Richtlinien für die Softwarekonfiguration - Fieldbus Foundation

® 

Fieldbus 

Foundation 

R I C H T L 

I N 

I E N 

F Ü R 

D E N 

S Y S T E M E N T W U R F 

Mit besten Empfehlungen: 

Die Fieldbus Foundation 

© 2003-2004 Fieldbus Foundation

Vorwort 

Richtlinien für den Systementwurf 

des FOUNDATION Fieldbus 

(AG-181) Revision 2.0 

Dieses Vorwort, sowie alle Fußnoten und Anhänge, dient zur Information und ist nicht Teil von 

AG-181. 

Diese Broschüre wurde unter der Federführung des „End User Advisory Council“ (EUAC) der 

Fieldbus Foundation erstellt. Um dem Verbraucher bestmögliche Informationen bieten zu können 

sollte sie regelmäßig überarbeitet und aktualisiert werden. Daher sind Kommentare und Kritik 

jederzeit äußerst willkommen. Senden Sie diese bitte an: 

Vorsitzender 

End User Advisory Council 

Fieldbus Foundation 

9005 Mountain Ridge Drive 

Bowie Building - Suite 190 

Austin, Texas 78759-5316 USA 

Tel: 512 794 8890 

Fax: 512 794 8893 

E-Mail: euac@fieldbus.org 

Besuchen Sie unsere Internet-Homepage: 

www.fieldbus.org 

Zum Zeitpunkt der Herausgabe der aktuellen Revision dieser Broschüre stehen bereits Produkte 

zum High Speed Ethernet (HSE) durch die Fieldbus Foundation und deren Mitglieder zur 

Verfügung. 

Die nächste Revision des Dokuments wird Richtlinien zur Installation und zum ordnungsgemäßen 

Einbau von HSE beinhalten. 

Die Nennung von bestimmten Herstellern in diesem Dokument bedeutet keine Bevorzugung oder 

Empfehlung dieser Produkte zu Ungunsten gleichartiger Produkte durch die Autoren oder die 

Fieldbus Foundation. Der Leser dieses Dokuments wird hingegen ermutigt, gleichartige Produkte 

anderer Hersteller zu verwenden, die den Autoren möglicherweise unbekannt sind. Um uns in 

unseren Bemühungen, diese Broschüre so informativ wie möglich zu gestalten, zu unterstützen, 

senden Sie Informationen über solche Produkte bitte an obige Adresse.

Vorwort 

Ziel der Fieldbus Foundation ist es, alle betroffenen Anwender und Interessenten zur Mitarbeit bei 

der Entwicklung der FOUNDATION Fieldbus Standards, bei den Praxisempfehlungen und technischen 

Berichten zu ermutigen und zu sie zu begrüßen. Die Beteiligung am Standardisierungsprozess 

durch den Verbraucher setzt in keiner Weise das Einverständnis des Arbeitgebers oder 

der Fieldbus Foundation oder die Zustimmung zu irgendeiner der Normen, empfohlenen Praktiken 

und technischen Berichten, die die Fieldbus Foundation entwickelt, voraus. 

Die Fieldbus Foundation dankt dem End User Advisory Council und dessen Mitgliedern, die so 

viel Zeit und Mühe zur Erstellung dieses Handbuches aufgewendet haben. 

Besonderer Dank gilt hier folgenden Personen, ohne deren Mitarbeit dieses Handbuch nicht 

zustande gekommen wäre: 

Ian Verhappen (Herausgeber) ICE-Pros, Inc. Vorsitzender, EUAC, Kanada 

Chris Baltus DSM EUAC, Europa 

John Bazley Beca Simons EUC, Australien 

Ambrose Hargan CSBP EUC, Australien 

Henry Marks Marks & Associates EUC, USA 

Norihko EGI IT Engineering (im Ruhestand) EUC, Japan 

Nola Ogar BP Group EUC, USA 

Deon Rae Chevron Texaco EUC, USA 

Jim Russel Keyfleet Pty Ltd EUAC, Australien 

Herman Storey Shell Global Solutions EUAC, USA 

Ron Szanyi ExxonMobil Direktor, Fieldbus Foundation 

Al Chan Canadian Natural Resources Ltd EUC, Kanada 

Jim Sprague Saudi Aramco EUC, Saudi-Arabien 

Ralph A. Hartmann II 

Rev. Nr. Datum Beschreibung durch 

0 Oktober 2003 Originalausgabe IV 

1.0 Dezember 2003 redaktionelle Änderungen IV 

2.0 August 2004 redaktionelle Änderungen IV 

Revision 2.0 - i - August 2004

Vorwort 

Vorsicht 

Die praktische Anwendung der in diesem Handbuch dargestellten Inhalte kann gefährliche Materialien, 

Bedienvorgänge oder Gerätekomponenten mit einschließen. Das Handbuch kann nicht 

auf alle möglichen Anwendungen sowie alle denkbaren Sicherheitsfragen in Bezug auf den Betrieb 

in gefährlichen Umgebungen hinweisen. Die praktische Anwendung der jeweiligen Inhalte 

des Handbuchs sowie die tatsächliche Anwendbarkeit von Inhalten auf die jeweilige Situation des 

Anwenders muss stets dem professionellen Urteilsvermögen des Anwenders und den für ihn geltenden 

firmeninternen Vorgehensweisen und Bestimmungen unterliegen. Auch muss vom Anwender 

vor der Inbetriebnahme gewährleistet sein, dass Einschränkungen und geltende Sicherheits- 

und Gesundheitsmaßnahmen nicht verletzt werden. 

Garantieausschluss 

Dieses Dokument dient ausschließlich zur Information und wird dem aktuellen Stand entsprechend 

ausgeliefert. Zukünftige Erweiterungen, Änderungen oder Korrekturen ohne vorherige 

Ankündigung sind vorbehalten. Die Fieldbus Foundation lehnt für dieses Dokument ausdrückliche 

oder implizierte Garantieansprüche jeglicher Art ab, einschließlich irgendwelcher Garantien für 

Verkäuflichkeit oder Eignung für einen bestimmten Zweck. In keinem Fall ist die Fieldbus 

Foundation haftbar für Verluste oder Schäden, die sich aus irgendeinem Mangel, einem Fehler 

oder einer Auslassung in diesem Dokument oder durch den Gebrauch dieses Dokuments ergeben. 

Revision 2.0 - ii - August 2004

Vorwort 

Wie benutze ich das Handbuch? 

In diesem Dokument werden die zur Zeit in der Industrie gebräuchlichen Verfahrensweisen zum 

Aufbau von Systemen mit FOUNDATION Fieldbus H1 behandelt. Da dieses Dokument ein „lebendiges“ 

Medium darstellt, wird es regelmäßig überarbeitet und aktualisiert, um die neuesten Änderungen 

und Fortschritte in der Technologie einschließlich der Einbindung und Anwendung von 

High Speed Ethernet (HSE) wiedergeben zu können. 

Die Autoren sind sich bewusst, dass nicht bei jeder Anlagenplanung oder Installation, die ein 

FOUNDATION Fieldbus Projekt enthält, genau den Empfehlungen in diesem Handbuch gefolgt werden 

möchte oder kann. Für diesen Fall empfiehlt der End User Advisory Council, nicht das 

gesamte Handbuch, das ja auch einige Querverweise enthält, zu ändern. Besser ist es, einen 

Zusatz zum Handbuch zu erstellen, der deutlich die Abschnitte kennzeichnet, die zu modifizieren 

oder in einer unterschiedlichen Weise anzuwenden sind. Ein Beispiel hierfür: 

„Die Firma XYZ weist darauf hin, dass in Abschnitt 6.3.3 eine zusätzliche Schutzerde für 

Feldgeräte installiert werden muss.“ 

Empfohlene Änderungen, Zusätze oder Vorschläge senden Sie bitte via E-Mail an: 

euac@fieldbus.org 

Revision 2.0 - iii - August 2004

Inhaltsverzeichnis 

1.0 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 

1.1 Inhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 

1.2 Zweck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 

1.3 Umfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 

2.0 Verweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 

2.1 Spezifikationen der Fieldbus Foundation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 

2.2 Industriestandards- und Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 

2.3 Weitere Verweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 

3.0 Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 

3.1 Allgemeine Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 

3.2 Fachbegriffe beim FOUNDATION Fieldbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 

4.0 Anforderungen an die Feldgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 

4.1 Unterstützung der FOUNDATION Fieldbus-Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 

4.2 Gerätediagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 

4.3 Feldgerätespannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 

4.4 Service-Bedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 

4.5 Logische Feldgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 

4.6 Werks-Konfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 

5.0 Anforderungen an die Zusatzgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 

5.1 Haupt-Spannungsversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 

5.2 FOUNDATION Fieldbus Spannungsversorgung/Spannungskonditionierer (FFPS) . . . . .20 

5.3 FOUNDATION Fieldbus Busabschlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 

5.4 FOUNDATION Fieldbus Repeater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 

5.5 FOUNDATION Fieldbus-Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 

5.6 FOUNDATION Fieldbus-Anschlussboxen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 

6.0 Richtlinien für den Fieldbus Netzwerk/Segmententwurf . . . . . . . . . . .24 

6.1 Topologie von FOUNDATION Fieldbus Netzwerken/Segmenten . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 

6.2 Verdrahtung des FOUNDATION Fieldbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 

6.3 FOUNDATION Fieldbus-Spannungsversorgung, Erdung und Blitzschutz . . . . . . . . . . . .28 

6.4 Risiko-Management bei FOUNDATION Fieldbus-Segmenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 

6.5 Eigensichere Installationen (IS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 

6.6 Installationen gemäß FISCO-Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 

6.7 Installationen gemäß FNICO-Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 

6.8 Belegung und Berechnung des FOUNDATION Fieldbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 

6.9 Konventionen zur Benennung bei FOUNDATION Fieldbus-Netzwerken/Segmenten . . .39 

Revision 2.0 - iv - August 2004


7.0 Anforderungen an das Hostsystem eines FOUNDATION Fieldbus . . . . . .40 

7.1 Verwendung von Standardprodukten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 

7.2 Reserve und Erweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 

7.3 Interoperabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 

7.4 Beschreibung des Host-Interoperabilitätstests (HIST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 

7.5 Unterstützung der FOUNDATION Fieldbus-Funktionalität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 

7.6 Konfigurationswerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 

7.7 Redundanz und Robustheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 

7.8 Fehlersuche, Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 

7.9 Erweiterte Diagnose und rechnergestützte Wartung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 

7.10 Richtlinien zur Auswahl und Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 

8.0 Richtlinien für die Softwarekonfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 

8.1 Grafische Darstellung bzw. Visualisierung des Steuer/Regelungssystems . . . . . . . .49 

8.2 Konventionen zur Adress- und Namensvergabe für Knoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 

8.3 Lokalität der Regelungsfunktionalitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 

8.4 Konfigurations-Optionen und Standardwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 

8.5 Alarme und Fehlermeldungen („Alerts“) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 

8.6 Netzwerkkommunikation und Zeitplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 

8.7 Datenimport und -export . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 

8.8 Bedienanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 

8.9 Software-Revisionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 

8.10 System-Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 

8.11 Prozesssteuerung/-regelung und Datenmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 

8.12 System-Konfigurationswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 

8.13 Anzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 

9.0 Richtlinien für die FOUNDATION Fieldbus-Dokumentation . . . . . . . . . . . .69 

9.1 Zeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 

9.2 Beschreibung der Regelkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 

9.3 Geräteindex/Datenbank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 

9.4 Geräte-Datenblätter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 

9.5 Materialbedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 

9.6 Dokumentation des Herstellers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 

9.7 Wartungshandbücher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 

Revision 2.0 - v - August 2004


10.0 Richtlinien für das Werksabnahmeverfahren (FAT) . . . . . . . . . . . . . . . .76 

10.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 

10.2 Probeaufbau der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 

10.3 Annahmen und Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 

10.4 Voraussetzungen für die Werksabnahmeprüfung (FAT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 

10.5 FAT-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77 

11.0 Richtlinien für die Installation in der Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 

11.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 

11.2 Netzwerkinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 

11.3 Kabelprüfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80 

11.4 Netzwerk/Segmentprüfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82 

11.5 Prüfungen der Regelkreise und Integration in die Anlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 

11.6 „Heiße“ Umschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 

11.7 Prüfplatz zur Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91 

11.8 Raum für die Systementwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 

11.9 Prüfung der Motorsteuerschränke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 

11.10 Bereitstellung von Ersatzteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 

11.11 Entfernen von redundanter Ausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 

11.12 Wartungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 

Revision 2.0 - vi - August 2004

Einleitung 

1.1 Inhalt 

Die folgenden Abschnitte geben eine kurze 

Beschreibung der Inhalte jedes einzelnen 

Kapitels wieder. 

Kapitel 01 – Einführung und Umfang 

Zweck und Umfang der Richtlinien für den 

Systementwurf von FOUNDATION Fieldbus 

Kapitel 02 – Verweise 

Dieses Kapitel verweist auf Materialien zur 

weiterführenden Information über FOUNDATION 

Fieldbus. 

Kapitel 03 – Definitionen 

Erläuterung der Terminologie zur FOUNDATION 

Fieldbus Technologie 

Kapitel 04 – Anforderungen an die 

Feldgeräte 

Stellt die technischen Grundvoraussetzungen 

an die Feldgeräte dar, wenn FOUNDATION 

Fieldbus installiert werden soll 

Kapitel 05 – Anforderungen an Zusatzgeräte 

Erforderliche technische Voraussetzungen der 

Zusatzkomponenten wie z.B. Gesamtspannungsversorgungen 

und Spannungskonditionierer, 

die bei einer Implementation der 

FOUNDATION Fieldbus-Technologie einzusetzen 

sind. 

Kapitel 08 – Richtlinien für die Softwarekonfiguration 

Informationen, Erläuterungen und Richtlinien, 

die bei der Softwareausstattung eines Steuerund 

Regelungssystems, das die FOUNDATION 

Fieldbus-Technologie und -Strategie verwendet, 

eine Rolle spielen. Die behandelten 

Themen umfassen: Konfiguration von Regelungsmodulen, 

Implementierung von Funktionsblöcken, 

Softwarekonfiguration für die 

zustandsgesteuerte Überwachung, Alarm- 

Management und -Konfiguration. 

Kapitel 09 – Anforderungen an die Dokumentation 

Erforderliche Dokumentation für Entwurf und 

Betrieb von Systemen mit der FOUNDATION 

Fieldbus-Technologie. Das Kapitel beinhaltet 

neben anderem Ausführungen zur Regelungsphilosophie 

und P&ID-Schaltplänen. 

Kapitel 10 – Richtlinien für das Werksabnahmeverfahren 

(FAT) 

Aufgaben und Funktionen, die bei der Werksabnahme 

eines Systems mit FOUNDATION 

Fieldbus-Technologie auszuführen sind. 

Kapitel 11 – Richtlinien für die Installation 

in der Anlage 

Informationen und Verfahren zur Installation 

von Fieldbus-Netzwerken. Dieses Kapitel beinhaltet 

auch die besonderen Verfahren, die 

bei der Endprüfung eines FOUNDATION Fieldbus-Systems 

angewendet werden sowie die 

Vorstellung der erforderlichen Werkzeuge für 

Installation und Wartung der FOUNDATION 

Fieldbus-Geräte. 

Kapitel 07 – Anforderungen an das 

Hostsystem 

Funktionale Anforderungen an das Hostsystem, 

das bei der Implementierung der 

FOUNDATION Fieldbus-Technologie verwendet 

wird. 

Revision 2.0 - 1 - August 2004

Einleitung 

1.2 Zweck 

Der Richtlininienkatalog für den Systementwurf 

von FOUNDATION Fieldbus soll die bestehende 

Serie von Produkt-Spezifikationen 

ergänzen. Er beschreibt im Detail die von 

konventionellen analogen oder „smarten“ 

Instrumenten abweichende Spezifikation, 

Installation, Konfiguration, Inbetriebnahme 

und Wartung von Feldbus-Geräten. 

Da dieses Dokument viele unteschiedliche 

Themen abdeckt, wurde es in verschiedene 

Kapitel unterteilt, die sich auf die einzelnen 

Projektierungsphasen beziehen. 

Dieser Richtlinienkatalog behandelt ausschließlich 

die Implementierung von 

FOUNDATION Fieldbus. Andere existierende 

Feldbus-Technologien können in das Grund- 

Betriebssystem integriert werden, wenn die 

technischen Gegebenheiten es erfordern. 

FOUNDATION Fieldbus kann ausschließlich 

gegen traditionelle Ausführungen mit Analogein-/ausgang 

ausgetauscht werden. Die 

FOUNDATION Fieldbus-Technologie wurde von 

der Fieldbus Foundation entwickelt. 

In diesem Handbuch werden bewusst die 

Begriffe Feldbus und Fieldbus verwendet. 

Hierbei bezeichnet Feldbus den allgemeinen 

Gebrauch des Begriffes und meint alle Feldbusse, 

auf die in der IEC-Dokumentation 

Bezug genommen wird. Fieldbus hingegen 

bezieht sich ausschließlich auf FOUNDATION 

Fieldbus. 

1.3 Umfang 

Der Richtlinienkatalog beschreibt die Ausführung, 

Spezifikation, Installation, Konfigurierung, 

Inbetriebnahme und Wartung eines mit 

FOUNDATION Fieldbus ausgerüsteten Betriebssystems. 

