NAMUR Open Architecture (NOA)

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In Bestandsanlagen der Prozessindustrie wird die Automatisierungsstruktur bis heute in der Regel geschlossen aufgebaut. Dabei werden Feldgeräte nach dem Prinzip der Automatisierungspyramide in Anlagen eingebunden. Informationen und Daten werden – sofern eine Anbindung überhaupt umgesetzt ist – hierarchisch von der Feldebene bis in die Managementebene durchgereicht und umgekehrt. Neuere Ansätze versuchen, diese Hierarchie zu durchbrechen. Eine Initiative, die von SAMSON als Evolutionstreiber von intelligenten Aktoren unterstützt und aktiv aufgegriffen wird.

SAMSON verfügt über mehr als 100 Jahre Erfahrung und hohe Fachkompetenz im Bereich der Aktorik. Schon 1957 hat SAMSON den ersten pneumatischen Stellungsregler in Deutschland zur Marktreife gebracht. Seitdem wurden die Stellungsregler ständig weiterentwickelt und optimiert. Eine Entwicklung, die sich nicht allein auf die Mechanik beschränkt, sondern im besonderen Maße auch die Einbindung der Geräte in Leit-, Engineering- und Asset-Management-Systeme sowie die Geräteintelligenz umfasst. So wurde der erste, mit integrierter Diagnose ausgestattete Stellungsregler schon 2001 dem Fachpublikum vorgestellt und kurz darauf Gerätevarianten mit HART®-, PROFIBUS®- und FOUNDATION™-fieldbus-Kommunikation in das SAMSON-Portfolio aufgenommen. Die Bauart 3730 setzt bis heute Maßstäbe und wurde weltweit millionenfach verkauft. Neuere Stellungsregler wie auch die neueste Generation der genannten Bauart berücksichtigen in ihrer Funktionalität die digitale Transformation und die damit einhergehende Möglichkeit, Daten zu erfassen, zu analysieren und nutzbar zu machen.

Bauart 3730

Die Stellungsregler der Bauart 3730 haben eine identische Plattform: Die Gehäuse, der Hubabgriff und die pneumatischen Bauteile sind baugleich . Entsprechend haben alle Stellungsregler der Bauart die gleiche hohe Luftleistung. Die Unterschiede liegen in der elektro-nischen Ausstattung und den damit verbundenen Eigenschaften wie Bedienkomfort, Funktionalität, Kommunikation und Diagnosefähigkeit. Während der Typ 3730-0, dessen Funktionen auf das Wesentliche reduziert sind, ohne Mikroprozessor auskommt, nutzen die Geräte ab der Version -1 die digitale Signalverarbeitung für die automatische Inbetriebnahme.

Große Innovationen stemmt man nur gemeinsam

SAMSON beteiligt sich an Forschungsprojekten und arbeitet mit innovativen und technologisch führenden Unternehmen zusammen, um Systemlösungen im Industrie-4.0-Umfeld zu entwickeln. Schon früh hat SAMSON sich auch an unterschiedlichen NOA-Demonstratoren beteiligt – hier drei erste Beispiele:

  • 2016 wurde der SAMSON-Stellungsregler Typ 3730-3 mit integrierter Diagnosefunktion und HART®-Kommunikation neben Feldgeräten anderer Hersteller (Yokogawa, ABB, Siemens und KROHNE) und mit anderen Kommunikationsprotokollen (PROFIBUS® und PROFINET™) in einem Demonstrator der Technischen Hochschule Ingolstadt integriert. Der Demonstrator zeigte, dass Daten herstellerübergreifend und unabhängig vom Kommunikationsprotokoll auf Basis von FDI nutzbar sind.
  • Zur NAMUR-Hauptsitzung 2017 hat SAMSON zusammen mit der Technischen Universität Dresden und Yokogawa einen Demonstrator erstellt, der das sichere Zurückspeisen von Handlungsempfehlungen aus der Cloud in ein Leitsystem ermöglicht. Auch hier wurde der SAMSON-Stellungsregler Typ 3730-3 mit integrierter Diagnose eingesetzt, der per HART® mit der SPS von Yokogawa kommuniziert. Die Felddaten werden mittels OPC UA und Informationsdiode rückwirkungsfrei dem Monitoring- und Optimierungsbereich zur Verfügung gestellt und als Handlungsempfehlung über einen Verification of Request an den Operator weitergegeben.
  • Auf dem Digital-Gipfel der Bundesregierung im Juni 2017 zeigten die Unternehmen BASF, SAP, Pepperl+Fuchs, SAMSON und Endress+Hauser, wie eine offene und sichere Datenaustauschplattform für die Prozessindustrie geschaffen werden kann, die Feldgerätedaten aus unterschiedlichen Quellen an einer zentralen Stelle zusammenführt und verschiedenen Nutzergruppen zur Verfügung stellt.

