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Welchen WirelessHART-Adapter benutze ich wann? Drei Typen im Vergleich

erstellt am: 19.07.2016 | von: | Kategorie(n): WirelessHART

EC_NP_20160718_01_WirelessHART_LogoGeringe Datenmengen über große Entfernungen übermitteln zu müssen ist eine der Herausforderungen in Prozessanlagen. Mit der WirelessHART-Technologie lässt sich dies effizient lösen: Die kabellose Übertragung von Signalen aus dem Feld spart Kosten und Zeit und ermöglicht auch in weitläufigen Anlagen einen durchgängigen und sicheren Austausch zwischen Feld- und Leitebene.

Grundvoraussetzung dafür ist, die Feldgeräte zur Kommunikation innerhalb eines WirelessHART-Netzwerks zu befähigen. Hierfür werden sogenannte WirelessHART-Adapter eingesetzt: Sie lesen die Daten des Feldgeräts via HART oder übersetzen das 4…20-mA-Signal in einen Digitalwert, der an das WirelessHART-Netzwerk weitergegeben wird. Am Markt sind verschiedene Adaptertypen erhältlich, die über unterschiedliche Stärken verfügen und so bestimmte Anwendungsszenarien besonders gut abdecken. Wir stellen Ihnen die drei im Portfolio von Pepperl+Fuchs vorhandenen Adapter vor und geben Ihnen Tipps, welcher die richtige Wahl für Sie ist.

1. Batteriegespeister WirelessHART-Adapter

EC_NP_20160718_02_WirelessHART_AdapterBeschreibung: Batteriegespeiste WirelessHART-Adapter versorgen sich selbst und das angeschlossene Feldgerät mit Energie, wobei der Adapter permanent als Router und Repeater im Netzwerk aktiv ist und das Feldgerät nur für Messungen „aufweckt“. Da die Batterie des Adapters das Feldgerät mitspeist, sind der Energieverbrauch und damit auch die Lebensdauer abhängig von der Anwendung. Die verbleibende Lebensdauer der Batterie können Sie einfach über das „Battery-Lifetime-Tool“ kontrollieren.

Montage: Dieser Adapter zeichnet sich durch seine flexible Montagemöglichkeit aus. Er wird direkt über die Kabeleinführung am Feldgerät montiert oder abgesetzt über ein Kabel, z. B. an einem Rohr. Durch die um fast 360° drehbare Antenne ist dabei eine optimale Antennenorientierung und Empfang garantiert. Für Zone 1 und den Nicht-Ex-Bereich erhalten Sie diese Adapter in einem Kunststoff-Gehäuse. Für die Montage im Gas- und Staub-Bereich in den Zonen 1 beziehungsweise 21 und Class I, Division 1 steht außerdem die Aluminium-Variante zur Verfügung.

Best Practice: Batteriegespeiste Adapter sind für Sie die richtige Lösung, wenn Sie in Ihrem Prozess autonome Messungen mit geringem Energiebedarf installieren wollen.

Anwendungsdetails: Besonders für Probeaufbauten und mobile Messungen eignet sich diese Adapter-Variante, da sie einfach und schnell installiert ist. Auch bei weit auseinanderliegenden Sensoren oder in schwer erreichbaren, höher gelegenen Installationen sowie bei rotierenden Anlagenteilen bietet der batteriegespeiste WirelessHART-Adapter die effektive Alternative zur Verdrahtung. Beispielsweise gibt es noch heute unzählige Tanks, die völlig ohne automatisierte Füllstandsüberwachung arbeiten und deren Füllstände manuell überprüft werden. Ein ganz gewöhnlicher Füllstandssensor in Verbindung mit einem WirelessHART-Adapter kann diese Situation ändern: Die sich nur langsam verändernden Füllstände lassen sich geradezu ideal über ein WirelessHART-Netzwerk überwachen. Auch ist so die genaue Kalibrierung des Feldgerätes überprüfbar. Wenn zum Beispiel der 4…20 mA-Wert von dem abweicht, was die HART-Variablen digital ausdrücken, muss vermutlich die Stromschleife neu justiert werden. Die Zuverlässigkeit konventioneller Messungen lässt sich also überprüfen, um bei Abweichungen rechtzeitig entsprechende Maßnahmen ergreifen zu können.