Dieses Dokument behandelt nur den spannungsmodulierten 

Betrieb über das Medium 

Draht (Parallelanschluss), wie in ISA 50.02 

festgelegt, mit einer Übertragungsgeschwindigkeit 

von 31,25 kb/s (=H1). Diese Revision 

beinhaltet nicht die Spezifikationen zur „High 

Speed Ethernet“-Version (HSE) des FOUNDA- 

TION Fieldbus. 

FOUNDATION Fieldbus-Systeme schließen 

Instrumente und Leitrechner ein, die alle 

Anwendungsbereiche und Aspekte der Messund 

Regeltechnik abdecken. Deshalb sollen 

alle Normen der Foundation für Mess- und 

Regelsysteme auch für diese FOUNDATION 

Fieldbus-Systeme gelten, falls hier nicht 

anders angemerkt. Beachten Sie jedoch, 

dass nur auf die Standards speziell Bezug 

genommen wird, die in diesem Dokument 

namentlich genannt werden. 

Gemäß der Erklärung am Anfang dieses Dokuments 

ist das Handbuch zum Gebrauch für 

Anwender, Vertragspartner und Händler von 

Steuer- und Regelungssystemen bestimmt. 

1.3.1 Allgemeine Hinweise 

Fieldbus ist ein durchweg digitaler, bidirektionaler 

Kommunikationsbus, der intelligente 

Feldgeräte und Automationssysteme miteinander 

vernetzt. FOUNDATION Fieldbus ist ein 

Nahbereichsnetzwerk (LAN) für in der Prozessautomatisierung 

eingesetzte Instrumente 

und verfügt über die Fähigkeit, Regelungsaufgaben 

auf die Netzwerkkomponenten aufzuteilen. 

1.3.2 Überlegungen zum Projekt 

Wie bei jedem neuen Projekt ist es unerlässlich, 

dass erforderliche Fähigkeiten zunächst 

geschult werden. Gleiches gilt auch für ein 

Projekt mit Fieldbus. Die Erfahrung hat 

gezeigt, dass die Schulung aller am Projekt 

beteiligter Personen, der Ingenieure, des 

Wartungspersonals und des Bedienpersonals 

entscheidend für das Gelingen eines Projekts 

ist. Dieses Training sollte schon in der Anfangsphase 

projektbegleitend erfolgen, um 

unnötigen Aufwand wegen Überarbeitung von 

inkorrekt ausgeführten Arbeitsschritten zu 

vermeiden. Außerdem werden die erlernten 

Fähigkeiten durch die Praxis verfestigt. 

Das Hinzuziehen von Beratern gerade bei kritischen 

Projektphasen, die Ratschläge und 

Verbesserungen zu vorherigen und folgenden 

Schritten beitragen, erweist sich ebenfalls oft 

als äußerst effektive Maßnahme. 


Verweise 

2.0 Verweise 

2.1 Spezifikationen der Fieldbus FOUNDATION 

2.1.1 FF-569 Host Interoperability Support Test 

2.2 Industriestandards- und Codes 

2.2.1 IEC 61158-1:Introductory Guide 

2.2.2 IEC 61158-2:Physical Layer Specification and Service Definition 

2.2.3 IEC 61158-3:Data Link Layer (DLL) Service Definition 

2.2.4 IEC 61158-4:Data Link Layer (DLL) Protocol Specification 

2.2.5 IEC 61158-5:Application Layer Service Specification 

2.2.6 IEC 61158-6:Application Layer Protocol Specification 

2.2.7 IEC 61158-7:System Management 

2.2.8 IEC 61158-8:Conformance Testing 

2.2.9 AG-163: Foundation Fieldbus Application Guide 31.25 kbit/s Intrinsically Safe Systems 

Beachten Sie bitte, dass die Abschnitte, die die Gerätebeschreibungssprache und die 

Anwendungsschicht beinhalten, parallele Erläuterungen für acht verschiedene Protokolle enthalten, 

einschließlich FOUNDATION Fieldbus. 

Von der Fieldbus Foundation sind Standards erhältlich, die mit der Normenreihe IEC 61158 übereinstimmen 

und dazu kompatibel sind. 

2.3 Weitere Verweise 

2.3.1 Fieldbus Technical Overview Understanding Fieldbus Technology – Fisher Rosemount 

2.3.2 Yokogawa TI 38K02A01-01E Fieldbus Book – A Tutorial 

2.3.3 FOUNDATION fieldbus Wiring Design & Installation Guidelines 

Author – Relcom, Inc. 

ISBN – Download @ http://www.relcominc.com/fieldbus/index.htm 

2.3.4 Fieldbuses for Process Control: Engineering, Operation and Maintenance 

Author – Jonas Berge 

ISBN – 1-55617-760-7 (note – ISA publication). Auch in Chinesisch erhältlich. 

2.3.5 Industrial Ethernet Planning and Installation Guide 

Sponsoring Organization: IAONA e.V 

Download @ http://www.iaona.org/home/downloads.php 

2.3.6 FOUNDATION Fieldbus: A Pocket Guide 

Authors – Ian Verhappen, Augusto Pereira 

ISBN – 1-55617-775-5 (note – ISA publication). Auch in Portugiesisch erhältlich. 


Definitionen 

3.0 Definitionen 

3.1 Allgemeine Definitionen 

Nachfolgend sind einige Begriffe erläutert, 

wie sie in den Richtlinien, Dokumenten und 

Projektunterlagen verwendet werden. 

Der Vertragsunternehmer ist die Partei die mit 

Ausführung, Technik, Wegbereitung, Inbetriebnahme 

oder Management eines Projekts, 

einer Operation oder Wartung einer Anlage in 

Teilen oder im Ganzen betraut ist. 

Der Auftraggeber kann Pflichten des Vertragsunternehmers 

teilweise oder ganz übernehmen. 

Der Hersteller/Lieferant ist die Partei, die die 

zur Ausführung der vom Vertragsunternehmer 

definierten Pflichten benötigten Geräte herund 

Dienstleistungen bereitstellt. 

Der Auftraggeber ist die Partei, die das Projekt 

einleitet und letztendlich für dessen 

Entwurf und Realisierung bezahlt. Üblicherweise 

legt der Auftraggeber die technischen 

Anforderungen fest. Er kann auch einen 

Vermittler oder Berater hinzuziehen, der autorisiert 

ist, stellvertretend für ihn zu handeln. 

Die Ausdrücke sollen/müssen beschreiben 

Anforderungen, die in jedem Fall einzuhalten 

sind. 

Der Ausdruck sollte wird verwendet, wenn 

Vorgehensweisen beschrieben werden, die 

sich aufgrund von bisherigen Projekterfahrungen 

als wirksam erwiesen haben. 

Der Ausdruck können wird für zulässige 

Alternativen verwendet. 

3.2 Fachbegriffe beim FOUNDATION Fieldbus 

Folgende Begriffe stellen Bezeichnungen dar, 

die bei der Inbetriebnahme und dem Gebrauch 

der FOUNDATION Fieldbus-Technologie 

häufig auftreten. Eine umfassende Terminologieliste 

bezüglich FOUNDATION Fieldbus finden 

Sie auf der Website der Fieldbus Foundation 

auf www.fieldbus.org 

A 

Anschlussbox/Schnell-Anschlussstation 

Eine Anschlussstation bestehend aus Anschlussboxen 

gestattet die schnelle Installation 

von vier bis acht Feldgeräten über 

Steckverbinder. 

Anwendungsschicht („Application Layer“) 

Damit wird die Schicht im Kommunikationsstapel 

bezeichnet, die das Objektverzeichnis 

enthält. 

Anwender-Applikation 

Die Anwender-Applikation wird mit Blöcken 

realisiert. Diese Blöcke umfassen Resource- 

Blöcke, Funktionsblöcke und Transducer- 

Blöcke, die verschiedene Arten von Applikationsfunktionen 

repräsentieren. 

Arbeitsstation 

Eine Arbeitsstation umfasst verschiedene 

elektronische Geräte mit den dazugehörigen 

Komponenten, so z.B. mindestens einen 

Monitor mit Keybord und Maus o.ä. 

Austauschbarkeit („Interchangeability“) 

Im Fieldbus-Netzwerk können Geräte eines 

Herstellers durch gleiche Geräte eines anderen 

Herstellers ohne Verlust der Funktionalität 

oder des Integrationsgrads ausgetauscht 

werden. 

Automatisierungssystem 

Damit bezeichnet man ein System zu Prozessautomatisierung, 

Betrieb und Diagnose, 

das aus unterschiedlichen Modulen aufgebaut 

ist. Diese Module können über den gesamten 

Anlagenbereich verteilt sein. Das 

Automatisierungssystem enthält alle Module 

nebst zugehöriger Software, die zur Steuerung/Regelung 

und Überwachung einer 

Prozessanlage notwendig sind. In dieser 

Definition des Automatisierungssystems sind 

Feldgeräte, Ferndatenerfassungsstationen, 

Hilfssysteme und Management-Informationssysteme 

ausgeschlossen. 


Definitionen 

Auto-Erkennung 

Damit bezeichnet man die Fähigkeit des 

Systems, selbstständig ohne Eingriff des 

Anwenders jede neu hinzugekommene oder 

entfernte Hardware zu erkennen. 

Azyklische Periode 

Damit wird der Teil des Übertragungszyklus 

bezeichnet, während dem andere Informationsdaten 

als Herausgeber/Abonnent-Daten 

übertragen werden. Typische Informationen, 

die in dieser Periode übertragen werden sind 

Alarme/Ereignisdaten, Wartungs-/Diagnosedaten, 

Programmaufrufe, Freigaben/Sperrungen, 

Display -und Trenddaten und Konfigurationsdaten. 

B 

Bedienkonsole 

Dies ist eine Konsole, die von einem Bediener 

benutzt wird, um die zur Überwachung und 

Regelung notwendigen Funktionen der ihm 

zugewiesenen Betriebseinheiten auszuführen. 

Benutzerschicht (User Layer) 

Die Benutzerschicht stellt die Zeitplanung der 

Funktionsblöcke sowie die Gerätebeschreibungen 

bereit, die es dem Hostsystem gestatten, 

ohne spezielle Programmierung mit 

fremden Geräten zu kommunizieren. 

Bitübertragungsschicht (Physical Layer) 

Die Bitübertragungsschicht erhält Daten vom 

Kommunikationsstapel und konvertiert diese 

in physikalische Signale auf dem Feldbusübertragungsmedium. 

Dieser Vorgang findet 

ebenso in umgekehrter Richtung statt. 

„Brick“ 

Ein Brick bezeichnet einen mit vergossenen 

Steckanschlüssen versehenen passiven Anschlussknoten 

im Bus. 

Bus 

Der Bus ist ein H1-Feldbuskabel zwischen 

Hostgerät und Feldgeräten; an ihn können 

mehrere Geräte angeschlossen sein, manchmal 

auch unter Verwendung von Repeatern. 

C 

Capabilities File („Fähigkeiten“-Datei) 

Eine Capabilities-Datei beschreibt die Kommunikationsobjekte 

in einem Feldbus-Gerät. 

Eine Konfigurationseinrichtung kann Daten 

der Gerätebeschreibung (DD=Device Description) 

und Capabilities-Dateien nutzen, um ein 

Feldbussystem zu konfigurieren, ohne dass 

dabei die Feldbus-Geräte online sein müssen. 

Common File Format File (CFF) 

(Datei im allgemeinen Dateienformat) 

Es handelt sich um eine Datei, die die detailierten 

Eigenschaften des Fieldbus-Geräts 

enthält und die der Host anstelle des real vorhandenen 

Geräts verwendet. Dieses Dateiformat 

wird für Capabilities-Dateien und Wertedateien 

verwendet. 

D 

Deterministisch 

Beim deterministischen Modell wird als zeitlicher 

Abstand von Meldungen zwischen 

beliebigen Knotenpunkten im Netzwerk der 

denkbar schlechteste Fall gemessen und 

zugrundegelegt. Jedes Netzwerkprotokoll, 

das auf zufälligen Verzögerungen beruht, um 

einen Vorrang den Übertragungen herzustellen, 

ist nicht-deterministisch. 

Digitale Steuerung (Discrete Control) 

Bei einer digitalen Steuerung werden alle 

Eingangs-, Ausgangswerte und Algorithmen 

durch digitale Zahlen dargestellt, die aus logischen 

Zuständen (Ja-/Nein-Zuständen) aufgebaut 

sind. FOUNDATION Fieldbus verwendet 

die 8-Bit-Zahlendarstellung (dezimal: 0-255). 

Diskreter Ausgang (DO) 

Das Signal wird im Hostsystem generiert und 

zum Feldgerät übertragen. 

Diskreter Eingang (DI) 

Das Signal geht vom Feldgerät ins Hostsystem. 


Definitionen 

E 

EDDL 

Erweiterte Gerätebeschreibungssprache 

Eigensicherheit („Intrinsic Safety“, IS) 

Erforderlich bei Geräten, die in einer explosionsgefährdeten 

Umgebung eingesetzt werden. 

Ethernet 

Der HSE-Fieldbus verwendet Bitübertragungsschicht 

und Sicherungsschicht vom 

Ethernet. 

F 

Feldbus 

Ein Feldbus ist eine digitale, bidirektionale 

Mehrfach-Kommunikationsverbindung zwischen 

intelligenten Mess- und Regelgeräten. 

Er dient als Nahbereichsnetzwerk (LAN) für 

die fortgeschrittene Prozessregelung, die 

Fernabfrage/-ausgabe von Ein- und Ausgängen 

und für industrielle Hochgeschwindigkeits-Automatisierungsanwendungen. 

FF 

FOUNDATION Fieldbus. 

Fieldbus-Zugriffs-Schicht 

(„Fieldbus Access Sublayer“; FAS) 

Die Fieldbus-Zugriffs-Schicht bildet die 

Fieldbus-Telegramm-Spezifikation (FMS) auf 

die Sicherungsschicht (DLL) ab. 

Fieldbus-Telegramm-Spezifikation 

(„Fieldbus Messaging Specification“; FMS) 

Die FMS enthält Definitionen der Dienste der 

Anwenderschicht in FOUNDATION Fieldbus. Die 

FMS spezifiziert Dienste und Meldungsformate, 

um auf die Parameter von Funktionsblöcken 

(FB) zugreifen zu können, sowie 

Objektverzeichnis-Beschreibungen für im virtuellen 

Feldgerät definierte Parameter. 

Anmerkung: 

Das Network Management (NM) gestattet es 

Foundation Network Manager (NMgr)- Instanzen, 

Verwaltungsoperationen mit Hilfe der 

Network Management Agents NMAs) netzwerkweit 

auszuführen. Jeder NMA ist verantwortlich 

für die Verwaltung der Kommunikation 

innerhalb eines Geräts. NMgr und NMA 

kommunizieren mit Hilfe der Fieldbus-Telegramm-Spezifikationen 

und der virtuellen 

Kommunikationsbeziehungen (VCR). 

Fieldbus-Konzept für Eigensicherheit 

(FISCO) 

FISCO gestattet die Versorgung von IS-Segmenten 

mit zugelassenen FISCO-Geräten mit 

erhöhter Leistung, um mehr Geräte pro IS- 

Segment anschließen zu können. 

Anmerkung: 

Mit FISCO entfällt die Notwendigkeit, die 

gerätebezogenen Parameter von Kapazität 

und Induktivität beim Entwurf von Netzwerken 

zu berechnen. 

Fieldbus-Konzept für Staub-Zündschutz 

(FNICO) 

FNICO gestattet die Versorgung von Segmenten 

in Zone 2-Bereichen mit erhöhter 

Leistung, um mehr Geräte pro Segment 

anschließen zu können. 

Flexibler Funktionsblock (FFB) 

Ein flexibler Funktionsblock gleicht einem 

Standard-Funktionsblock bis auf einen von 

einem Programmierwerkzeug generierten 

anwenderspezifischen Algorithmus, der die 

Funktion des Blocks, Reihenfolge und Einstellungen 

der Blockparameter und die Ausführungszeit 

des Blocks bestimmt. Flexible 

Funktionsblöcke finden typischerweise Verwendung 

bei der Regelung diskreter Prozesse 

und für hybride (Chargen-) Prozesse. Eine 

speicherprogrammierbare Steuerung (PLC) 

kann aus flexiblen Funktionsblöcken nachgebildet 

werden. 


Definitionen 

G 

Gateway 

Ein Gateway übersetzt ein Fremdprotokoll in 

ein Fieldbus-Protokoll, z. B. HART in Fieldbus 

oder Modbus in Fieldbus. 

Gerätebeschreibung („Device Description“, 

DD) 

Eine Gerätebeschreibung liefert eine ausführliche 

Beschreibung jedes einzelnen Objekts 

im virtuellen Feldgerät (Virtual Field Device; 

VFD). Sie beinhaltet Informationen, die ein 

Betriebs- oder Hostsystem benötigt, um Daten 

im VFD korrekt interpretieren zu können. 

Grundgerät 

Ein Grundgerät ist jedes Gerät, das nicht die 

Fähigkeit, den Datenaustausch in einem H1- 

Feldbussegment zu kontrollieren, besitzt. 

H 

H1 

H1 ist die Bezeichnung für ein Fieldbus- 

Netzwerk, das mit 31,25 kbit/s arbeitet. 

H1-Feldgerät 

Damit wird ein direkt mit einem H1-Fieldbus 

verbundenes Feldbusgerät bezeichnet. 

Typische H1-Feldgeräte sind Ventile und 

Messumformer. 

H1-Repeater 

Diese aktive Einheit zur Signalverstärkung 

wird entweder über den Bus oder extern versorgt. 

Sie erweitert den Bereich, in dem 

Signale mit einem vorhandenen Medium korrekt 

übertragen und empfangen werden können. 

