Foundation Fieldbus Technik

Ein Protokoll auf Feldbus-Basis

Bei Foundation FB, die Abkürzung FB steht hierbei für „Fieldbus“, handelt es sich um einen Lan-Standard, also solch einen Standard der für lokale Datennetze entwickelt wurde. Dieser ermöglicht den Anschluss von Steuereinheiten an Geräte, die in der Prozessanwendung vertreten sind. Denn im Bereich der Produktion, sei es nun die Automobilbranche, die Landwirtschaft oder sonstige Wirtschaftszweige, die mit komplexen Anlagen arbeiten, ist es erforderlich eine Kommunikation zwischen den Teilnehmern eines Netzwerkes zu schaffen, damit diese durch ihren Datentausch eine Automatisierung des Arbeitsprozesses bewirken. Am effektivsten zum Erreichen dieses Ziels hat sich die Technologie der Feldbusse erwiesen. In einer Anlage sorgt dieser für die Verbindung zwischen den Sensoren, welche die Messfühler darstellen, und den Aktoren, bei denen es um Stellglieder geht. Dies dient der eben erwähnten Kommunikation mit dem jeweiligen Gerät, welches die Aufgabe der Steuerung übernimmt. Erforderlich wird der Einsatz von Feldbussen auch durch die oftmalige Notwendigkeit, mehrere Kommunikationsteilnehmern über ein und dieselbe Leitung laufen zu lassen. An diesem Punkt bedarf es einer Festlegung, wer, was, wann übermittelt bekommt:

  • Die Kennung, 
  • die Messwerte und der Befehl, 
  • sowie die Initiative

hängen demnach untrennbar miteinander zusammen. Zur Realisierung einer solchen Ordnung werden Protokolle verwendet, zu welchen auch Foundation Fieldbus zählt.

Was ist Foundation Fieldbus?

Hinter Foundation Fieldbus steckt ein offenes Protokoll, welches es ermöglicht, zu den Feldgeräten ein bidirektionale Datenübertragung herzustellen. Dies bedeutet, dass das Versenden von Datenpaketen in beide Richtungen vonstattengeht. Es handelt sich demnach auch um eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Die Anwendung von dieser Technologie bietet vier verschiedene grundsätzliche Leistungen:

  1. Asset Management
  2. Zusätzliche Information, die der Diagnose eines Problems oder Zustands helfen
  3. Vorbeugende Wartung
  4. Verteilte Datenübertragung, was in der Fachsprache auch als „Distributed Data Transfer, kurz DDT, bezeichnet wird

Gerade das Asset Management ist neben der „predictive Maintenance“ ein wichtiges Thema im Bereich der Entscheidungsprozesse, die die Anlagenplanung dementsprechend auch maßgeblich beeinflussen. Das Asset Management ist im Grunde eine Systemsoftware, welche hinlänglich auch als Anlagegüterverwaltungssystem, kurz AGVS, gekennzeichnet wird. Das Asset Management ist dem Bereich der Dateninformationen zugewiesen, die der Verwaltung von Anlagegütern aus der Branche der Informationstechniken dienlich sind. Zudem befasst sich diese Software auch mit physikalischen Anlagegütern, also Maschinen und komplexen Anlagen. Unter „Predictive Maintenance“ wird etwas Ähnliches verstanden, denn hier erfolgt eine vorausschauende Wartung, wodurch die Anlagegüter permanent überwacht werden und der Nutzer proaktiv in diesen Vorgang eingreifen kann, wenn Fehler auftreten. So analysiert diese Komponente riesige Datenmengen, die aus internen Quellen zur Verfügung gestellt werden, und kann auch externe Einflussfaktoren und mögliche Risiken eines Ausfalls frühzeitig prognostizieren. Hierdurch werden Stillstände des Systems vermieden und die vorhandenen Ressourcen zur Wartung und die Anlagen sowie Komponenten im Allgemeinen werden wesentlich effizienter gebraucht. Die Anwendung von „Predictive Management“ bietet demnach zusammengefasst:

  • eine kontinuierliche Auswertung von Daten aus unterschiedlichen Quellen,
  • eine umfangreiche Sammlung von historischen Daten für valide Aussagen,
  • Definitionen der erlaubten Abweichungen und
  • Prognosen zu relevanten Störungen.

Mittlerweile werden diese Technologien von mehr als 20 % der Anwender genutzt und weitaus mehr planen deren Einführung. Dies macht auch die Nutzung von Foundation Fieldbus relevant, da dieses offene Protokoll die eben beschriebenen Anwendungen anstandslos unterstützt und somit zwangsläufig den Arbeitsprozess positiv beeinflusst.

Der Gewinn durch den Einsatz von Foundation Fieldbus

Durch die Verwendung von Foundation Fieldbus werden aus herkömmlichen Gerätedaten integrale Bestandteile innerhalb der Leit-und Bedienebene. Hierdurch erweist sich das Protokoll als eine optimale Schnittstelle für die Wartung und Anlagenplanung. Verdeutlicht wird dies auch durch eine Auflistung der Vorteile:

  • Mehr Wirtschaftlichkeit, da der Zugriff auf alle Gerätedaten und -diagnosen ermöglicht wird und dies einfach durchzuführen ist
  • Volle Interoperabilität, d.h. eine Zusammenarbeit aller Geräte die eine Foundation Fieldbus Zertifizierung besitzen
  • Höhere Flexibilität für die Fertigung durch die optimierte Produktivität von Anlagen
  • Erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit, was sich besonders auf die Qualität der Signale bezieht
  • Höhere Verfügbarkeit der Anlage und eine daraus resultierende Senkung der Stillstandzeiten
  • Ein Zugriff auf die Daten, die für die Transparent innerhalb der Prozessautomation nötig sind, ist immer möglich
  • Eine prognostizierende Wartung durch zuverlässige und sichere Diagnosedaten
  • Die Möglichkeit der Austauschbarkeit von Geräten 
  • Die Befähigung von Foundation Fieldbus im explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt zu werden
  • Ein verbesserter Informationsfluss
  • Schnellerer Datenaustausch
  • Mehr Offenheit durch die Herstellerunabhängigkeit

Foundation Fieldbus – Fazit

Bei diesem offenen Protokoll handelt es sich mittlerweile um eine unabkömmliche Technologie innerhalb der Prozessautomation. Denn durch die freie Nutzung und der Unabhängigkeit von Herstellern gelingt es diesem Feldbussystem, zahlreiche Anlagen miteinander zu verbinden ohne dabei den Datenfluss negativ zu beeinflussen. Vielmehr sorgt Foundation Fieldbus für die Optimierung scheinbar jeglicher Abschnitte innerhalb eines Prozesses, der einer internen Kommunikation bedarf, sodass diese Protokoll Basis und Zukunft der Automationstechnik gleichermaßen ist.