2. Schleifengespeister WirelessHART-AdapterEC_NP_20160718_03_WirelessHART_Adapter

Beschreibung: Der WirelessHART-Adapter „BULLET“ umschließt die Antenne in einem äußerst robusten Aluminiumgehäuse. Er erlaubt in Ex-d-Variante die einfache Integration druckfest gekapselter Feldgeräte in ein WirelessHART-Netzwerk. In der Zündschutzart Ex-i eignet sich dieser Adapter dank seiner eigensicheren Verbindungen für die Ex-i-Feldinstrumentierung.

Montage: Als schleifengespeister Adapter lässt er sich an jeder Stelle in der 4…20-mA-Stromschleife anschließen. Optional können Sie ihn auch als netzgespeisten Adapter (7-32 V) nutzen oder ein Solarpanel als Energiequelle nutzen. In der Ex-d-Variante kann der BULLET direkt oder über ein Conduit am Ex-d-Feldgerät oder einem Klemmenkasten installiert werden. Diese Ex-d-zu Ex-d-Konfiguration ist bis in Zone 1 beziehungsweise 21 und Class I, Div. 1 möglich. In der Zündschutzart Ex-i ist die Installation bis in Zone 0 beziehungsweise 20 und Class I, Div. 1 zulässig.

Best Practice: Eingesetzt als loop-gespeister Adapter eignet er sich besonders, wenn Sie weitere Messstellen hinzufügen und/oder Diagnosedaten aus bereits installierten HART-Messstellen zusätzlich übertragen werden sollen.

Anwendungsdetails: Zum Einsatz kommt der Adapter zum Beispiel bei Tankapplikationen, in denen bereits viele Sensoren installiert sind. Bis zu acht HART-Feldgeräte können Sie dann gebündelt über das Multidrop-Verfahren an einen schleifengespeisten Adapter anschließen, um HART-Daten zu übertragen. Des Weiteren können Sie nachträglich eingefügte Feldgeräte schnell und einfach befähigen, Daten an das Leitsystem zu übermitteln, ohne sich über die Auslegung des Stromkreises Gedanken zu machen. Dank der patentieren StepVolt-Technologie fällt der Spannungsabfall im Loop beim Hinzufügen neuer Feldgeräte nämlich sehr gering aus. Ebenso ist der Adapter ideal für Anlagen, in denen Schmutz und Feuchtigkeit vorherrschen, beispielsweise bei der Papierherstellung. Dank des robusten Aluminiumgehäuses und der voll gekapselten Antenne hält er auch extremen Bedingungen stand.

3. Netzgespeister WirelessHART-AdapterEC_NP_20160718_02_WirelessHART_Adapter

Beschreibung: Dieser netzgespeiste WirelessHART-Adapter im Kunststoff-Gehäuse kann jede zur Verfügung stehende Spannungsquelle nutzen, wie zum Beispiel bestehende Klemmenkästen oder Spannungsverteiler (24 VDC, 115 VAC / 60 Hz, 230 VAC / 50 Hz).

Montage: Montieren Sie auch diesen Adapter entweder direkt am Feldgerät oder über ein abgesetztes Kabel, um ihn entsprechend der Funkrichtung besser auszurichten. Technisch gesehen ist diese Lösung nicht vollständig drahtlos, da Sie den Adapter über ein Kabel an eine Stromquelle in der Nähe anschließen müssen – weitere Kabel sind jedoch nicht notwendig, sodass der Verdrahtungsaufwand äußerst gering bleibt. Seinen Einsatz findet er im sicheren Bereich.

Best Practice: Wenn Sie Daten drahtlos übertragen möchten und Ihre Feldgeräte einen hohen Energiebedarf haben, eignet sich dieser Adapter am besten.

Anwendungsdetails: Zu einem hohen Energiebedarf können verschiedene Faktoren führen: Zum Beispiel lange Boot-Sequenzen, da hier das Gerät lange Zeit braucht, bis es den ersten Messwert sendet. Doch auch lange Messzeiten oder sehr kurze Messintervalle aufgrund konstanter Updates führen zu einem höheren Energiebedarf. Dies gilt etwa für Ultraschallmessungen. Da die Feldgeräte aufgrund permanenter Übermittlung von Messwerten dauerhaft eingeschaltet sind, benötigen solche Anwendungen viel Energie. In diesen Fällen ist der netzgespeiste Adapter ideal.

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