Zwischen zwei beliebigen Geräten in 

einem H1-Fieldbus-Netzwerk dürfen höchstens 

vier Repeater und/oder aktive Koppler 

benützt werden. Repeater verbinden Segmente 

um, größere Netzwerke zu bilden. 

Hauptleitung („Trunk“) 

Die Hauptleitung bildet den wichtigsten Datenverkehrsweg 

zwischen Geräten in einem 

H1-Feldbus-Netzwerk und versorgt alle von 

ihm ausgehenden Stichleitungen im Netzwerk. 

High Speed Ethernet (HSE) 

Das HSE bildet als Hochgeschwindigkeits- 

Ethernet das Stammleitungsnetz der Fieldbus 

Foundation, auf dem Ethernet und IP läuft. 

Hilfssystem 

Ein Hilfssystem ist ein selbständiges Regelungs- 

und/oder Überwachungssystem, das 

spezielle Aufgaben ausführt und mit dem 

Automatisierungssystem kommuniziert. 

Host-Interoperabilitätsprüfung („Host 

Interoperability Support Test“; HIST) 

Die Prüfung wird von der Foundation durchgeführt, 

um die Übereinstimmung eines Hosts 

mit den FF-Spezifikationen festzustellen. 

HSE-Feldgerät 

Ein HSE-Feldgerät ist ein Fieldbus-Gerät, das 

direkt an einen HSE-Fieldbus angeschlossen 

ist. Typische HSE-Feldgeräte sind HSE-Verbindungseinheiten, 

HSE-Feldgeräte, in denen 

Funktionsblöcke (FB) ablaufen und Host- 

Computer. 

HSE-Verbindungseinheit 

HSE-Verbindungseinheiten dienen zur Vernetzung 

von H1-Feldbus-Netzwerken bzw. - 

Segmenten mit dem Hochgeschwindigkeits- 

Ethernet (HSE), um ein größeres System zu 

bilden. 

I 

I/O-Subsystem-Schnittstelle 

Eine I/O-Subsystem-Schnittstelle ist eine 

Einrichtung, mit der andere Arten von Kommunikationsprotokollen 

an ein oder mehrere 

Fieldbus-Segmente angeschlossen werden 

können. Siehe auch Gateway. 

Instanzbildungsfähigkeit 

Damit wird das Vermögen bezeichnet, spezifische 

Funktionsblöcke verschiedener Arten 

aus einer Bibliothek zusammenzustellen, wie 


Definitionen 

es die Applikation erfordert. Die Anzahl pro 

Gerät wird durch den Speicherplatz und weitere 

Ressourcen begrenzt. 

Interoperabilität 

Im Feldbus-Netzwerk können gleichartige 

Geräte verschiedener Hersteller ohne Verlust 

an Funktionalität miteinander kommunizieren. 

ITK (Prüf-Kit für die Interoperabilität) 

Die Foundation verwendet dieses Prüf-Kit 

zum Prüfen der Übereinstimmung eines 

Geräts mit den entsprechenden FOUNDATION 

Fieldbus-Standards. Nur wenn das Gerät in 

allen Punkten den Prüfbedingungen genügt, 

wird es zur Bestätigung mit dem FF-Aufkleber 

(„Tick Mark“) versehen. 

J 

K 

Kommunikationsfehlerzähler 

(„Rate/Stale Count“) 

Diese Funktion registriert die fehlgeschlagenen 

Kommunikationsversuche. Wird eine 

bestimmte Anzahl erreicht, schaltet sich das 

Gerät in den Ruhezustand. Im Prinzip handelt 

es sich hierbei um einen Watchdog-Timer. 

Kommunikationsstapel 

Ein Kommunikationsstapel ist eine schichtweise 

aufgebaute Softwarekomponente, die 

die Kommunikation zwischen den Geräten 

unterstützt und sowohl die Ver- und Entschlüsselung 

von Meldungen auf der Anwenderebene 

als auch Planung und Ausführung 

der zeitgesteuerten Übertragung übernimmt. 

Konfiguration 

Mit der Konfiguration wird die tatsächliche 

Installation von Hardwaremodulen und das 

Einstellen verschiedener Software-Optionen, 

um verschiedenen Anforderungen an das 

System gerecht zu werden, bezeichnet. 

Konfigurierbarkeit 

Mit der Konfigurierbarkeit wird das Vermögen 

bezeichnet, Standard-Hardwaremodule auszuwählen 

und miteinander zu vernetzen, um 

ein System zu bilden. Ebenso bedeutet die 

Bezeichnung, dass Funktionsarten und 

Funktionsumfang von Softwarekomponenten 

durch Parameteränderungen modifiziert werden 

können, ohne dass die Software neu 

installiert oder geladen werden muss. 

Konsole 

Eine oder mehrere Bedienstationen nebst 

zugehörigen Peripheriegeräten, wie Druckern 

und Kommunikationsgeräten, bilden eine 

Konsole. Diese wird vom Bediener verwendet, 

um mit dem Automatisierungssystem zu 

interagieren und weitere Funktionen auszuführen. 

Koppler 

Ein Koppler ist eine physikalische Schnittstelle 

zwischen einer Hauptleitung und einer 

Stichleitung oder einer Hauptleitung und 

einem Gerät. 

L 

LAS („Link Active Scheduler“) = Aktive 

Bussteuerung 

Diese deterministische, zentrale Bussteuerung 

verwaltet eine Liste der Übertragungszeiten 

für alle zyklisch zu übertragenden 

Daten aller Datenpuffer in allen Geräten. In 

einem H1-Fieldbus-Link kann nur ein einzelnes 

Link-Master-Gerät (LM) als LAS diese 

Links arbeiten. 

Link 

Ein Link bzw. eine Verbindung ist das virtuelle 

Medium, über das H1-Feldbusgeräte verbunden 

sind. Physikalisch besteht es aus einem 

oder mehreren Segmenten, die über einen 

Bus, Repeater oder Koppler vernetzt sind. 

Alle Geräte eines Links teilen sich eine gemeinsame 

Zeitplanung, die von der aktiven 

Bussteuerung des betreffenden Links (LAS) 

gesteuert wird. Dieser Link bildet die Sicherungsschicht 

des Netzwerks. 


Definitionen 

Link-Objekte 

Ein Link-Objekt enthält die Informationen, die 

zur Vernetzung von Ein-/Ausgangsparametern 

von Funktionsblöcken im selben Gerät 

und verschiedenen Geräten untereinander 

notwendig sind. Das Link-Objekt hat eine 

direkte Verbindung zu einer virtuellen Kommunikationsbeziehung 

(VCR). 

LM („Link Master“) 

Der Link Master ist jedes Gerät, das die 

Funktion einer aktiven Bussteuerung zur 

Regelung der Kommunikation in einem H1- 

Feldbus-Link besitzt. In einem H1-Link muss 

mindestens ein Link Master vorhanden sein. 

Sind mehrere LMs vorhanden, wird einer 

gewählt, um als aktive Bussteuerung zu dienen. 

M 

MAC-Adresse 

Die MAC-Adresse stellt eine eindeutige 

Hardware-Adresse dar, die jede Ethernet- 

Schnittstelle erhält. 

Messumformer 

Ein Messumformer ist ein aktives Feldbus- 

Gerät mit einem Schaltkreis zur Übermittlung 

eines digitalen Signals über den Bus. 

Methoden 

Sie stellen einen optionalen, aber sehr nützlichen 

Zusatz zu den Gerätebeschreibungen 

(DD) dar. Methoden definieren Automatisierungsprozesse 

für den Betrieb von Feldgeräten, 

wie z. B. die Kalibrierung. 

Mittlerer Störpegel 

Damit wird der durchschnittliche Störpegel im 

Netzwerk in den Sendepausen zwischen den 

Datenübertragungsblöcken bezeichnet. 

Modus 

Damit wird die Betriebsart eines Regelungsblocks, 

wie „manuell“, „automatisch“ oder 

„Kaskade“, bezeichnet. 

N 

Netzwerk 

Der Begriff, wie er in diesem Dokument verwendet 

wird, bezeichnet den Anschluss eines 

oder mehrerer Fieldbus-Segmente an eine 

Schnittstellenkarte des Hostsystems. 

Anmerkung: 

In diesem Dokument wird die in der Industrie 

gängige Definition verwendet, nach der ein 

Segment ein Kabel mit den zugehörigen 

Komponenten zwischen zwei Anschlüssen 

darstellt. 

Netzwerk-Management (NM) 

Das Network Management (NM) gestattet es 

Foundation Network Manager (NMgr)- Instanzen, 

Verwaltungsoperationen mit Hilfe der 

Network Management Agents NMAs) netzwerkweit 

auszuführen. Jeder NMA ist verantwortlich 

für die Verwaltung der Kommunikation 

innerhalb eines Geräts. NMgr und 

NMA kommunizieren mit Hilfe der Feldbus- 

Telegramm-Spezifikationen und der virtuellen 


O 

Objektverzeichnis („Object Directory“; OD) 

Ein Objektverzeichnis enthält alle Parameter 

der Funktionsblöcke (FB), Resource-Blöcke 

(RB) und Transducer-Blöcke (TB), die in einem 

Gerät verwendet werden. Mit diesen Parametern 

kann über das Feldbus-Netzwerk 

auf die Blöcke zugegriffen werden. 

OPC (Object Linking and Embedding for 

Process Control) 

Diese Anwendungssoftware ermöglicht einen 

bidirektionalen Datenaustausch zwischen 

zwei verschiedenen Anwendungen, die sowohl 

auf dem gleichen als auch auf verschiedenen 

Servern laufen können. 

P 

Q 


Definitionen 

R 

Redundante Konfiguration 

Damit wird ein Aufbau des Systems bezeichnet, 

bei dem im Fehlerfall des einen Kanals 

automatisch auf den redundanten Kanal 

umgeschaltet wird, ohne die Systemfunktion 

zu beeinträchtigen. 

Regelung 

Eine Regelung umfasst Messfunktionen, 

Regelungsalgorithmen und die Ausgaben von 

Stellgrößen und regelt in einem geschlossenen 

Regelkreis die betreffende Prozessgröße 

in einer Anlage. 

Regelkreis 

Ein Regelkreis besteht aus einer Gruppe von 

Funktionsblöcken (FB), die mit einer vorgegebenen 

Ausführungsgeschwindigkeit ablaufen. 

Diese Funktionsblöcke können sich in einem 

einzelnen Fieldbus-Gerät befinden oder über 

das Netzwerk verteilt sein. 

Resourcen-Block (RB; Betriebsmittelblock) 

Der Resourcen- oder Betriebsmittelblock beschreibt 

die Eigenschaften, die für das gesamte 

physikalische Gerät gelten, wie etwa 

Gerätename, Hersteller und Seriennummer. 

In einem Gerät gibt es nur einen einzigen 

Betriebsmittelblock. 

Ruhestrom 

Der Ruhestrom ist der Strombedarf, den ein 

Gerät in den Phasen verbraucht, in denen es 

keine Daten überträgt oder erhält. Der Ruhestrom 

sollte so gering wie möglich sein, um 

viele Geräte anschließen und die Leitung 

möglichst lang ausführen zu können, besonders 

bei eigensicheren Geräten. 

S 

Segment 

Ein Segment ist ein Stück Fieldbusnetzwerk, 

das mit einer Abschlussimpedanz abgeschlossen 

ist. Segmente können mit Repeatern 

verbunden sein, um ein längeres H1- 

Fieldbusnetzwerk zu bilden. Jedes Segment 

kann bis zu 32 H1-Geräte beinhalten. 

Anmerkung: 

In diesem Dokument wird die in der Industrie 

gängige Definition verwendet, nach der ein 

Segment ein Kabel mit den zugehörigen 

Komponenten zwischen zwei Anschlüssen 

darstellt. In den Fieldbus-Spezifikationen wird 

dafür der Begriff Netzwerk verwendet. In diesem 

Dokument jedoch werden die Begriffe 

Netzwerk und Segment gleichbedeutend verwendet. 

Siehe ANSI/ISA-50.02, Abschnitt 2 (IEC 

61158-2): Segment = Ein Abschnitt eines 

Feldbusses, der mit einer Abschlussimpedanz 

abgeschlossen ist. Segmente können mit 

Repeatern verbunden sein, um einen kompletten 

H1 Feldbus zu bilden. Verschiedene 

Kommunikationselemente können an einer 

Anschlussstelle mit dem Hauptkabel vernetzt 

sein, indem ein Multi-Port-Koppler benützt 

wird. Ein aktiver Koppler kann eingesetzt werden, 

um eine längere Stichleitung anzuschließen. 

Um Reflektionen und Signalverzerrungen 

auf dieser Stichleitung zu vermeiden, ist sie 

mit einer Abschlussimpedanz abzuschließen. 

Aktive Repeater können eingesetzt werden, 

um ein Segment über die in den Netzwerk- 

Spezifikationen zulässige Länge hinaus zu 

erweitern. Ein komplett ausgelastetes Fieldbus-Segment 

(maximale Anzahl anschließbarer 

Geräte) mit 31,35 kbit/s im Spannungsmodus 

darf eine Kabellänge, einschließlich 

Stichleitungen, zwischen zwei beliebigen 

Geräten von 1900 m nicht überschreiten. 

Zwischen zwei redundanten Segmenten darf 

sich kein nicht-redundantes Segment befinden. 


Definitionen 

Selbst-Diagnose 

Dies bezeichnet die Fähigkeit eines elektronischen 

Geräts, seinen eigenen Status zu überwachen 

und Fehler, die im Gerät auftreten, 

anzuzeigen. 

Sicherungsschicht („Data Link Layer“, DLL) 

Die Sicherungsschicht kontrolliert die Übertragung 

von Daten auf den Feldbus und verwaltet 

den Zugriff auf den Feldbus mittels einer 

zentralisierten Bus-Ablaufsteuerung, des 

„Link Active Scheduler“ (LAS). Die von FOUN- 

DATION Fieldbus verwendete DLL entspricht 

den Normen IEC 61158 und ISA 50. Sie beinhaltet 

die Dienste „Publisher/Subscriber“, 

„Client/Server“ und Source/Sink“ ( = „Herausgeber/ 

Abonnent“, „Client/Server“ und „Quelle/Senke“. 

Splice 

Dies ist eine Stichleitung mit einer Länge von 

maximal einem Meter. 

Standard-Funktionsblock 

Standard-Funktionsblöcke werden in Fieldbus-Geräte 

je nach Bedarf integriert, um die 

gewünschte Funktionalität bereitzustellen. 

Automatisierungsfunktionen, die durch Standard-Funktionsblöcke 

realisiert werden können, 

sind analoge Eingänge (AI), analoge 

Ausgänge (AO) und Proportional-Integral- 

Differential-Regelung (PID). Die Fieldbus 

Foundation hat Spezifikationen für 21 Typen 

von Standard-Funktionsblöcken herausgegeben. 

Ein Gerät kann verschiedene Arten von 

FBs enthalten. In den Spezifikationen sind 

Reihenfolge und Definition der Parameter der 

Standard-Funktionsblöcke festgelegt. 

Steckanschluss 

Mit dem Steckanschluss wird das Datenkabel 

an ein Feldbus-Gerät oder weitere Kabelsegmente 

angeschlossen. 

Stichleitung („Spur“) 

Dies ist eine Abzweigung, die ein an ihrem 

Ende angeschlossenes Fieldbus-Gerät mit 

der H1-Hauptleitung verbindet. Eine Stichleitung 

darf zwischen einem und 120 m lang 

sein. 

System-Management 

Das System-Management synchronisiert die 

Leistungen der Funktionsblöcke und die 

Kommunikation der Parameter der Funktionsblöcke 

im Fieldbus miteinander. Auch 

die Übermittlung der Tageszeit an alle Geräte, 

die automatische Zuordnung von Geräte- 

Adressen und die Auswahl von Parameter- 

Namen oder Tags im Fieldbus wird vom 

System-Management übernommen. 

T 

Tag (MSR) 

Ein Tag kann ein Regelkreis, eine Prozessvariable, 

ein Messkreis, ein berechneter Wert 

oder eine Kombination aus diesen mit allen 

zugehörigen Regel-und Ausgangsalgorithmen 

sein. Jedes Tag ist eindeutig. In dieser Dokumentation 

wird der Begriff „Tag“ anstelle der 

Bezeichnung „MSR“ verwendet. 

Tag-Identifikationsnummer (Tag-ID) 

Dies ist ein eindeutiger alphanumerischer Code, 

der Eingängen, Ausgängen, Komponenten 

und Regelungsblöcken zugewiesen wird. 

Die Tag-ID kann einen Bereichscode für die 

Anlage enthalten. 

Terminator (Abschlusswiderstand) 

Die Impedanz eines Abschlusswiderstands 

entspricht in ihrem Wert dem Wellenwiderstand 

der Übertragungsleitung, an deren 

Enden er angeschlossen wird. Abschlusswiderstände 

werden eingesetzt, um Signalstörungen 

durch Signalreflektionen an den Enden 

einer Übertagungsleitung zu unterbinden, 

die zu Datenfehlern führen. H1-Abschlusswiderstände 

haben noch eine weitere Funktion: 

Sie wandeln ein (Wechsel-) Stromsignal, das 

ein entsprechendes Fieldbus-Gerät übertragen 

kann, in ein Spannungssignal um, das 

von den anderen Geräten am Netzwerk empfangen 

werden kann. 

Topologie 

Mit der Topologie wird die physikalische 

Struktur und das Layout eines Netzwerks 

bezeichnet. Typische Netzwerk-Topologien 


Definitionen 

sind Baum, Daisy Chain (Prioritätskette), 

Punkt-zu-Punkt, usw. 

