PROFIBUS & PROFINET NederlandPROFIBUS, PROFINET

en IO-LinkDe relevantie van diagnostiek

Edegem, 16 juni 2011

2Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

De Nationale PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag 2011

De relevantie van diagnostiek

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

Jaap Westeneng, Product Manager

3Welcome to the World of Communication

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 devicesFirst issue 01.03.2005

Status signals and their evaluation Examples of detailed information

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

Maintenance needed short-termMaintenance needed mid-term

Change of configurationLocal operation, Substitute value entered

Cause of failure device internalCause of failure process related

Device being operated off-specUncertain value due to process influence

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...)

Failure (F)

Check function (C)

Maintenance required (M)

Off-spec (S)

Device is operating normally

4Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Beschrijving gebruikers situatie

• 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)

5Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Beschrijving probleemstelling (1)

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!

6Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Beschrijving probleemstelling (2)

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)

7Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Mogelijke oplossingen voor ongeplande stilstand

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?

8Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Gerealiseerde oplossing

Applicatie programmering stopt alleen bij PROFIBUS status BAD

Generieke oplossing maar geen inzicht bij UNCERTAIN!

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!

Process Control Domain

Field Domain (PROFIBUS DP)

Process Asset Management Domain

Fieldgate FXA720 xEPI Diagnostics

9Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PROFIBUS Diagnose Module

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.

10Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

PROFIBUS Diagnose Module

PROFIBUS diagnose (DPV1) wordt in webserver weergegeven en opgeslagen echter kan niet direct worden vertaald naar heldere leesbare tekst!

Statusverandering wordt met kleur weergegeven echter niet in overeenstemming met NAMUR NE107

11Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Configuration en Performance Monitoring

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.

12Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Process Control Domain

Field Domain (PROFIBUS DP)

Process Asset Management Domain

Fieldgate FXA720 xEPI Diagnostics

Device Configuration – Monitoring on Demand

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.

13Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Device Configuration – Instrument status (zonder NE 107)

PROFIBUS diagnose wordt weergegeven in leesbare tekst echter wordt niet de mogelijke oorzaak en een oplossing voor het probleem weergegeven!

Statusverandering wordt met kleur weergegeven echter niet in overeenstemming met NAMUR NE107

14Welcome 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!

15Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Process Asset Management Domain

Fieldgate FXA720 xEPI Diagnostics

Process Control Domain

Field Domain (PROFIBUS DP)

Device Performance – Monitoring by Event

PAS krijgt melding als PROFIBUS status actief wordt.

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

PROFIBUS diagnose wordt naar PAS gestuurd.

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

Probleem wordt onderzocht door vanuit PAM een online te

gaan met het apparaat.

16Welcome to the World of Communication

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!

17Welcome 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.

18Welcome 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.

19Welcome 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.

20Welcome to the World of Communication

PROFIBUS & PROFINET Nederland

PROFIBUS, PROFINET en IO-Link

Resultaten

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.