Teknologia

Kenttäinstrumentoinnin etätuki – Katsotaan etänä mikä on hätänä

Lähes kaikki myytävät kenttäinstrumentit sisältävät prosessorin ja sulautettua softaa. Konfigurointia varten on ohjelmisto ja ajuri, työkaluna PC ja hallintaohjelmisto. Teknisesti on yhden tekevää suoritetaanko konfigurointi ja vikadiagnostiikka laitteen vierestä tai viiden sadan kilometrin päästä.

Valtaosa kenttälaitteiden digitaalisesta kommunikoinnista tapahtuu kolmella protokollalla. HART, Profibus PA, ja Foundation Fieldbus ovat tärkeimmät digitaalisen tiedonsiirron tekniikat, kun viesti siirtyy kenttälaitteen ja järjestelmän välillä.

Digitaalinen viestintä on antanut mahdollisuuden laitteiden hallintaan ja diagnosointiin mistä päin maailmaa tahansa. Toinen asia on, kuinka paljon tätä mahdollisuutta käytetään hyväksi.

Vanhat tavat ja ajat ohjaavat toimintatapoja. Valtaosa kenttälaitteille tehtävistä toimenpiteistä suoritetaan edelleen paikallisesti laitteen näppäimistöltä tai konfiguraattorilla ristikytkennästä.

Poikkeuksen muodostavat keskitettyyn kentänhallintajärjestelmään kytketyt asennuskannat. Silloin kaikki laitteet ovat hallittavissa ja konfiguroitavissa keskitetysti. Tässäkin tapauksessa ulkopuoliselle huoltoyhtiölle on työlästä hankkia etäyhteys kyseiselle hallintakoneelle. Tietoturva ja luvitukset estävät nopean ja vaivattoman yhteyden avaamisen laitteelle.

Käytännössä usein päädytään perinteiseen tapaan.

 

Yhteys suoraan laitteeseen

Tietosuoja- ja tietoturvakysymysten ja pelkojen taklaaminen hankaloittaa monien edistyksellisten asioiden etenemistä. Toki on muistettava, että tietoturva-asioiden kanssa ei ole varaa lepsuiluun. Sen vuoksi tehokkuuden ja taloudellisuuden nimissä on löydettävä hyväksyttävä ja hyväksi havaittu tapa etätukea laitoksia ja laitteita lokaalisti ja globaalisti.

Koska tietokoneen ja hallittavan laitteen välinen kommunikointi koostuu biteistä, sen nostaminen pilveen ei ole nykyaikana ongelma. Ongelmana on enemmänkin helppokäyttöisten laitteiden ohut tarjoama.

Tietoliikennelaitteita löytyy runsain mitoin niin kauan kun pysytään TCP/IP Ethernet -akselilla. Erilaisia sovittimia on moneen lähtöön, kun muunnoksia tehdään RS232-USB-Ethernet TCP/IP -maailmassa. Teollisuuden kenttälaitteiden kommunikoinnissa vaihtoehdot ovat kuitenkin vähissä. Suoria muuntimia tai reitittimiä akselille 3G-Ethernet TCP/IP-HART on harvassa. Poikkeuksiakin löytyy. Viime vuosina kenttälaitteissa on alkanut yleistyä Ethernet-liityntä. Vaikka mittausinformaatio siirretäänkin perinteisellä teollisuusviestillä, huoltoliityntä toteutetaan tavallisella Ethernet-liitynnällä, TCP/IP -protokollalla ja web-serverillä.

Yksi tapa on pakata vakiotekniikka salkkuun ja käyttää sitä liikuteltavana etäkonfiguraattorina – siis mobilina HART-modeemina. Yhdistetään tunneloiva 3G-reititin ja Ethernet-HART-gateway. Näin syntyy hieman perinteistä HART-modeemia suurempi globaali HART-modeemi.

Sama tekniikka toimii myös väyläratkaisujen yhteydessä. HART-gatewayn tilalle asennetaan Profibus DP tai FF-H1 -gateway.

Vaikka HART-laitekommunikoinnin ympärille on tullut runsaasti laitetarjontaa – esimerkiksi langattomat Bluetooth-modeemit, Wireless HART-adapterit – pieni ja kompakti 2G/3G HART-modeemi kuitenkin puuttuu.

 

Toimiva mobiiliyhteys

Tyypillinen painajainen kenttälaitteiden tuotetuen ihmisille on tilanne, jossa ongelmakuvaus on muotoa ei toimi. Tilanteen purku ja vian selättäminen syövät aikaa tarpeettomasti.

Asiaa luonnollisesti auttaa, jos langan toisessa päässä olevalla henkilöllä on käsillä olevaan laitteeseen ja ongelmaan liittyvää osaamista. Näissä tilanteissa suoraan laitteeseen muodostettava etäyhteys ilman monimutkaisia manöövereitä on paikallaan. Piuhat kiinni tutkittavaan laitteeseen, yhteys auki ja laitteen kriittiset parametrit suoraan etänäytölle. Onko kysymyksessä laitevika, näppihäiriö vai prosessihäiriö, selviää heti.

Koska tietoliikennelaite – mobiili HART-modeemi – on kytketty suoraan laitteen paikalliseen HART- tai väyläkommunikointiin, tilanteesta ei aiheudu tietoturvariskejä. Jos taas tietoliikenneväylä avataan prosessiverkon kautta, tilanne muuttuu.

Mobiiliyhteydet ovat nykyään toimivia. Nyrkkisääntönä voi pitää sitä, että kännykän toimiessa myös kenttälaitteiden mobiili hallintayhteys toimii. Paikallisen operaattorin SIM-kortti sisään, ja virrat päälle.

Työkalun etäkäytettävyys on samaa luokkaa kuin työkalun käyttö paikallisesti.

Tiesitkö tämän?

• Yli 80 % huoltoon tulevista kenttälaitteista on toiminnallisesti kunnossa. Häiriö löytyy tyypillisesti laitteen konfiguroinnista, käyttöönotosta tai prosessista.

• Tyypillisesti joka kymmenennessä digitaalisessa siirtotiessä on käyttöönoton jälkeen tietoliikenneongelmia. Joka viidennessä on liian pieni häiriövara.

• Toimivalta näyttävä mA-viesti ei takaa toimivaa siirtotietä digitaaliselle HART-signaalille.

Tiesitkö tämän?

• Kenttä digitalisoituu. Digitaalista kommunikointia hyödynnetään myös perinteisessä mA/HART-maailmassa.

• 90 % prosessiautomaation uusista kenttälaitteista on älykkäitä (HART, Profibus DP/PA, FF-H1).

• Lähes 30% uusista älykkäistä kenttälaitteista on väylälaitteita (Profibus DP/PA, FF-H1).

• Kenttälaitteissa on yhä enemmän sulautettua softaa. Laitetyypin elinkaari lyhenee.

 

Mobiili HART-modeemi

products.endress.com/fxa520

 

WirelessHART

products.endress.com/WirelessHART

 

SFX100

products.endress.com/sfx100

 

Aiemmin Kenttäväylässä

 

Mobile RSPlatform

kenttavayla.fi/monitori/2011/05/mobile-rsplatform-tukea-sinne-missa-pippuri-kasvaa

 

Digitaalisen kommunikoinnin mittaukset

kenttavayla.fi/operaatio/2009/09/
valio-haapavesi

 

TEKSTI: Juha Taipale KUVAT: Endress Hauser ja Metso

Julkaistu: 08.06.2012