Transducer-Block 

(TB; Messumformer-Block) 

Ein Transducer-Block entkoppelt Funktionsblöcke 

von den lokalen Ein-und Ausgangsfunktionen, 

die notwendig sind, um Sensordaten 

zu lesen und Ausgangswerte für die 

Hardware bereitzustellen. Transducer-Blöcke 

enthalten Informationen wie den Zeitpunkt 

der Kalibrierung und den Sensortyp. Üblicherweise 

steht für jeden Eingang oder Ausgang 

eines Funktionsblockes ein Transducer- 

Block zur Verfügung. 

U 

V 

Virtuelle Kommunikationsbeziehungen 

(VCR) 

Damit werden konfigurierte Kanäle auf der 

Anwendungsschicht bezeichnet, mittels derer 

die Datenübertragung zwischen Anwendungen 

stattfindet. FOUNDATION Fieldbus hat die 

folgenden drei Arten von VCRs festgelegt: 

Abonnent/Herausgeber, Client/Server und 

Quelle/Senke. 

Wizard 

Ein Wizard ist eine Eingabehilfe in Windows, 

um verschiedenste Eingabevorgänge zu automatisieren. 

Wizards können auch zur Implementierung 

von Methoden dienen. 

X 

Y 

Z 

Zeitplanung 

Zeitpläne legen fest, wann die Funktionsblöcke 

ihre entsprechenden Aufgaben ausführen 

und wann Daten und Statusinformationen 

auf dem Bus bereitgestellt werden sollen. 

Zyklus 

Die Abtastung von Eingängen, die Ausführung 

von Algorithmen und die Übertragung 

der Ausgangswerte erfolgt zyklisch. 

Virtuelles Feldgerät (VFD) 

Mit einem virtuellen Feldgerät, das ein Modell 

eines real vorhandenen Geräts darstellt, können 

lokale, im Objektverzeichnis aufgeführte 

Daten des entsprechenden Geräts an anderer 

Stelle abgebildet und auf sie zugegriffen werden. 

Üblicherweise enthält ein physikalisches 

Gerät mindestens zwei VFDs. 

W 

Werksabnahmeprüfung beim Lieferanten 

(Factory Acceptance Test; FAT) 

Die Abnahmeprüfung bildet die abschließende 

Prüfung des gekauften integrierten Systems 

beim Lieferanten. 


Abkürzungen 

Kürzel 

AI 

AO 

BPS 

CAPEX 

CCR 

C/S 

CFF 

DCS 

DI 

DD 

DLL 

DO 

EDDL 

ESD 

FAR 

FAS 

FB 

FF 

FFB 

FFPS 

F&G 

HIST 

HMI 

HSE 

IEC 

I/O 

IPF 

IS 

IT 

ITC 

Beschreibung 

Analog Input (Analogeingang) 

Analog Output (Analogausgang) 

Bulk Power Supply (Gesamtspannungsversorgung) 

Capital Expenditure (Investitionsaufwand) 

Central Control Room (Zentrale Leitwarte) 

Client/Server 

Common File Format (Standard-Datenformat) 

Distributed Control System/Digital Control System (Dezentrale/Digitale Prozesssteuerung) 

Discrete Input (Diskreter Eingang) 

Device Description (Gerätebeschreibung) 

Data Link Layer (Sicherungsschicht) 

Discrete Output (Diskreter Ausgang) 

Enhanced Device Description Language (Erweiterte Gerätebeschreibungssprache) 

Emergency Shut Down (Notabschaltung) 

Field Auxiliary Room (Anlagen-Betriebsraum) 

Fieldbus Access Layer (Fieldbus-Zugriffsschicht) 

Function Block (Funktionsblock) 

Foundation Fieldbus 

Flexible Function Block (Flexibler Funktionsblock) 

Foundation Fieldbus Power Supply (Foundation Fieldbus-Spannungsversorgung) 

Fire and Gas (Feuer und Gas) 

Host Interoperability Support Testing (Interoperabilitätsprüfung) 

Human Machine Interface (Mensch-Maschine-Schnittstelle) 

High Speed Ethernet (Hochgeschwindigkeits-Ethernet) 

International Electrotechnical Commission (Internationale Elektrotechnische Kommission) 

Input/Output (Eingang/Ausgang) 

Instrument Protective Function (Geräteschutzfunktion) 

Intrinsic Safety (Eigensicherheit) 

Information Technology (Informationstechnologie) 

Individual Twisted Cable (Paarweise verdrillte Leiter) 


Abkürzungen 

Kürzel 

ITK 

LAS 

LM 

MAI 

MAO 

ML 

MOV 

MV 

NM 

OD 

OPEX 

PCS 

PAS 

P/S 

PD 

P&ID 

PID 

PTB 

PV 

PLC 

RA 

RB 

SIL 

SM 

SP 

SS 

TB 

TCoO 

TPE 

VCR 

Beschreibung 

Interoperability Test Kit (Prüf-Kit für Interoperabilitätstest) 

Link Active Scheduler (Aktive Bussteuerung) 

Link Master 

Multi Analog Input (Mehrfach-Analogeingang) 

Multi Analog Output (Mehrfach-Analogausgang) 

Manual Loader (Manuelles Laden) 

Motor Operated Valve (motorbetriebenes Ventil) 

Manipulated Variable (controller output) (Stellgröße; Reglerausgang) 

Network Management (Netzwerk-Management) 

Object Dictionary (Objektverzeichnis) 

Operational Expenditure (Betriebsausgaben) 

Process Control System (Prozessregelungssystem) 

Process Automation System (Prozessautomatisierungssystem) 

Publish/Subscribe (Herausgeber/Abonnent) 

Proportional/Derivative Control (Proportionale-Differentiale Regelung) 

Process & Instrumentation Diagram (Prozess- und Instrumentierungs-Fließbild) 

Proportional/Integral/Derivative Control (Proportionale-Integrale-Differentiale Regelung) 

Physikalisch-Technische Bundesanstalt 

Process Variable (Prozessvariable) 

Programmable Logic Controller (Funktionsblock) 

Ratio (Verhältnis) 

Resource Block (Resourcen-Block; Betriebsmittel-Block) 

Safety Integrity Level (Sicherheits-Integritätslevel) 

System Management 

Set Point (Sollwert) 

Safety Systems (Sicherheitssysteme) 

Transducer Block (Transducer-Block, Messumformer-Block) 

Total Cost of Ownership (Gesamtkosten) 

ThermoPlastic Elastomer (Thermoplastisches Elastomer) 

Virtual Communication Resource (Virtuelle Kommunikationsbeziehungen) 


Anforderungen an die Feldgeräte 

4.1 Unterstützung der FOUNDATION Fieldbus- 

Funktion 

Alle Fieldbus-Instrumente sollten Methoden 

unterstützen, damit die Automatisierung von 

Online-Vorgängen durch das Hostgerät, wie 

etwa die Kalibrierung, gewährleistet ist. 

4.1.1 Registrierung der Feldbus-Geräte 

Alle Geräte müssen als Grundvoraussetzung 

die Anforderungen der Fieldbus-Registrierungsstelle 

erfüllen. Bei der Fieldbus Foundation 

kennzeichnet das Fieldbus-Zulassungslogo 

Geräte, die alle erforderlichen Kriterien 

erfüllen, und nimmt diese in die Liste 

für zugelassene Geräte ihrer Webseite 

(www.fieldbus.org) auf. Das Fieldbus-Logo 

(siehe Abbildung) garantiert die Interoperabilität 

zwischen geprüften Fieldbus-Geräten. 

Abbildung 4.1 FOUNDATION Fieldbus-Logo 

4.1.2 Fieldbus-Funktionsblöcke 

Folgende Arten von Funktionsblöcken sind 

von der Fieldbus Foundation definiert. Nicht 

alle hier aufgeführte Funktionsblöcke stehen 

zum Gebrauch in allen Feldgeräten zur Verfügung 

und manche sind nicht erhältlich 

und/oder sind noch keiner Interoperabilitätsprüfung 

unterzogen worden. 

Standard-Funktionsblöcke: 

Nach der Definition in „FF-891: Function 

Blocks“ – Abschnitt 2 werden diese wie folgt 

in zehn Standard-Funktionsblöcke unterschieden: 

AI – Analogeingang 

AO – Analogausgang 

B – Vorspannung (Bias) 

CS – Regelungsauswahl (Control Selector) 

DI – Diskreter Eingang 

DO – Diskreter Ausgang 

ML – Manuelles Laden 

PD – Proportionale/Differentiale Regelung 

PID – Proportionale/Integrale/Differentiale 

Regelung 

RA – Verhältnis 

Erweiterte Funktionsblöcke: 

Diese Art von Funktionsblöcken wird in „FF- 

892: Funktion Blocks“ – Abschnitt 3 wie folgt 

definiert: 

• Impulseingang 

• Komplexer Analogausgang 

• Komplexer Digitalausgang 

• Schrittausgang PID 

• Geräteregelung 

• Führungsgrößenrampe 

• Verzweiger (Splitter) 

• Eingangswähler 

• Funktionsbildner 

• Totzeit 

• Berechnen 

• Vorhalten/Verzögern 

• Arithmetik 

• Integrator 

• Timer 

• Analoger Alarm 

• Diskreter Alarm 

• Analoge Bediener-Schnittstelle 

• Diskrete Bediener-Schnittstelle 

Weitere Funktionsblöcke: 

Zusätzliche Typen von Funktionsblöcken sind 

in „FF-892: Function Blocks“ – Abschnitt 4 

wie folgt definiert: 

• Mehrfach-Analogeingang 

• Mehrfach-Analogausgang 

• Mehrfach-Digitaleingang 

• Mehrfach-Digitalausgang 

Flexible Funktionsblöcke sind in „FF-892: 

Function Blocks“ – Abschnitt 5 wie folgt definiert: 

• Flexibler Funktionsblock (IEC 1131 Logic) 

Anmerkung: 

Aus dieser Zusammenstellung geht hervor, 

dass verschiedene Arten von Funktionsblöcken 

nicht für alle Instrumente gleichermaßen 

geeignet oder verfügbar sind. Daher sollte 

bei der Auswahl der in die verschiedenen 



Geräte einzubauenden Funktionsblöcke die 

sorgfältige Planung an erster Stelle stehen. 

Obwohl fast alle dieser Funktionsblöcke von 

den Host-Systemen/Controllern unterstützt 

werden, stehen diese möglicherweise in dem 

betreffenden H1-Netzwerk/Segment nicht zur 

Verfügung, da dort keine Feldgeräte, die diese 

Blöcke unterstützen, im Segment verfügbar 

sind. Es besteht dann eine Beschränkung 

auf die folgenden Blöcke: AI für Messumformer, 

AO und PID für Ventile und DI/DO für 

diskrete Geräte. Bitte beachten Sie Abschnitt 

8.3 und Abschnitt 8.6 für eine ausführlichere 

Anweisung zur Verwendung von Funktionsblöcken 

in Feldgeräten. Weitere Funktionsblöcke 

werden in naher Zukunft erhältlich 

sein. Daher ist es ratsam, sich beim Hersteller 

schon beim Kauf über die Verfügbarkeit von 

Funktionsblöcken zu erkundigen, um sicherzustellen, 

dass die gewünschten Funktionen 

auch erhältlich sind. 

Prüfen der Funktionsblöcke 

Die Überprüfung durch die Fieldbus Foundation 

beinhaltet nur die Feststellung des Vorhandenseins 

von Funktionsblöcken und wie 

sich deren externe Schnittstelle verhält, nicht 

wie gut sie intern arbeiten. Jeder Hersteller 

kann die internen Abläufe der Funktionsblökke 

nach seinen eigenen Kriterien konfigurieren. 

Er wird dies auch tun, da ihm dadurch 

die Möglichkeit gegeben ist, einen Wettbewerbsvorteil 

im Markt zu erzielen. Daher ist 

es durchaus sinnvoll, zu prüfen, welcher 

Hersteller bezüglich der effizienten Nutzung 

der im Segment zur Verfügung stehenden 

„Macro Cycle Time“ und den Erfordernissen 

Ihres Prozesses die besten Ergebnisse zeigt. 

Beispiel: 

Die Funktion der Regelung in einem PID- 

Block kann von jedem Hersteller mit seinen 

ureigenen Gleichungen und Algorithmen realisiert 

werden. 

4.1.3 Anwender-Applikationsblöcke 

Funktionsblöcke führen den gewünschten 

Regelungsablauf durch. Zum Aufbau solcher 

Regelungsstrategien dient das Funktionsblock-Diagramm 

als grafische Programmierung. 

In FOUNDATION Fieldbus-Geräten findet 

man zwei Gruppen von Blöcken: 

a) Gerätespezifische Blöcke, bei deren 

Ausführung eine vom Hersteller vordefinierte 

Zeitplanung verwendet wird und die zur 

Konfiguration der Geräte dienen. Dies sind: 

• Resource-Blöcke und 

• Transducer-Blöcke 

b) Funktionsblöcke (FBs), deren Zeitplanung 

und Verwendung vollständig vom 

Anwender konfigurierbar ist. 

4.1.4 Resourcen-Block 

Der Resourcen-Block (RB) beschreibt die 

Kenndaten des Feldbusgeräts wie beispielsweise 

die Gerätebezeichnung, den Hersteller 

und die Seriennummer. In der Entwurfsphase 

sollten folgende Punkte beachtet werden: 

• Der Anwender kann keine Modifikationen 

vornehmen. 

• Er kann Parameter ändern. 

• Ein Gerät enthält genau einen RB. 

• Der RB ist der einzige obligatorische Block 

in FF-Geräten. 

• Der RB enthält ID-Informationen und allgemeine 

Informationen bezüglich Betriebsmitteln 

und deren Zustand (keine Details 

über die Funktionalität des Geräts). 

• Er liefert Statusinformationen zum ordnungsgemäßen 

Betrieb und enthält 

Schreibschutz- und Freigabefunktionen für 

die Simulation etc. 

4.1.5 Transducer-Blöcke 

Der Transducer-Block (TB) enthält Informationen 

wie z. B. Kalibrierdaten und den Sensortyp. 

TBs entkoppeln die FBs von den lokalen Ein- 

/Ausgangsfunktionen. Mit ihnen werden 

Sensoreingänge gelesen und Ausgabebefehle 

an die Hardware gegeben. In ihnen werden 

Parameterisierung, Kalibrierung und Diagnose 

für das Gerät ausgeführt. 

Üblicherweise gibt es für jeden Aus-/oder 

Eingangskanal eines Geräts einen TB-Kanal 

(das kann aber je nach Gerät variieren). 



4.1.6 Funktionsblöcke 

Funktionsblöcke (FBs) werden in Anwender- 

Applikationen eingesetzt, um die verschiedenen 

Funktionen, die ein Steuer-/Regelungssystem 

benötigt, bereitzustellen (z. B. Eingang, 

Ausgang, Signalauswahl und weitere 

Regelungsaktionen). Die Funktionsblöcke 

sind für die Regelungsstrategie verantwortlich. 

Die Fieldbus Foundation hat diverse 

Geräteprofile festgelegt, die die Grundanforderungen 

für verschiedene Gerätetypen vorgeben. 

Dazu gehören Druck, Temperatur, 

Ventile, und einige weitere. Es wird empfohlen, 

Geräte zu verwenden, die mit diesen 

Spezifikationen übereinstimmen. 

Die FBs werden je nach Bedarf in die Feldbusgeräte 

eingebaut, um die gewünschte 

Regelungsfunktionalität zu erreichen. In 

Abschnitt 4.1.2 finden Sie eine Liste von FBs 

mit Standard-, erweiterten und Mehrfach-I/O- 

Funktionen. 

Anmerkung: 

Von der Fieldbus Foundation wurden Dutzende 

von Standard-Funktionsblöcken definiert. 

Jeder Hersteller kann zusätzliche Funktionsblöcke 

definieren und implementieren um 

individuelle Regelungsstrategien und Signalverarbeitungsfunktionen 

zu realisieren. 

Aus Gründen von Wettbewerbsvorteilen programmiert 

jeder Hersteller die internen Abläufe 

der Funktionsblöcke nach seinen Vorstellungen. 

Die Überprüfung durch die FF stellt 

nur das Vorhandensein der Funktionsblöcke 

(FBs) fest und wie deren externe Schnittstellen 

arbeiten, nicht wie gut sie intern funktionieren. 

Es ist zu empfehlen, für die Regelung 

möglichst auf Standard-Funktionsblöcke 

zurückzugreifen. Da erweiterte Blöcke (Standard-Blöcke 

mit zusätzlichen Parametern) 

herstellerspezifische Erweiterungen haben, ist 

es wesentlich schwieriger, ein Gerät, das 

erweiterte Blöcke verwendet, durch das eines 

anderen Herstellers zu ersetzen. Geräte mit 

instanzierbaren Blöcken bieten den Vorteil, 

dass sie üblicherweise sowohl Standard- 

Blöcke (z. B. PID) als auch erweiterte Blöcke 

(z. B. erweiterte PID mit Zusatzfunktionen) 

unterstützen. Auf diese Weise ist es einfacher, 

Standard-Blöcke auszuwählen, sofern diese 

ausreichen, und erweiterte Blöcke nur dann, 

wenn sie tatsächlich erforderlich sind. Daher 

erleichtern instanzierbare Blöcke die Austauschbarkeit 

der Geräte. 

4.2 Gerätediagnose 

Die Diagnose sollte grundlegende Informationen 

über die Fähigkeit des Geräts, einen 

Prozess zu messen oder zu regeln, liefern. 

