Industrial

HART-IP in der Prozessindustrie

HART auf Kurs

Assetmanagement ist und bleibt das zentrale Thema hinsichtlich einer wirtschaftlichen und zuverlässigen Prozessindustrie. Feldgeräte müssen ausfallsicher sein und es gilt daher, diese entsprechend zu konfigurieren, zu überwachen und vorrausschauend zu warten. Im Rahmen dieser firmeninternen Prozesse zieht zunehmend die Digitalsierung ein und digitale Kommunikationsprotokolle, die den Anforderungen der Prozessindustrie nachkommen, werden unerlässlich. Es zeichnet sich ab, dass HART und HART-IP genau auf dem Kurs der Industrie sind.

HART forciert IIoT in Prozessanlagen

Bei der digitalen Assetoptimierung etabliert sich HART (Highway Addressable Remote Transducer), ein bidirektionales Kommunikationsprotokoll für den Datenaustausch zwischen intelligenten Feldgeräten und Softwareapplikationen (Host), indem es zwei simultane Kommunikationskanäle zur Verfügung stellt - einen analogen und einen digitalen. Gleichzeitig ist WirelessHART das führende WL-Protokoll für Prozessanwendungen geworden und dazu gesellt sich das neue Standardprotokoll HART-IP. HART-IP, das die FieldComm Group bereits im Jahr 2012 spezifizierte, ermöglicht eine einfache vertikale Datenintegration vom Feldgerät bis zur Leitwarte. Dabei läuft das HART Protokoll über Ethernet, WLAN oder andere Netzwerkmedien, ohne dass auf detaillierte Geräte- oder Diagnoseinformationen aus bestehenden Netzen verzichtet werden muss. Das Protokoll unterstützt nicht nur den Zugang zu den Prozessvariablen eines Gerätes, sondern ermöglicht auch die Geräteparametrierung und den Zugriff auf erweiterte Diagnoseinformationen. Damit wird HART-IP eine wichtige Rolle bei der Etablierung des Industriellen Internets der Dinge in Prozessanlagen spielen.

Stringente Gerätekommunikation durch HART-IP

Die starke Relevanz von Diagnosedaten und die fortschreitende Digitalsierung lässt HART-IP zunehmend in den Fokus der Anlagenbetreiber rücken, denn die bisherige Datenerfassung dynamischer Variablen zu Statusinformationen wie beispielsweise Temperatur, Vibration oder Beschleunigung über Modbusregister oder OPC-Gruppen ist zeitaufwändig und fehlerbehaftet. Intelligente HART-Geräte hingegen unterstützen eine zentrale Konfiguration sowie Diagnose- und Statusüberwachung. HART-IP ermöglicht die vollständige und anlagenweite Integration von Lösungen in Großanlagen und bietet ein hohes Maß an Interoperabilität zwischen Geräten und Applikationen. Das Protokoll läuft über IP-basierte Netzwerke wie Ethernet und WirelessLAN und arbeitet über UDP (User Datagram Protocol) und TCP (Transmission Control Protocol) mit IPv4 oder IPv6 (Internet Protocol Version 4 bzw. 6). Als High-Level-Applikationsprotokoll funktioniert HART-IP unabhängig vom Medium und kann sowohl mit Standard Ethernet (IEEE 802.3), mit Kupfer und Glasfaser, als auch mit WirelessLAN (IEEE 802.11) verwendet werden. Daher eignet es sich auch für den Einsatz mit gängigen Infrastrukturkomponenten wie LAN-Switches, Router, Access Points, Kabel und Stecker und unterstützt zudem unterschiedliche Geschwindigkeiten wie 10 Mbit/s, 100 Mbit/s und 1 Gbit/s.

Security First

Vermutlich wird HART-IP überwiegend innerhalb einer Prozessanlage verwendet werden. Will man das Protokoll jedoch über Anlagengrenzen hinweg oder über Internet oder WLAN nutzen, so müssen spezielle Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden (z.B. Firewalls, VPN-Tunneling, Secure Socket Layer (SSL) und Remote-Authentifizierung). Die gängigen Verschlüsselungsprotokolle werden sich dabei weiter entwickeln und HART-IP ist so konzipiert, dass es an neue Versionen anpassbar ist. Ein weiterer Treiber für die Verbreitung von HART-IP wird die NAMUR Open Architecture (NOA) sein. Die Struktur der klassischen Automatisierungspyramide bietet zwar eine hohe Betriebssicherheit, aber zu wenig Flexibilität für die Realisierung von neuen Technologien im Rahmen von Industrie 4.0-Lösungen. Infolgedessen wurde sie von der NAMUR um eine offene OPC UA Schnittstelle erweitert und so die Möglichkeit geschaffen, die Daten auf sicherem Wege aus der Automatisierungswelt in die Systemwelt für Monitoring- und Optimierungszwecke zu überführen. Auch hier ist HART-IP als weitere offene Schnittstelle präsent.

Was ist HART-IP vor allem:

HART-IP-Unterstützung von Softing

HART-IP wird als patentes Backhaul-Netzwerk für WirelessHART-Gateways und HART-Infrastrukturkomponenten den Daten- und Informationstransfer in einer Prozessanlage fördern und vor allem vereinfachen. Die Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Implementierung von Industrie 4.0-Anwendungen wäre damit geschaffen.
Softing unterstützt die HART-IP Technologie und stellt mit dem smartLink DP ein NOA-konformes Gateway zur Verfügung, das Daten aus HART-Geräten über PROFIBUS Remote I/Os sammelt und über OPC UA gemäß Companion Spezifikation bereitstellt. Zusätzlich bietet ein in smartLink DP integrierter HART-IP Server transparenten Zugriff auf HART Feldgeräte via Ethernet. So können künftig beliebige HART-IP Clients wie z. B. Emersons AMS Device Manager genutzt werden, um über diesen offenen Kommunikationsstandard HART Feldgeräte zu parametrieren, zu überwachen und auszuwerten.

 

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