Bereit für NAMUR Open Architecture

Das unternehmenseigene DIGITAL LAB gibt SAMSON die Möglichkeit, Automatisierungskonzepte nachzustellen und ihre Umsetzbarkeit mit SAMSON-Geräten zu testen. Im NOA-Versuchsaufbau werden Daten über WirelessHART® von installierten Stellungsreglern ausgelesen und per Gateway an das cloudbasierte Asset-Management-System SAM VALVE MANAGEMENT kommuniziert.



Die NOA Diode gewährleistet die sichere, unidirektionale Datenübertragung aus den Stellungsreglern in Richtung SAM VALVE MANAGEMENT ohne Rückwirkung auf den Prozess. Damit entspricht der Versuchsaufbau der NOA-Zielsetzung, wonach Daten „einfach und sicher für Anlage- und Geräteüberwachung (Monitoring) und Optimierungen nutzbar“ gemacht werden sollen.

Die klassischen SAMSON-Produkte werden in der Prozess- und Feldebene eingesetzt. Pneumatische Stell- und Auf/Zu-Ventile regeln bzw. steuern den Durchfluss in Rohrleitungen. Dazu werden sie zunehmend mit Intelligenz in Form von smarten Stellungsreglern ausgestattet. SAMSON bietet für diese Anwendungen Stellungsregler in unterschiedlichsten Ausführungen mit unterschiedlichen Kommunikationsmöglichkeiten. In allen Ausführungen ist die Ventildiagnose EXPERTplus im Stellungsregler integriert. Mit ihr werden alle Zustandsdaten des Ventils zyklisch erfasst, gespeichert und ausgewertet. Basierend auf dem Kommunikationsprotokoll des Stellungsreglers und ergänzender Schnittstellen wie beispielsweise OPC UA können die im Feld erfassten Daten innerhalb der Automatisierungspyramide weitergegeben werden.

Bauart 3730
HART®, PROFIBUS®, FOUNDATION™ fieldbus
Eigensicherheit

Regel- und Absperrarmaturen
SIL-geeignet
Bauart 3731
HART®, FOUNDATION™ fieldbus

druckfeste Kapselung
Regel- und Absperrarmaturen
SIL-geeignet
TROVIS 3793
HART®



Eigensicherheit

Regel- und Absperrarmaturen
Optionsmodule für zusätzliche Funktionen, hohe Luftleistung

Mit SAM VALVE MANAGEMENT stellt SAMSON zusätzlich eine portalgestützte Anwendung zur intelligenten Überwachung und Verwaltung von Stellventilen in Prozessanlagen zur Verfügung. Sie bietet eine vollständige Übersicht über alle mit smarten SAMSON-Stellungsreglern ausgerüsteten und angeschlossenen Ventilen, ein klar strukturiertes Dashboard mit allen relevanten Betriebs- und Diagnoseparametern, einer direkten Störungserkennung und die Möglichkeit, Wartungsaktivitäten durch geeignete Algorithmen vorausschauend zu planen. Auf Grundlage der ausgewerteten Daten werden Statusbewertungen für jedes einzelne Ventil vorgenommen und da, wo notwendig, klare Handlungsempfehlungen ausgesprochen.


Instandhaltungsstrategien gestern, heute und in Zukunft

NOA ist ein wichtiger Baustein für weiterführende Digitalisierungskonzepte in der Prozessindustrie. SAMSON hat sich zum Ziel gesetzt, prädiktive und in Zukunft auch präskriptive Instandhaltungsstrategien zu ermöglichen. Dafür müssen Felddaten erfasst und analysiert und für andere Systeme zugänglich sein. Für Bestandsanlagen ist NOA der Schlüssel für die notwendige Konnektivität als Voraussetzung für Industrie 4.0.