Dazu gehört auf jeden Fall eine grundlegende 

Gerätefehler-Erkennung, aber auch erweiterte 

Diagnosefunktionen. Die erforderlichen Diagnosekomponenten 

werden in den nachfolgenden 

Abschnitten erläutert. 

Basisdiagnose: 

Zur Basisdiagnose gehört die Gerätefehler- 

Erkennung, die von jeder Prozessregelungsstation 

einsehbar sein muss. Damit können 

allgemeine Probleme bezüglich Gerät, Kommunikationspfad 

und Host festgestellt werden. 

Diagnoseergebnisse, die einen Gerätefehler 

anzeigen, müssen den betreffenden 

Kreis in den manuellen Modus schalten 

(MAN) bei Messumformern und IMAN bei 

PID-Blöcken in Ausgangsgeräten, üblicherweise 

im Ventil. 

Erweiterte Diagnose (Advanced 

Diagnostics): 

Die erweiterte Diagnose besteht in einer vollständigen 

Geräte-Diagnose, bei der die 

Funktionstüchtigkeit des Geräts überprüft 

werden kann, ohne dass es vom Prozess 

getrennt werden muss. Die erweiterte Diagnose 

gibt es in zwei Ausführungen: die 

Online-Diagnose und die Offline-Diagnose. 

Online: 

Mit der Online-Diagnose-Funktion kann das 

Gerät bei laufendem Betrieb überprüft werden. 

Diese Art der Diagnose bietet den Vorteil, 

dass Fehler in Echtzeit gemeldet werden, 

sobald sie entdeckt werden. Diese Funktion 

stellt einen der Hauptvorteile von FOUNDATION 

Fieldbus dar und sollte von allen Feldgeräten 

unterstützt werden. 



Offline: 

Offline-Überprüfungen sind nur von begrenztem 

Nutzen und möglicherweise unrentabel. 

FF-Geräte sollten eine erweiterbare Gerätebeschreibung 

(DD) unterstützen, um zusätzliche 

Funktionen und/oder Software-Revisionen 

im Gerätespeicher zu ermöglichen. 

Folgende Diagnosefunktionen sind bei der 

erweiterten Diagnose enthalten; sie ist aber 

nicht auf diese begrenzt. Diese Funktionen 

liefern Schlüsselinformationen über die Auswirkung, 

die ein Ausgangsgerät auf den Prozess 

hat. 

• Positioniergenauigkeit 

• Auflösungsvermögen beim Betrieb 

• Ventilhub 

• Dichtungsreibung und Hysterese 

• Haft- und Gleitreibung 

• Totband 

Folgende Diagnosearten sollten vorhanden 

sein: 

„Öffentliche“ Diagnose: 

Das ist eine Ausgangsgeräte-Diagnose, die 

von jedem beliebigen Prozessregelungs- 

Hostsystem eingesehen werden kann. Hiermit 

können häufig auftretende Probleme mit Ventil, 

Stellantrieb und Host aufgespürt werden. 

Erweiterte Diagnose: 

Die erweiterte Diagnose bietet eine umfassende 

Gerätediagnose, ohne das Gerät dabei 

vom Betrieb trennen zu müssen. Die erweiterte 

Diagnose gibt es in zwei Ausführungen: 

Die dynamische Abtastung und die schrittweise 

Abtastung. Die dynamische Abtastung 

(Online- oder Offline-Methode) überprüft zyklisch 

das ganze Ausgangsgerät und sammelt 

während der Überprüfungsphase alle Parameter 

für Treibersignal, dynamisches Fehlerband, 

Ausgangssignal und Signatur des Ausgangsgeräts. 

Bei der schrittweisen Abtastung 

(Online- und Offline-Methode) wird das 

Ausgangsgerät mit bestimmten Bitmustern 

überprüft, die dazu dienen, die Arbeitsschritte 

des Geräts in bestimmten Bereichen zu untersuchen. 

Diese Aktion sollte Passwort-geschützt 

sein und erfordert vor der Implementierung 

die Zustimmung des Anlagenfahrers. 

Prozess-Diagnose: 

Die Prozess-Diagnose wird während eines 

laufenden Prozesses durchgeführt. Bei diesem 

Test wird das Ausgangsgerät bis zu 

einem Bereich gesteuert, bei dem der Prozess 

seine vorkonfigurierte maximale Abweichung 

überschreitet. Diese Diagnose 

erlaubt dem Wartungspersonal Aktionen von 

Host, Stellantrieb, Ausgangsgerät und Prozess 

zu vergleichen. 

Folgende Punkte können mit der Prozess- 

Diagnose geklärt werden: 

• Ist das Ausgangsgerät festgefahren? In welchem 

Ausmaß und wo? 

• Erkennt das Ausgangsgerät kleine 

Abweichungen im Prozess? 

• Ist das Ausgangsgerät richtig ausgelegt? 

4.3 Feldgerätespannung 

Feldbus-Geräte können je nach Aufbau und 

Ausführung ihre Spannung entweder über ein 

Segment (Bus) oder lokal erhalten. Nach 

Möglichkeit wird jedoch die Spannungsversorgung 

über den Bus empfohlen. 

Anmerkung: 

Bus-spannungsversorgte Geräte erfordern 

üblicherweise 10-30 mA Strom bei 9-32 V. 

Die Geräte sollten für den möglichst geringsten 

Stromverbrauch ausgelegt sein, ohne 

dass dabei die gewünschte Funktionalität 

beeinträchtigt wird. 

4.3.1 Polarität 

Das Kommunikationssignal des Feldbus- 

Geräts muss polaritätsunabhängig sein. 

Anmerkung: 

Ältere FF-Geräte waren polaritätsabhängig 

und verursachten bei inkorrekter Installation 

Probleme mit dem Netzwerk. 



4.3.2 2-Leiter 

Feldgeräte müssen über den Bus durch das 

Host-Regelungssystem mit Spannung versorgt 

werden. Die Spannung muss zwischen 

9-32 V DC liegen. 

Anmerkung: 

Die angegebenen 9 V DC sind als Minimum 

zu verstehen. Es ist unbedingt zu empfehlen, 

einen Spielraum von 1 V (i. e. eine Minimalspannung 

von 10 V DC) am feldgerichteten 

Ende des Busses einzuhalten. Geräte, die 

nicht den Standards der Fieldbus Foundation 

entsprechen, benötigen 11 V für den Betrieb. 

Jedes Segment, das mit einer Spannung von 

weniger als 15 V betrieben wird, sollte einen 

Warnhinweis bezüglich zusätzlicher Lasten in 

der Segment-Dokumentation enthalten. Die 

minimale Spannungsversorgung eines Segments 

sollte immer in der Netzwerk-/Segment-Dokumentation 

angegeben sein. 

4.3.3 4-Leiter 

Extern versorgte Feldgeräte (d.h. 4-Leiter- 

Geräte) sollten beim FOUNDATION Fieldbus 

über eine galvanische Trennung zwischen 

externer Spannungsversorgung und den 

Fieldbus-Signaleingängen verfügen. 

4.3.4 Kurzschluss-Schutz 

Die Geräte sollten auf jeden Fall über eine 

Kurzschluss-Strombegrenzung von 60 mA 

verfügen, 40 mA sind jedoch vorzuziehen. 

Anmerkung: 

In der Praxis bedeutet dies, dass die Geräte 

nicht mehr als 50 mA ziehen dürfen, da etwa 

10 mA benötigt werden, um den Kurzschluss-Schutzkreis 

zu aktivieren. 

4.4 Service-Bedingungen 

Wenn besondere firmenspezifische Anforderungen 

an die Feldgeräte bezüglich Sensoroder 

Komponentenauswahl vorliegen, sollten 

Fieldbus-spezifische Bedingungen nicht zu 

einer Lockerung dieser Anforderungen führen. 

4.4.1 Allgemeines 

Die Geräteausstattung muss so konstruiert 

sein, dass sie Vibrationskräften bis zu 1 g in 

einem Bereich von 5 bis 100 Hz und einer 

kurzzeitigen, 5 ms langen Belastung von 4 g 

im gleichen Frequenzbereich standhält. 

Netzwerke, Daten- und I/O-Busse müssen an 

den Verbindungspunkten zur Hostsystem- 

Hardware, zu den Fieldbus-Anschlussboxen 

und den Feldgeräten über eine zugelassene 

elektrische Isolation verfügen. 

4.4.2 Elektrische Zertifizierung (Klassifizierung 

explosionsgefährdeter Bereiche) 

Bei Installation in explosionsgefährdeten 

Bereichen müssen alle Geräte durch eine 

zugelassene nationale Zertifizierungsbehörde 

entsprechend zertifiziert sein und mit einem 

Aufkleber gekennzeichnet werden, aus dem 

ihre zugelassene Bereichsklassifizierung 

(Zone oder Abteilung) hervorgeht. 

4.5 Logische Feldgeräte 

Ein reales Feldgerät beinhaltet zwei oder 

mehrere logische Geräte, die auch als virtuelle 

Feldgeräte (VFD) bezeichnet werden. Diese 

logischen Geräte sind: 

• Das Management-VFD, das die physikalischen 

Daten und Resourcen-Daten enthält. 

Zu den Resourcen-Daten gehören die virtuellen 


• Einen oder mehrere Applikations- 

Funktionsblöcke (FBAP VFD). 

Jedes Gerät verfügt über eine festgelegte Anzahl 

von VCRs, da jedes Host-System und 

jede Herausgeber/Abbonent-Beziehung zu 

einem anderen Gerät oder dem Host eine 

VCR benötigt. Daher ist es sehr wichtig, die 

Verfügbarkeit von VCRs in einem Gerät im 

Auge zu behalten. Siehe Abschnitt 8.6.6 zu 

weiteren Informationen bezüglich VCRs. 

4.6 Werks-Konfiguration 

Die interne Software der Fieldbusgeräte sollte 

vom Hersteller mindestens bezüglich der folgenden 

Punkte vorkonfiguriert sein: 

• Seriennummer 

• Tag-Nummer 

• Prozessverwendung 


Anforderungen an die Zusatzgeräte 

5.1 Haupt-Spannungsversorgung 

5.1.1 Die 24 V DC-Haupt-Spannungsversorgung 

ist redundant auszuführen. 

Anmerkung: 

Die FFPS erfordert eine Eingangsspannung 

von 20 bis 35 V DC. Wenn kein geeignetes 

Gleichspannungs-Versorgungssystem in der 

Anlage vorhanden ist, übernimmt die Haupt- 

Spannungsversorgung (BPS) die Umwandlung 

der 240/120 V AC in 24 V DC. 

Die Busspannung beträgt nach der Konditionierung 

oft nur ungefähr 19 V DC. 

5.1.2 Die Spannung sollte von zwei separaten, 

unabhängigen Spannungskreisen eingespeist 

werden. Die Spannungsversorgung 

kann außerdem über eine unterbrechungsfreie 

Notstromversorgung (UPS) verfügen 

oder batteriegestützt sein. 

5.1.3 Jede Quelle, die die Spannungskonditionierer 

für den FOUNDATION Fieldbus speist, 

ist mit einem Überstromschutz zu versehen. 

5.1.4 Der negative Pol der Haupt-Spannungsversorgung 

ist zu erden. 

5.1.5 Die Haupt-Spannungsversorgung kann 

entweder so ausgeführt sein, dass sie ausschließlich 

das Fieldbus-Netzwerk speist oder 

so, dass auch die konventionellen I/O-Komponenten 

mitversorgt werden. 

5.1.6 Ist in der Anlage ein Versorgungssystem 

für die konventionellen Geräte mit 4-20 mA- 

Technik vorhanden, kann dieses Versorgungssystem 

auch zur Versorgung der FFPSs verwendet 

werden. Es ist zu prüfen, ob die verfügbare 

Kapazität für die FFPS-Anforderungen 

ausreicht. Die Verwendung einer vorhandenen 

Spannungsversorgung ist vom Endanwender 

in schriftlicher Form zu genehmigen. 

5.2 FOUNDATION Fieldbus Spannungsversorgung/Spannungskonditionierer 

(FFPS) 

5.2.1 Eigene Versorgung 

Pro Netzwerk/Segment ist eine eigene Versorgung/Konditionierungseinheit 

erforderlich. 

Anmerkung: 

Wird zur Versorgung des Fieldbus eine gewöhnliche 

Spannungsversorgung verwendet, 

wird diese die Fieldbussignale auf dem Bus 

absorbieren, da sie versucht, eine konstante 

Spannung aufrechtzuerhalten. Daher ist eine 

gewöhnliche Spannungsversorgung für den 

Einsatz am Fieldbus zunächst zu konditionieren. 

Ein Weg, das Fieldbussignal vom niedrigen 

Innenwiderstand der Spannungsquelle zu 

trennen, ist die Verwendung einer Induktivität 

zwischen Versorgung und Fieldbusverdrahtung. 

Die Induktivität lässt die Gleichspannung 

auf den Bus, aber verhindert das 

Rückfließen der Signale in die Spannungsquelle. 

In der Praxis wird allerdings keine reale 

Induktivität verwendet. Induktivitäten verursachen 

ein unerwünschtes Brummen in den 

Fieldbus-Segmenten. Stattdessen sorgt ein 

elektronischer Schaltkreis für die Trennung 

der Fieldbuskreise von Erde, für eine Strombegrenzung 

im Segment, wenn die Leiter 

kurzgeschlossen werden und für eine hohe 

Impedanz für die Fieldbussignale. 

5.2.2 Die Fieldbus-Spannungsversorgung/ 

Konditionierer sollte redundant, lastausgleichend 

und ausgangsstrombegrenzt sein. 

5.2.3 Die Fieldbus-Spannungskonditionierer 

sollten die Impedanzanpassung für die Fieldbussignale 

bereitstellen. 

5.2.4 Fieldbus-Spannungsversorgung 

Versorgungs-/Konditionierungskomponenten 

sollten von einer primären und sekundären 

Haupt-Spannungsversorgung (redundant) 

versorgt werden. Falls gewünscht, kann die 

primäre Haupt-Spannungsversorgung auf den 

primären Konditionierer und die sekundäre 



Haupt-Spannungsversorgung auf den sekundären 

Konditionierer geführt werden. 

5.2.5 FF-Spannungs-Konditionierungseinheiten 

können zum Anschluss an die Haupt- 

Spannungsversorgung und an die Sammelalarmleitung 

zusammengeschlossen werden. 

Dabei dürfen nicht mehr als acht Konditionierungseinheiten 

zusammengeschlossen 

werden. Primäre und sekundäre Haupt-Spannungsversorgung 

können an die beiden Enden 

der zusammengeschlossenen Konditionierungseinheiten 

angeschlossen werden. 

Anmerkung: 

Die redundanten Versorgungseinheiten einiger 

Hersteller können mit vorkonfigurierten 

Verteilerbrücken geliefert werden. Diese 

Verteilerbrücken dienen zur Verteilung der 

Spannung und des Sammelalarms auf mehrere 

(angeschlossene) FFPS-Einheiten. Auf 

diese Weise können eine Anzahl redundanter 

FFPS von zwei primären und zwei sekundären 

Haupt-Spannungsversorgungen gespeist 

werden. 

5.2.6 Störungen oder Fehlfunktionen jeder 

der redundanten FF-Spannungskonditionierungseinheiten 

sind dem Host-System zu 

melden. Dafür kann ein Sammelalarm für alle 

Konditionierer eines Schaltschranks verwendet 

werden. 

5.2.7 Die FF-Spannungskonditionierungseinheiten 

sollten voneinander galvanisch 

getrennt sein. 

5.3 FOUNDATION Fieldbus Busabschlüsse 

5.3.1 Jedes Fieldbus-Segment muss genau 

über zwei Busabschlüsse verfügen. Die Verdrahtung 

zwischen diesen beiden Abschlüssen 

wird als Hauptleitung („Trunk“) bezeichnet. 

5.3.2 Es wird empfohlen, alle Abschlüsse in 

der Anlage in Anschlussboxen zu installieren, 

in den Feldgeräten dürfen keine Busabschlüsse 

installiert werden. 

Anmerkung: 

Ein Signal, das sich in einem Kabel fortpflanzt, 

wird reflektiert, wenn es auf eine Diskontinuität 

wie z.B. ein offenes oder kurzgeschlossenes 

Ende trifft. Der reflektierte Signalanteil 

bewegt sich im Leiter zurück und 

wirkt als Störsignal für das Ursprungssignal. 

Um diese Signalreflektionen am Ende eines 

Fieldbusses zu verhindern, werden Busabschlüsse 

verwendet. Ein Fieldbus-Abschluss 

besteht aus einem Kondensator mit 1 μF und 

einem 100 Ω-Widerstand. Einige der bisher 

besprochenen Verdrahtungskomponenten 

können über eingebaute Busabschlüsse verfügen 

(z.B. FFPS). Diese Abschlüsse können 

permanent installiert sein und werden mit 

einem DIP-Schalter oder mit Steckbrücken 

aus- oder eingeschaltet. Der Abschluss auf 

einem H1-Bus dient als Nebenschlusswiderstand 

für Stromsignale. 

Die folgende Abbildung dient nur zur Information, 

um das elektrische Prinzip eines Busabschlusses 

darzustellen. Auf keinen Fall 

sollten Abschlüsse aufgrund dieser Abbildung 

selbst hergestellt werden! 

