conditie c.q. grenswaarde overschrijding wordt met een kleur weergegeven.

17

Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Performance Monitoring

Relevante proces- en diagnostische parameters kunnen eenvoudig voor conditie bewaking worden geselecteerd. Welcome to the World of Communication

18

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Performance Monitoring

Relevante proces- en diagnostische parameters kunnen eenvoudig voor conditie bewaking worden geselecteerd. Welcome to the World of Communication

19

Resultaten

PROFIBUS & PROFINET Nederland PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Ongeplande stilstand kan alleen worden veroorzaakt door niet beschikbare en onbetrouwbare PROFIBUS slaves (PROFIBUS status BAD) Een conditie gebaseerde onderhoudsstrategie is gerealiseerd door kritische PROFIBUS massflow metingen continue te bewaken op hun gezondheidstatus.

Met de implementatie van NAMUR NE 107 diagnose profiel is generieke gecategoriseerde diagnose mogelijk en vervalt de interpretatie van leveranciersspecifieke diagnose. Aanzienlijke reductie van het aantal proces alarmen door duidelijke informatie scheiding en afhandeling tussen PAS en PAM

De beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de productiemiddelen is significant toegenomen.

Welcome to the World of Communication

20