1 μF 

100 Ω 

Abbildung 5.1 Elektrischer Schaltkreis zum Abschluss 

eines Fieldbusses 

5.4 FOUNDATION Fieldbus Repeater 

5.4.1 Ein Repeater zählt wie ein Feldgerät im 

Netzwerk. Bei Einsatz eines Repeaters reduziert 

sich die Anzahl der max. betreibbaren 

Feldgeräte an beiden Segmenten um 1. Er 

gestattet den Anschluss eines kompletten 

neuen Segments, indem das Netzwerk in eine 

Anzahl kleinerer Segmente aufgeteilt wird. 



5.4.2 Durch das Hinzufügen eines Repeaters 

kann ein neues Segment angeschlossen werden. 

an beiden Enden des Segments sind 

Busabschlüsse erforderlich. 

5.4.3 Repeater bieten auch die Möglichkeit, 

die Anzahl der Geräte in einem Netzwerk bis 

zum Maximum von 240 Geräten auszubauen. 

Anmerkung: 

Das Hostsystem und das Netzwerk-Zeitverhalten 

werden wahrscheinlich an ihre Grenzen 

stoßen, bevor die physikalisch mögliche maximale 

Anzahl von Geräten erreicht wird. 

5.4.4 Werden Fieldbus-Repeater eingesetzt, 

ist der leitende Ingenieur zu informieren, und 

der Repeater ist im zugehörigen Netzwerkplan 

deutlich zu kennzeichnen. 

Typische Anwendungen 

Soll ein Segment (Netzwerk) über die Längenbegrenzung 

von 1900 m hinaus erweitert 

werden, ist der Einsatz eines Repeaters zu 

erwägen. Der Aufbau des Segments hinter 

dem Repeater ist vom verantwortlichen Leiter 

zu begutachten und schriftlich zu genehmigen. 

Im Allgemeinen werden Repeater nicht zum 

Erreichen größerer Entfernungen eingesetzt, 

sondern um eigensichere Segmente miteinander 

zu verbinden. Da eine Schutzbarriere 

nur wenige Geräte unterstützt (3 bis Geräte 

gemäß dem Entity-Modell bzw. 6 bis 8 Geräte 

gemäß dem FISCO-Konzept), werden in 

einem Netzwerk mehrere Barrieren benötigt, 

um eine Auslastung von 16 Geräten pro Netzwerk 

zu erreichen. 

Anmerkung: 

In Fällen, in denen es aus wirtschaftlichen 

Gründen gerechtfertigt ist, kann ein Repeater 

in Betracht gezogen werden, um die Gesamtlänge 

eines Segments zu vergrößern. Das ist 

üblicherweise dann erforderlich, wenn die 

H1-Schnittstellenkarte nicht relativ nahe am 

Prozess installiert werden kann (z.B. ausgedehnte 

Systeme). 

Repeater bereinigen das Signal, indem sie es 

verstärken, dessen Timing wiederherstellen 

und dadurch die Zuverlässigkeit der Kommunikation 

erhöhen. Ein Repeater kann daher 

auch bei Netzwerken unter 1900 m Gesamtlänge 

eingesetzt werden, um deren Robustheit 

zu erhöhen. 

5.5 FOUNDATION Fieldbus-Leitungen 

FF-Leitungen werden in Abschnitt 6.2 

besprochen. Siehe auch Abschnitt 6.3.7. 

5.6 FOUNDATION Fieldbus-Anschlussboxen 

Es wird empfohlen, alle Haupt- und Stichleitungen 

in den Anschlussboxen der Anlage, 

einschließlich Durchgangs-Hauptleitungen 

ohne Abzweigung, über die speziell für den 

FOUNDATION Fieldbus entwickelten Verdrahtungsblöcke 

abzuschließen. Eine Alternative 

ist die Verwendung von „Bricks“; das sind 

wetterfeste Boxen mit eingegossenen 

Steckverbindern, die ohne herkömmliche 

Anschlussboxen verwendet werden können. 

Anmerkung: 

Fieldbus gestattet die Verwendung gewöhnlicher 

Klemmenblöcke. Der Anwender muss 

sich jedoch dessen bewusst sein, dass die 

Verdrahtung zu allen Geräten am Netzwerk 

über parallele Anschlüsse zu erfolgen hat. 

Die Verdrahtungsblöcke/Anschlussboxen 

oder Bricks sollten die folgenden Bedingungen 

erfüllen: 

• Zwei getrennte Anschlussmöglichkeiten für 

das Fieldbus-Hauptkabel. 

• Integrierten Kurzschlussschutz für Stichleitungen; 

der maximale Strom für die 

Abzweigung wird durch die betreffende 

Bereichsklassifikation und den für das 

Netzwerk verfügbaren Strom begrenzt. 

Abzweigkreise sollten den Staub-Zündschutzbedingungen 

genügen. 

Anmerkung: 

Der Kurzschlussschutz kann an den Klemmenblock 

des Fieldbus-Hauptkabels angeschlossen 

sein. 



• Steckverbinder für Haupt- und Stichleitungen. 

• Eine Anzeige für jede Stichleitung, wenn 

diese kurzgeschlossen und dadurch in der 

Strombegrenzung ist. 

• Anzeige, ob die Bus-Spannungsversorgung 

vorhanden ist. 

• Einhaltung elektrischer Vorschriften (z.B. 

CSA oder FM), Zulassung für Ex n; Class 1, 

Division 2, Groups B, C, D oder Zone 2, IIA, 

IIB, IIC. 

• Leiterabmessungen: 12-24 AWG 

• Temperaturbereich: –45° bis 70°C. 

• DIN-Schienenmontage (Klemmenblöcke). 

• Erhältlich in Konfigurationen für 4, 6 und 8 

Abzweigungen. 

Geräte, die zu einem Regelkreis gehören, Teil 

des gleichen Netzwerks/Segments sein müssen. 

Ausnahme: 

Inaktive Fieldbus-Hauptleitungspaare, die als 

Reserve vorgesehen sind, dürfen gemäß 

Standards des Endanwenders mit konventionellen 

Klemmenblöcken terminiert sein. 

Anmerkung: 

Verdrahtungsblöcke mit integriertem Kurzschlussschutz 

verhindern, dass ein Kurzschluss 

in einem Gerät oder einer Stichleitung 

den ganzen Fieldbus außer Betrieb setzt. 

Typischerweise entsteht eine zusätzliche Last 

von 10 mA, wenn die betreffende Stichleitung 

kurzgeschlossen ist. 

Der Systemaufbau sollte gründlich studiert 

werden und geklärt sein, bevor die Planung 

des Netzwerks und der individuellen Segmente 

erfolgt. Um die Fieldbus-Segmente 

effektiv zu planen, müssen die Anlagenpläne 

mit den Mess- und Regelgeräten vorliegen, 

deren Örtlichkeiten festgelegt und Geländepläne 

vorhanden sein. 

Anmerkung: 

Vor der Definition der Fieldbus-Segmente 

sollte die Prozess-Regelungsstrategie geklärt 

und komplett sein, die Schaltpläne mit den 

Mess- und Regelgeräten vorhanden sein und 

die Örtlichkeiten festgelegt sein. Dies sind 

notwendige Bedingungen, um die Regelung 

verteilt in der Anlage zu realisieren, da alle 


Richtlinien für den Fieldbus 

Netzwerk/Segmententwurf 

6.1 Topologie von FOUNDATION Fieldbus 

Netzwerken/Segmenten 

Bei der Installation des Feldbusses sind die 

Linientopologie mit Stichleitungen („Spur“) 

oder die Baumtopologie („Tree“) oder eine 

Kombination der beiden zu verwenden. Der 

Aufbau einer Linientopologie durch Weiterschleifen 

des Hauptkabels („Daisy chaining“) 

darf nicht verwendet werden! 

Anmerkung: 

Der Anschluss der Komponenten von Fieldbus-Segmenten 

kann anhand unterschiedlicher 

Topologien erfolgen. Die gewählte 

Topologie wird oft, aber nicht immer 1 durch 

die Örtlichkeiten der realen Geräte vorgegeben, 

um Installationskosten zu sparen. Daher 

werden zum Entwurf der Fieldbus-Segmente 

zusätzlich zu den Anlagenplänen mit der 

Instrumentierung und dem Verzeichnis der 

Geräte auch die Beschreibungen der Regelkreise 

und Orts-/Geländepläne benötigt. 

Stichleitungen sind an den Bus über strombegrenzende 

Anschlüsse anzuschließen, um 

einen Kurzschlussschutz zu gewährleisten 

und um die Möglichkeit zu bieten, an den 

Feldgeräten zu arbeiten, ohne über eine spezielle 

Genehmigung für die Gerätewartung im 

laufenden Betrieb zu verfügen. Die Strombegrenzung 

sollte einen Geräteanschluss 

unter Staub-Zündschutz- oder eigensicheren 

Bedingungen ermöglichen. 

Anmerkung: 

Die Absenkung und Strombegrenzung kann 

über Anschlussblöcke in den Anschlussboxen 

oder „Bricks“, die in der Anlage montiert sind, 

bereitgestellt werden. 

1) Der Wunsch, die Regelung verteilt direkt im Feld zu implementieren, 

bestimmt die Notwendigkeit, alle zum betreffenden 

Regelkreis gehörenden Geräte am gleichen Segment 

anzuschließen. 

Die Verbindung vom Verteilerschrank/Host 

zur ersten Anschlussbox in der Anlage für die 

in 6.1.2, 6.1.3 und 6.1.4 dargestellten Topologien 

erfolgt oft über ein Kabel mit mehreren 

individuell abgeschirmten Leiterpaaren der 

gleichen Art (ITC) und mit gleichen Leiterdimensionen, 

wie es auch für die einzelnen 

Netzwerk- und Stichleitungen verwendet wird. 

6.1.1 Punkt-zu-Punkt-Topologie 

Diese Topologie kennzeichnet ein Netzwerk 

mit nur zwei Teilnehmern. Das Netzwerk kann 

sich komplett in der Anlage befinden (z.B. ein 

Messumformer und ein Ventil, die nicht anderweitig 

verbunden sind) oder es kann ein 

Feldgerät sein, das an ein Hostsystem angeschlossen 

ist (und Regelungs- oder Überwachungsaufgaben 

ausführt). Diese Topologie 

ist nachfolgend dargestellt, sollte aber nicht 

verwendet werden. Sie bietet keine wirtschaftliche 

Lösung, außer im folgenden Fall. 

zur H1- 

Schnittstellenkarte 

(Anschlussbox) 

Abbildung 6.1 Beispiel für die Punkt-zu-Punkt-Topologie 

Anmerkung: 

Bis zu dem Zeitpunkt, zu dem auch die Spezifikationen 

für den sicherheitsgerichteten 

FOUNDATION Fieldbus vorliegen, ist die Punktzu-Punkt-Verbindung 

die einzige Möglichkeit, 

wie der Anwender die Fieldbus-Technologie 

in sicherheitsgerichteten Applikationen zertifizieren 

lassen und anwenden kann. 

6.1.2 Baum-Topologie („Tree“, „Chicken 

Foot“) 

Diese Topologie besteht aus einem einzelnen 

Feldbus-Segment, das an eine Anschlussbox 

angeschlossen ist, um ein Netzwerk zu bilden. 

Die Topologie kann am Ende eines 

Hauptkabels verwendet werden. Sie ist praktisch, 

wenn die Geräte des gleichen Segments 

zwar auseinander, aber doch in der 

Nähe der Anschlussbox liegen. Bei Verwendung 

dieser Topologie ist die maximale Länge 

der Stichleitungen zu beachten. Maximale 

Längen von Stichleitungen werden in 6.2.4 

behandelt. Die Topologie ist nachfolgend in 

Abbildung 6.2 dargestellt. 




Hauptleitung 

Baum-Topologie 

Abbildung 6.2 Beispiel für die Baum-Topologie 

Diese Topologie wird vorzugsweise eingesetzt, 

wenn eine vorhandene Verdrahtung 

weiterverwendet werden soll, da sie einer 

konventionellen Installation am meisten ähnelt 

und daher die optimale Verwendung der 

existierenden Infrastruktur ermöglicht. 

Die Baum-Topologie sollte in den folgenden 

Situationen verwendet werden: 

• bei nachträgliche Installationen 

• bei einer hohen Dichte von Fieldbus- 

Geräten in einem bestimmten Bereich 

• bei Verwendung des High Speed Ethernets 

(HSE) 

Die Topologie gestattet auch maximale Flexibilität 

bei der Konfiguration und Zuordnung 

von Geräten zu Netzwerken/Segmenten. 

6.1.3 Linientopologie mit Stichleitungen 

Diese Topologie besteht aus Fieldbus-Geräten, 

die jeweils mit einem einzelnen Kabel an 

ein Bus-Segment, das über mehrere Anschlüsse 

verfügt, angeschlossen sind. Dieses 

Kabel wird auch als Stichleitung („Spur“) 

bezeichnet. Die Technologie ist technisch in 

Ordnung, stellt aber generell nicht die kostengünstigste 

Lösung dar. 

zur H1- 


Linientopologie mit 

Stichleitungen 

Stichleitung 

zur H1- 


Anschlussbox 

(AB) 

(AB) (AB) (AB) (AB) 

Abbildung 6.3 Beispiel für die Stich-Topologie 

Busse in Linientopologie mit Stichleitungen 

sollten in neuen Installationen, die eine geringe 

Gerätedichte in einem Bereich aufweisen, 

eingesetzt werden. Die Stichleitungen sind an 

den Bus über strombegrenzende Anschlüsse 

anzuschließen (30 mA, bzw. geeignet für das 

Gerät der entsprechenden Abzweigung), 

damit ein Kurzschlussschutz gegeben ist. 

6.1.4 Kombinierte Topologie 

Alle Kombinationen aus den zuvor beschriebenen 

Topologien müssen alle Bedingungen 

für die maximale Länge von Fieldbus-Netzwerken/Segmenten 

erfüllen, wobei auch die 

Gesamtlänge aller Stichleitungen zu berücksichtigen 

ist. Diese Busaufbauten werden 

vorzugsweise eingesetzt, wenn Bricks mit 

entsprechenden Anschlusskabeln verwendet 

werden. Stichleitungen dürfen nur vom 

Hauptkabel abgehen und nicht von anderen 

Stichleitungen. 

Kombinierte 

Topologie 

Anschlussbox 

zur H1- 


Anschlussbox 

Abbildung 6.4 Beispiel für eine kombinierte Topologie 

6.1.5 „Daisy Chain“-Topologie 

Diese Topologie besteht aus einem Netzwerk/ 

Segment, bei dem die Verbindung von Gerät 

zu Gerät erfolgt und direkt an den Anschlussklemmen 

des Geräts hergestellt wird. Diese 

Topologie ist in Abbildung 6.5 dargestellt. 

Diese Topologie sollte nicht verwendet werden, 

da sie aus Wartungsgründen nicht 

akzeptabel ist. 

Anmerkung: 

Die Daisy Chain-Topologie wird nicht verwendet, 

da es hier nicht möglich ist, Geräte im 

Betrieb vom Netzwerk/Segment zu entfernen 

oder hinzuzufügen, ohne den Betrieb anderer 

Geräte zu unterbrechen. Auch führt der Ausfall 

eines Geräts dazu, dass alle nachfolgenden 

Geräte beeinträchtigt werden. 

zur H1- 


Daisy Chain- 

Topologie 

A ht i ht d ! 

Abbildung 6.5 Beispiel für die Daisy Chain-Topologie 




6.2 Verdrahtung des FOUNDATION Fieldbus 

6.2.1 Kabelarten 

Für neue Installationen von FOUNDATION Fieldbus-Netzwerken 

oder zur Erreichung einer 

maximalen Performance kann ein speziell für 

den FOUNDATION Fieldbus entwickeltes Kabel 

mit verdrillten, individuell abgeschirmten 

Leiterpaaren und einer Gesamtabschirmung 

verwendet werden. Das spezielle Fieldbuskabel 

bietet jedoch nicht immer derart signifikante 

Vorteile gegenüber einem Standard- 

Buskabel, das zu einem attraktiveren Preis 

erhältlich ist. 

Leiterstärke 

Abschirmung 

Signaldämpfung 

Maximale 

Kapazität 

Charakteristische 

Impedanz 

18 GA (0,8 mm 2 ) 

90% Abdeckung 

3 db/km bei 39 kHz 

150 pF/m 

100 Ohm +/- 20% 

bei 31,25 kHz 

Tabelle 6.1 Typische Kabelkennwerte gemäß IEC-Norm 

für die Bitübertragungsschicht 

Anmerkung: 

Verdrillte Leiterpaare werden anstelle paralleler 

Leiter verwendet, um das Eindringen externer 

Störungen zu reduzieren. Weiterhin 

reduziert eine Abschirmung um die Leiterpaare 

die Störempfindlichkeit noch weiter. 

Typ Meter Impedanz 

Ohm 

Widerstand 

Signaldämpfung 

(db/km) 

Beschreibung 

A 1900 / 6270 100 22 3 einzeln abgeschirmte Paare 

B 1200 / 3960 100 56 5 Mehrere Paare mit Gesamtabschirmung 

C 400 /1320 Unbekannt 132 8 Mehrere Paare ohne Absch. 

D 200 / 660 Unbekannt 20 8 Mehrfachleiter, ohne Absch. 

Tabelle 6.2 Spezifikationen für Fieldbus-Kabel 

Wird im Projekt keine der oben spezifizierten 

Kabelarten eingesetzt, sollte das Kabel vor 

der Installation mit einer Länge, die um 25% 

über der projektierten maximalen Länge liegt 

und Fieldbussignalen getestet werden. Die 

Tests müssen die Überprüfung der Signale 

am Ausgang der Spannungsversorgung und 

am entfernten Ende des Kabels beinhalten. 

Kabel für FF-Installationen müssen entsprechend 

signiert sein („Type ITC (16 Gauge)“) 

und sind in Kabelkanälen zu verlegen. Alle 

Kabel sollen ein oder mehrere verdrillte Leiterpaare 

mit individueller Abschirmung enthalten. 

Mehrpaarige Kabel sollen über eine 

Gesamtabschirmung verfügen. 

Das Fieldbus-Kabel sollte eine besondere 

Farbe haben, um es leicht von den herkömmlichen 

4-20 mA-Kabeln unterscheiden zu 

können. 




Anmerkung: 

Beim Übergang auf die Fieldbus-Technologie 

und deren Weiterentwicklung wird es auch 

weiterhin noch für einige Zeit 4-20 mA- 

Signale in den Anlagen geben. Es ist daher 

von Vorteil, wenn die entsprechenden Kabel 

sich unterscheiden. Diese Unterscheidung 

kann z.B. an den Kabelenden durch die 

Verwendung entsprechender Fahnen oder 

von farbigem Schrumpfschlauch erfolgen. 

Fieldbus-Signale und 4-20 mA-Signale können 

auch im gleichen Kabel geführt werden, 

wenn dieses mehrere Leiterpaare, die individuell 

abgeschirmt sind, enthält. Das kann beispielsweise 

sehr praktisch sein, wenn es 

erforderlich ist, in der Anlage noch so lange 

ein herkömmliches Instrument zu installieren, 

bis eine Fieldbus-Version des Geräts erhältlich 

ist. Wenn das Gerät dann als Fieldbus- 

Ausführung vorliegt, kann es relativ einfach 

via Anschlussbox in das Fieldbus-Netzwerk 

integriert werden. 

Die Leiter müssen eine flammwidrige Isolation 

aus thermoplastischem Elastomer besitzen 

und sollten bezüglich Farbvereinbarungen 

und Polaritätskennzeichnungen mit der vorhandenen 

Anlage übereinstimmen. Die Kabel 

sollten wie folgt beschaffen sein: 

• Geeignet für die elektrische Klassifikation 

des entsprechenden Bereichs 

• Geeignet für die Verwendung im Freien in 

Kabelkanälen 

Der Kabelmantel muss aus flammwidrigem 

Polyvinylchlorid (PVC) bestehen. 

6.2.2 Kabellänge 

Die maximal zulässige Länge eines Fieldbus- 

Kabels beträgt 1900 m, außer bei der Verwendung 

von Repeatern. Diese Segment- 

Gesamtlänge wird berechnet, indem zur 

Länge der Hauptleitung die Längen aller von 

ihr abzweigenden Kabel dazugezählt werden. 

Segment-Gesamtlänge = Hauptleitung + alle 


Anmerkung: 

Die angegebene maximale Länge ist in den 

Fieldbus-Normen ISA 50.02 spezifiziert. 

Aufgrund von Erfahrungen aus Anlagen haben 

sich diese Längen als nicht mehr zeitgemäß 

erwiesen. Wie in der o.a. Spezifikation 

aufgeführt, ist die Länge eines Segments 

durch Spannungsabfall und nachlassende 

Signalqualität (z.B. durch Signaldämpfung 

und Verzerrung) begrenzt. Da die Endanwender 

ständig neue Erfahrungen hinzugewinnen, 

sollten diese Grenzen überarbeitet 

werden, um sie den tatsächlichen Gegebenheiten 

anzupassen. 

6.2.3 Hauptkabel („Trunk“) 

Für die Verlegung der Bus-Hauptleitung sind 

entweder vorgefertigte vergossene Kabel 

oder Industrie-Standard-Kabel mit individuell 

abgeschirmten verdrillten Leiterpaaren (16 

AWG), wie sie für Analogsignale eingesetzt 

werden, zu verwenden. Die Kabelführung 

sollte den für die Anlage gültigen Installations-Spezifikationen 

entsprechen. Eine Parallelführung 

zu Leistungskabeln ist möglichst 

zu vermeiden, und es ist für ausreichend 

Abstand und Abschirmung zu sorgen. 

Für alle Fieldbus-Hauptkabel sollten als Reserve 

an Leiterpaaren zusätzlich etwa 10% 

der verwendeten Leiterpaare vorgesehen 

werden, jedoch mindestens ein Reserve- 

Leiterpaar. Dies gilt für alle Hauptkabel zwischen 

Verteilerschränken und Anschlussboxen 

und zwischen den Anschlussboxen. 

Anmerkung: 

Die Entscheidung, ob die Verkabelung mit 

einzel- oder mehrpaarigen Kabeln ausgeführt 

wird, hängt von der Anzahl der in der Anlage 

installierten Netzwerke/Segmente ab. 

Typischerweise ist das Hauptkabel mehrpaarig, 

wenn mehr als ein Netzwerk/Segment in 

dem betreffenden Bereich erforderlich ist 

oder das Netzwerk/Segment bis zum Maximum 

aufgerüstet werden soll. Firmen verfügen 

häufig über eigene Richtlinien bezüglich 

Reservekapazitäten zur Vervollständigung 

eines Projekts. Die hier angegebenen Werte 




sind daher lediglich als Anhaltswerte zu verstehen 

in Fällen, in denen noch keine eigenen 

Standards eingerichtet wurden. 

6.2.3.1 Wird ein FOUNDATION Fieldbus in einer 

Braunkohle-Abbauanlage eingesetzt, sollten 

die verwendeten, vorhandenen Hauptkabel 

speziell auf ihre Eignung zur erneuten Verwendung 

getestet werden. Dieser Test kann 

mit den Kabelprüfgeräten Relcom FBT-3 und 

FBT-5 erfolgen. 

Anmerkung: 

Zur Zeit sind diese die einzigen Hand-Prüfgeräte 

für diese Aufgabe. 

6.2.4 Stichleitungen 

Eine Stichleitung kann zwischen 1 m und 200 

m lang sein. Eine Abzweigung unter 1 m wird 

als „Splice“ (Spleißverbindung) bezeichnet. 

Anmerkung: 

Eine Stichleitung mit maximal 200 m kann als 

Übertragungsleitung vernachlässigt werden 

und als gleichwertige Kapazität aufgefasst 

werden. Hinweis: ein Viertel der Wellenlänge 

bei den H1-Frequenzen beträgt über 2 km. 

Die zulässigen Längen der Stichleitung in diesem 

Dokument sind um einiges großzügiger 

bemessen als in den FF-Verdrahtungsrichtlinien; 

die hier angegebenen Werte beruhen 

jedoch auf der Theorie von Übertragungsleitungen, 

Labortests und Erfahrungen aus 

Anlageninstallationen. Das strikte Festhalten 

an den originalen ISA 50-Verdrahtungsrichtlinien 

kann unnötige und teure Einschränkungen 

bei der FF-Anlagenverdrahtung verursachen. 

An eine Stichleitung darf nur ein einzelnes 

Feldbusgerät angeschlossen werden. 

Anmerkung: 

Da ein Verdrahtungsblock mit Kurzschlussschutz 

verwendet wird, ist der Segmentaufbau 

auf ein Gerät pro Stichleitung 

begrenzt. 

Die maximale Länge einer Stichleitung beträgt 

200 m. Als Länge gilt die Kabellänge 

zwischen Verdrahtungsblock und FF-Gerät. 

Anmerkung: 

Eine Stichleitung darf nur vom Hauptkabel 

ausgehen. Das Hauptkabel ist der Hauptstamm 

des Busses und muss an beiden Enden 

mit Abschlusswiderständen abgeschlossen 

werden. 

Während unterminierte Stichleitungen generell 

bis zu 200 m zulässig sind, erfordern alle 

Stichleitungen über 100 m zusätzlich die 

Genehmigung des Betriebsleiters. Ein Grund 

für die Auswahl der Linientopologie mit Stichleitungen 

mit mehreren Busanschlüssen ist 

die Forderung, lange Stichleitungen zu vermeiden 

und Abzweigungen unter der empfohlenen 

Länge von 30 m zu halten. Längere 

Abzweigungen können u.U. erforderlich sein, 

um den Bus aus Bereichen mit hohem Gefahrenpotential 

herauszuhalten. 

6.3 FOUNDATION Fieldbus-Spannungsversorgung, 

Erdung und Blitzschutz 

6.3.1 Spannungsversorgung 

Die Fieldbusgeräte können je nach Geräteausführung 

entweder lokal oder über den Bus 

mit Spannung versorgt werden. 

Anmerkung: 

Bus-versorgte Geräte benötigen typischerweise 

10 bis 30 mA Strom bei einer 

Spannung zwischen 9 und 32 V. Jedes 

Netzwerk/Segment, das für eine 

Betriebsspannung unter 15 V ausgelegt ist, 

sollte normalerweise einen Warnhinweis in 

der Dokumentation bezüglich zusätzlicher 

Lasten enthalten. Die minimale 

Netzwerk/Segmentspannung sollte in der 

Netzwerkdokumentation immer angegeben 

werden. 

Der gesamte Strombedarf aller Geräte am 

Netzwerk darf nicht die Bemessungsgrenzen 

der FOUNDATION Fieldbus-Spannungsversorgung 

überschreiten. Beim Netzwerkentwurf 

sind zu berücksichtigen: 




• der Gesamt-Ruhestrom aller Geräte 

• ein Kurzschlussfehler in einer Stichleitung 

(d.h. zusätzliche Belastung von 10 mA) 

• 25% zusätzliche Strombelastung über den 

beiden vorhergenannten Punkten. 

Die Anzahl der über den Bus versorgten 

Geräte (2-Leiter-Geräte) in einem Segment 

wird durch die folgenden Faktoren begrenzt: 

• Ausgangsspannung der FOUNDATION 

Fieldbus-Spannungsversorgung. 

• Stromaufnahme der einzelnen Geräte. 

• Örtliche Lage des Geräts im Netzwerk 

(wegen Spannungsabfall). 

• Örtliche Lage der FOUNDATION Fieldbus 

Spannungsversorgung. 

• Widerstand der verwendeten Kabel (d.h. 

Kabeltyp). 

• Minimal zulässige Betriebsspannung der 

einzelnen Geräte. 

• Zusätzliche Strombelastung, verursacht 

durch einen Kurzschluss in einer Stichleitung, 

ca. 10 mA. 

Anmerkung: 

Die Länge eines Feldbus-Verdrahtungssystems 

und die Anzahl der Geräte in einem 

Netzwerk/Segment werden durch die Spannungsverteilung, 

Signaldämpfung und Signalverzerrung 

begrenzt. ISA 50.02 enthält 

Schätzwerte, wie lange ein Feldbus-Kabel 

sein darf und trotzdem noch eine ausreichende 

Signalqualität vorhanden ist (d.h. akzeptable 

Signaldämpfung und Verzerrung). Die Berechnung 

der Spannungsverteilung für ein 

Netzwerk/Segment ist relativ einfach und 

kann leicht ausgeführt werden. 

Bei der Anzahl von Geräten im Netzwerk 

spielt auch die Risikobetrachtung und das 

Risikomanagement der Geräte bei einem 

Einzelfehler eine Rolle. Siehe Abschnitt 6.4. 

6.3.2 Polarität 

Die Polarität der Verdrahtung ist während der 

Segmentplanung und der Installation zu beachten 

und konsequent beizubehalten. 

Anmerkung: 

Die Verdrahtungspolarität ist ein kritischer 

Punkt, da einige Feldbusgeräte polaritätsabhängig 

sind. Bei Verdrahtung mit falscher 

Polarität kann daher ein Gerät ggf. nicht 

arbeiten. 

6.3.3 Erdung 

Signalkabel dürfen nicht als Erde verwendet 

werden. Die Sicherheitserdung der Geräte 

muss über einen separaten Leiter außerhalb 

der Signalkabel erfolgen. Feldbusgeräte dürfen 

auf keinen Fall und an keiner Stelle des 

Netzwerks über irgendeinen Leiter der verdrillten 

Leiterpaare mit Erde verbunden werden. 

Feldbussignale werden als Differenzsignale 

auf den Bus gelegt und verbreiten 

sich als solche über das ganze Netzwerk. Ein 

alternatives Erdungsverfahren, wie es in 

Europa verwendet wird, ist in Abb. 6.6 dargestellt. 

100 Ω 

1,0 μF 

Abschluss der Segmente 

Anmerkung: 

Dieses Vorgehen entspricht der Erdung der 

herkömmlichen Instrumentierung. Die Abschirmung 

über den verdrillten Leiterpaaren 

dient dem Fernhalten von Störsignalen, die 

sich mit den Nutzsignalen überlagern könnten. 

Spannungsversorgungseinheit 

oder 

FF- 

Schnittstelle 

Feldgerät 

Vermeidung von DC-Spannungsaufbau 

und Reduktion von elektromagnetischen 

Interferenzen 

Abbildung 6.6 Alternativer Segmentabschluss 

Die Abschirmung der Netzwerkkabel ist nur 

an einem Punkt zu erden, nämlich am Anschlusspunkt 

des Hosts. Die Abschirmung 

der Kabel darf an den jeweiligen Feldgeräten 

nicht mit der Erde oder dem Chassis verbunden 

werden. 

100 Ω 

1,0 μF 




Die Ein-/Ausgangssignalleitungen der Feldgeräte 

dürfen ebenfalls nicht zur Erdung verwendet 

werden. Ist eine Sicherheitserdung für 

ein Instrument erforderlich, ist ein separater 

Leiter zu verwenden. Der Leiter darf sich in 

diesem Fall im gleichen Kabel befinden wie 

die Signalleitungen (und deren Abschirmung) 

des Geräts, soll aber außerhalb der Abschirmung 

der Signalleiter liegen. 

Feldbusgeräte dürfen auf keinen Fall und an 

keiner Stelle des Netzwerks über irgendeinen 

Leiter der verdrillten Leiterpaare mit Erde verbunden 

werden. 

Anmerkung: 

Die Erdung irgendeines Fieldbus-Leiters führt 

dazu, dass die komplette Kommunikation 

während der Dauer des Kontakts mit Erde 

zusammenbricht. 

6.3.4 Abschirmung 

Die Abschirmung ist im Verteilerschrank am 

Host-Ende (Spannungskonditionierer) zu 

erden und darf an keiner anderen Stelle des 

Netzwerks mit Erde verbunden werden. Wenn 

mehrere Hauptkabel in eine Anschlussbox in 

der Anlage gehen, verbinden Sie auf keinen 

Fall die Abschirmungen verschiedener Netzwerke. 

Dadurch entstehen Erdschleifen, die 

Störungen im Netzwerk verursachen. 

6.3.5 Blitz-/Überspannungsschutz 

Wo mit Überspannungen zu rechnen ist (z.B. 

Gegenden mit hohem Blitzaufkommen oder 

Örtlichkeiten, wo große induktive Lasten geschaltet 

werden), sollte ein Blitz-/Überspannungsschutz 

angebracht werden. Der Überspannungsschutz 

besteht aus Silizium-Lawinendioden 

mit geringer Kapazität oder 

Schutzfunkenstrecken, verdrahtet sowohl für 

Gegentakt- als auch Gleichtaktschutz, die an 

das Sicherheits-Erdungsnetz angeschlossen 

sind. Üblicherweise werden Feldgeräte in 

Tanklagern oder oben auf Destillationskolonnen 

auf diese Weise geschützt. 

Es ist äußerst wichtig, dass der Überspannungsschutz 

nicht zu einer messbaren 

Signaldämpfung des Fieldbussignals führt. 

Anmerkung: 

Die zu erwartenden Überspannungswerte in 

den Signalleitern innerhalb der Abschirmung 

sind relativ gering, sofern die Regeln zur Erdung 

der Abschirmung befolgt werden. Eine 

Stromspitze von 1 kA für 8/20 s (wellenförmig) 

sollte keine Auswirkungen haben. 

Lawinendioden bilden bei Ausfall in der Regel 

einen Kurzschluss. Wo dies ein Problem ist, 

können die Überspannungsschutzeinheiten 

über eine Sicherung in Serie angeschlossen 

werden. 

6.3.6 Feldbusabschlusswiderstände 

Alle Abschlusswiderstände in der Anlage sind 

in Anschlussboxen zu installieren. In den 

Fieldbusgeräten dürfen keine Abschlusswiderstände 

installiert werden. 

Anmerkung: 

Ein Signal in einem Leiter wird reflektiert, 

wenn es auf eine Diskontinuität wie ein offenes 

oder geschlossenes Ende trifft. Die Reflektion 

ist eine Störung, die das Originalsignal 

beeinträchtigt. An den Enden von Fieldbuskabeln 

werden daher Abschlusswiderstände, 

die aus einer Reihenschaltung einer 

Kapazität und eines Widerstands bestehen, 

eingesetzt. Dadurch werden Signalreflektionen 

verhindert. 

6.3.7 Repeater 

Anmerkung: 

Ein Repeater zählt wie ein Feldgerät im 

Netzwerk. Bei Einsatz eines Repeaters reduziert 

sich die Anzahl der max. betreibbaren 

Feldgeräte an beiden Segmenten um 1. Er 

gestattet den Anschluss eines kompletten 

neuen Segments. Durch Hinzufügen eines 

Repeaters wird ein neues Segment erzeugt. 

Repeater können verwendet werden, um das 

Netzwerk in eine Anzahl kleinerer Segmente 

aufzuteilen. 

Wird dem Netzwerk ein Repeater hinzugefügt, 

entsteht ein neues Segment. Folgende 

Punkte sind dabei zu beachten: 




• Das neue Segment ist an beiden Enden mit 

Abschlusswiderständen abzuschließen. 

Repeater zählen bei der physikalischen Geräteanzahl 

am Bus als ein Gerät. Die Anzahl 

der Geräte kann mit Hilfe von Repeatern je 

nach Feldbustyp bis zum Maximum ausgebaut 

werden. 

Hinweis: Hostsystem und Netzwerktiming 

werden höchstwahrscheinlich an ihre Grenzen 

stoßen, bevor das physikalische Maximum an 

Geräten erreicht ist. 

Werden Barrieren mit eingebauten Repeatern 

verwendet, erhält man 4 Geräte pro Barriere 

gemäß dem Entity-Konzept bzw. 8 Geräte 

gemäß dem FISCO-Modell. Die Repeaterfunktion 

gestattet den Anschluss von 4 Segmenten 

bei Entity bzw. 2 Segmenten bei 

FISCO für explosionsgefährdete Bereiche. 

Damit kann in beiden Fällen ein Netzwerk mit 

16 Geräten gebildet werden. 

Die tatsächliche Anzahl an möglichen Geräten 

kann je nach Feldbustyp, Art der Spannungsversorgung 

und Leistungsaufnahme der 

Geräte selbst unterschiedlich sein. 

Spannungsversorgungseinheiten müssen den 

Vorschriften und Leistungsanforderungen von 

IEC 61158-2 entsprechen und sollten möglichst 

eine Anzeige- bzw. Meldefunktion bei 

zu niedriger Ausgangsspannung beinhalten. 

Spannungskonditionierer sollten als redundante 

Einheiten eingesetzt werden, die einen 

reibungslosen Übergang von der einen zur 

anderen Einheit gestatten. Primär- und Sekundärspannungsquellen 

sollten physikalisch 

getrennt sein und keine gemeinsame Rückwandplatine 

oder Wechselspannungsquelle 

haben. Die Spannungsversorgung kann an 

jeder Stelle des Netzwerks angeschlossen 

werden. 

In der Praxis bieten die Hersteller die Spannungsversorgung 

meist als integrales Element 

des Hostsystems an. 

6.4 Risiko-Management bei FOUNDATION 

Fieldbus-Segmenten 

Von jedem Endanwender ist für seine Anlage 

eine Risikoabschätzung zu erstellen und zu 

dokumentieren, aus der eine Gefahrenphilosophie 

(Methode) abgeleitet wird, wie die 

Feldbusgeräte auf das Netzwerk/die Segmente 

zu verteilen sind. 

Es können dazu vorhandene Risikoabschätzungen 

für Anlagenbereiche oder bestehende 

Schrank-/Karten-Belegungsverfahren 

verwendet werden. Die Philosophie sollte die 

Trennung der Netzwerke/Segmente, Anzahl 

der Segmente pro H1-Port etc. berücksichtigen. 

Die Ergebnisse der Risikoanalysen sind 

in den Netzwerk/Segmentplänen deutlich 

auszuweisen. Die Topologie ist so zu planen, 

dass Einzelfehler möglichst minimiert werden. 

Die folgende Risiko-Einstufung für Ventile und 

Belegung für Netzwerke/Segmente sollten 

verwendet werden. Für eine wohlüberlegte 

Belegung der Fieldbus-Segmente sind zunächst 

Ventile nebst zugehöriger Elektronik 

einzustufen. Folgende Einstufungen sollten 

für alle Ventile und Segmente vorgenommen 

werden. 

Anmerkung: 

Die Einschränkungen bezüglich Systemaufbau 

sollen eine Minimierung der Auswirkungen 

von menschlichen Fehlern und Interoperabilitätsproblemen 

auf die Zuverlässigkeit der 

Anlage bewirken. Die Intention der Entwürfe 

gemäß Level 1 und Level 2 ist, die Anzahl und 

Unterschiedlichkeit der Geräte in einem Netzwerk 

klein zu halten, so dass in einem Segment 

nur ein Minimum an Interaktion erforderlich 

ist. Weniger ist besser, jedoch kann 

eine Einheit mit einer größeren Anzahl abhängiger 

Service-Ventile es erforderlich machen, 

die Anzahl der Ventile für Level 1 und Level 2 

auf 3 zu erhöhen. 

Geräte, die Teil eines allgemeinen Zuverlässigkeitskonzepts 

sind, sollten sich nicht am 

gleichen Netzwerk befinden (den gleichen 

Host-I/O-Regler teilen), und, falls möglich, 

nicht die gleiche Rückwandplatine verwenden, 

um die Anzahl möglicher gemeinsamer 

Fehlerpunkte zu minimieren. 




Redundanter Regler 

Redundante H1-Schnittstelle 

Redundante Spannungsversorgung 

Kapazität der DC-Spann.vers.batterie 

Redundante Leistungsregler 

Field Backup LAS 

Regler in Ventilpositionierung 

Regler im Messumformer 

Regler im Hostgerät 

Komponenten für das Risikomanagement 

notwendig 

notwendig 

notwendig 

notwendig - 30 min Minimum 

notwendig 

notwendig 

Risikoabschätzung von Ventil/Segment notwendig 

Maximale Geräteanzahl pro Segment 

Maximale Ventilanzahl pro Segment 

Repeater 

empfohlen für einfache Regelkreise 

nur für Kaskade-Primärkreis 

Tabelle 6.2 Komponenten für des Risikomanagement 

notwendig für komplexe Regelkreise 

12 (Standard, wenn nicht andere Angaben 

in Abschnitt 6.4 oder 6.7 vorliegen) 

4 (Standard, wenn nicht andere Angaben 

in Abschnitt 6.4 oder 6.7 vorliegen) 

erfordert Zustimmung des Projektleiters 

6.4.1 Multi-Variablen-Geräte 

Messumformer mit mehreren Eingängen/Variablen, 

die die Analogeingangs-Funktionsblöcke 

(AI) des FOUNDATION Fieldbus nutzen, 

können für die Regelung und Überwachung 

eingesetzt werden. Für einen Regelkreis sollte 

jedoch nur einer der Eingänge verwendet 

werden, die anderen Eingänge und Variablen 

des Messumformers können für Überwachungsaufgaben 

verwendet werden. 

Messumformer mit mehreren Eingängen/Variablen, 

die die Multi-Analogeingangs-Funktionsblöcke 

(MAI) des FOUNDATION Fieldbus 

nutzen, dürfen nur für die Überwachung eingesetzt 

werden. 

6.4.2 Diskrete Geräte 

Diskrete FF-Geräte (die DI/DO-Funktionsblöcke 

verwenden), dürfen im gleichen 

Netzwerk/Segment zu Steuerungs- und Überwachungsaufgaben 

eingesetzt werden. 

6.4.3 Level 1-Ventile und Netzwerke 

Der Ausfall eines Level 1-Ventils führt zu 

einem Ausfall des gesamten Systems, verursacht 

ein Herunterfahren der ganzen Einheit 

oder Verluste von über ca. 8,5 Mio €. In dieser 

Klassifikation wird der normale Ventil- 

Ausfall verwendet. 

Entwurfsrichtlinien: 

Level 1-Ventile und ihre zugehörigen Messgeräte 

(Messumformer) sollten an H1-Netzwerke 

angeschlossen sein, die ausschließlich 

für Level 1-Regelungsaufgaben verwendet 

werden. Ein Segment sollte nur ein Level 1- 

Ventil und zugehörigen Messumformer enthalten, 

wenn es im unabhängigen Betrieb 

arbeitet. Bei im abhängigen Betrieb arbeitenden 

Ventilen können zwei Ventile nebst zugehörigen 

Messumformern an ein Segment 

angeschlossen werden. Abhängig meint in 

diesem Zusammenhang, dass bei Ausfall 

eines der beiden Ventile die gleiche Anlagenkomponente 

betroffen ist (Beispiel: Ventile in 

der Brennstoffversorgung eines Brenners). 




Um die Interoperabilität sicherzustellen, könnte 

in Erwägung gezogen werden, alle Level 1- 

Feldgeräte in einem Regelkreis von einem 

einzigen Hersteller zu beziehen. Host-Schnittstellenkarten 

und Feldgeräte für alle Level 1- 

Kreise sind unabhängig voneinander auf Interoperabilität 

zu prüfen. Geräte und Schnittstellenkarten 

sind für die Betriebsspanne des 

Netzwerks auf kompatiblen Revisionsstufen 

zu halten. Falls erforderlich, sollten Aktualisierungen 

während geeigneter Anlagen-Leerlaufzeiten 

o.Ä. erledigt werden. 

Die Netzwerk-/Segmentpläne sollten die Risikoeinstufungen 

beinhalten und deutlich darauf 

hinweisen, dass keine weiteren Geräte 

an dieses Netzwerk/Segment angeschlossen 

werden dürfen. 


Der Ausfall eines Level 2-Ventils führt zu einem 

Ausfall des gesamten Systems, verursacht 

ein Herunterfahren der ganzen Einheit 

oder Verluste von über 85 000 €. Allerdings 

bieten die prozessdynamischen Auswirkungen 

eines Level 2-Ventils genügend Zeit, den 

Fehler schnell zu beheben, entweder durch 

rasche Fehlerbehebung oder durch Umschaltung 

auf manuelle Regelung. Für die Einstufung 

sind auch die von solchen Ventilen 

gesteuerten Behälter, deren Material, die geografische 

Lage und die Zugänglichkeit/Höhe 

des Ventils zu berücksichtigen. Der Unterschied 

zwischen Level 1- und Level 2-Ventilen 

liegt in der Möglichkeit, auf einen 

Einzelfehler zu reagieren. 

Anmerkung: 

Beispielsweise kann ein Ventil zur Füllstandsregelung 

eines Tanks mit einer Latenzzeit von 

weniger als drei Minuten aufgrund seiner eingeschränkten 

Zugänglichkeit zu einem Level 

1-Ventil werden, wenn der Tank ganz am 

Rand der Anlage liegt und das Sinken des 

Füllstands oder das Überschreiten des Hoch- 

Hoch-Pegels zu einem Abschalten der gesamten 

Einheit führt. 


Level 2-Ventile und ihre zugehörigen Messgeräte 

(Messumformer) sollten an H1-Netzwerke 

angeschlossen sein, die ausschließlich 

für Regelungsaufgaben verwendet werden. 

Ein Segment sollte nur ein Level 2-Ventil und 

den zugehörigen Messumformer enthalten, 

wenn es im unabhängigen Betrieb arbeitet. 

Bei zwei Level 2-Ventilen oder einem Level 2- 

und einem Level 3-Ventil, die im abhängigen 

Betrieb arbeiten, können zwei Ventile nebst 

zugehörigen Messumformern an ein Segment 

angeschlossen werden. Abhängig meint in 

diesem Zusammenhang, dass bei Ausfall 

eines der beiden Ventile die gleiche Anlagenkomponente 

betroffen ist (Beispiel: Ventile in 

der Brennstoffversorgung eines Brenners). 

Um die Interoperabilität sicherzustellen, könnte 

in Erwägung gezogen werden, alle Level 2- 

Feldgeräte in einem Regelkreis von einem 

einzigen Hersteller zu beziehen. Host-Schnittstellenkarten 

und Feldgeräte für alle Level 2- 

Kreise sind unabhängig voneinander auf Interoperabilität 

zu prüfen. Geräte und Schnittstellenkarten 

sind für die Betriebsspanne des 

Netzwerks auf kompatiblen Revisionsstufen 

zu halten. Falls erforderlich, sollten Aktualisierungen 

während geeigneter Anlagen-Leerlaufzeiten 

o.Ä. erledigt werden. 

Die Netzwerk-/Segmentpläne sollten die 

Risikoeinstufungen beinhalten und deutlich 

darauf hinweisen, dass keine weiteren Geräte 

an dieses Netzwerk/Segment angeschlossen 



Der Ausfall solcher Ventile führt kurzfristig 

nicht zu einem Ausfall der gesamten Anlage 

oder größeren Betriebsausfällen. Level 3- 

Ventile können in ihre Fehlerstellung fahren, 

ohne dass eine unmittelbare Reaktion des 

Operators erforderlich ist. 


Level 3-Ventile können sich auf Karten oder 

Netzwerken/Segmenten mit bis zu drei weiteren 

Level 3-Ventilen oder in einem Segment 




mit einem weiteren Level 2-Ventil befinden 

(siehe Abschnitt 6.7.2 zu weiteren Einschränkungen 

für die Anzahl von Ventilen in einem 

Segment). Netzwerke mit einer Level 3-Regelung 

enthalten in der Regel Produkte mehrerer 

(zugelassener) Hersteller einschließlich 

Geräten nur für Messzwecke. 

Geräte und Schnittstellenkarten sind für die 

Betriebsspanne des Netzwerks auf kompatiblen 

Revisionsstufen zu halten. Falls erforderlich, 

können Aktualisierungen im laufenden 

Betrieb erledigt werden. Die Netzwerk-/Segmentpläne 

sollten die Risikoeinstufungen 

beinhalten. 

6.4.6 Level 4-Segmente – keine Regelung 

Level 4-Geräte sind Geräte, die nur Messaufgaben 

erfüllen und nicht für die Regelung 

verwendet werden, aber in einer Weise konfiguriert 

werden können, dass sie die Regelung 

in einem Netzwerk/Segment stören könnten. 

Diese Klasse beinhaltet Kommunikationgeräte 

mit MAI-, MAO,- MDI- und MDO-Funktionsblöcken. 


Level 4-Geräte können in Segmenten bis zur 

maximal möglichen Geräteanzahl, die durch 

die Bandbreite des Netzwerks und andere 

physikalische Gegebenheiten bestimmt ist, 

vorhanden sein. Geräte und Schnittstellenkarten 

sind für die Betriebsspanne des Netzwerks 

auf kompatiblen Revisionsstufen zu 

halten. Falls erforderlich, können Aktualisierungen 

im laufenden Betrieb erledigt werden. 

Die Netzwerk-/Segmentpläne sollten die 

Risikoeinstufungen beinhalten. 

6.4.7 Kurzschluss von Netzwerken/ 

Segmenten 

Bei einem kurzgeschlossenen Netzwerk/Segment 

oder Ausfall der Spannungsversorgung 

sollen die Ventile auf ihre vorgegebene Fehlerstellung 

fahren, unabhängig vom Gerät, 

das den PID-Algorithmus beinhaltet. 

6.4.8 Zuordnung der Messumformer 

Gängige Praxis ist, den Messumformer mit 

der primären Prozessvariablen im gleichen 

Segment anzuordnen, wie das zugehörige 

Ventil. 

Anmerkung: 

Dies ist eine notwendige Bedingung, um eine 

anlagenbasierte Regelung zu ermöglichen. 

6.4.9 Multiple Prozessvariablen 

Mehrfachmessungen, die etwa benötigt werden, 

um eine Differenz zu berechnen, sollten 

einem gemeinsamen Segment zugeordnet 

werden, wobei die Differenzberechnung in 

einem der Messumformer vorgenommen werden 

sollte, da diese in der Regel weniger ausgelastet 

sind als Ausgabegeräte. 

Anmerkung: 

Diese Einschränkung trifft nicht auf Systeme 

zu, die die Brückenfähigkeit zwischen H1- 

Netzwerken unterstützen. 

6.5 Eigensichere Installationen 

Im Allgemeinen erfolgt die Planung einer 

eigensicheren Fieldbus-Installation nach den 

gleichen Richtlinien wie für eine nicht-eigensichere 

Installation. Hauptunterschiede sind die 

Begrenzung der Energie, um eigensicher zu 

bleiben, und die Forderung, geeignete zertifizierte 

Spannungsversorgungen, Feldgeräte 

und Verdrahtungskomponenten zu verwenden. 

Bei eigensicheren Installationen sollte das 

Kabel 

• mit den Grenzen für Induktivität und Widerstand, 

wie sie in den Zulassungsunterlagen 

spezifiziert sind, übereinstimmen. Bei 

FISCO-Installationen gelten zusätzliche 

Vorschriften für die Widerstandskennwerte 

des Kabels. 

• als Leitungsmedium für eigensichere Kreise 

gekennzeichnet sein. Das kann durch eine 

entsprechende Markierung oder farbliche 

Ausführung des Kabelmantels geschehen. 

Anmerkung: 

Üblicherweise verfügt die eigensichere Verkabelung 

über hellblaue Isolation oder Kabelmantel. 




6.6 Installationen gemäß FISCO-Konzept 

Das FISCO Konzept (Fieldbus Intrisically Safe 

COncept) wurde entwickelt, um eine Möglichkeit 

zu schaffen, zusätzliche Energie für ein 

Fieldbus-Segment/Netzwerk bereitzustellen. 

Gleichzeitig wird der Energiepegel unter einem 

Wert gehalten, der geeignet wäre, eine 

Explosion zu verursachen. 

Aufgrund der notwendigen Spannungsbegrenzung 

sowie langen Kabelverbindungen 

und Abschlusswiderständen, die Energie 

speichern können, schränken die herkömmlichen 

Installations- und Verdrahtungsregeln 

den Aufbau von eigensicheren Systemen ein. 

Die Hauptvorteile von FISCO gegenüber Systemen, 

die gemäß dem konventionellen 

„Entity“-Konzept FF-816 ausgeführt sind, 

sind folgende: 

• höherer Bus-Strom, wodurch mehr Feldgeräte 

pro Segment möglich sind, 

• Wegfall der Berechnungen von Kabelparametern, 

• Vereinfachung der Sicherheitsdokumentation 

– nur eine Geräteliste, 

• Hinzufügen neuer Geräte ohne erneute 

Überprüfung der Sicherheitsklasse. 

kann. Zusätzlich darf die maximale ungeschützte 

Restkapazität Ci und –induktivität Li 

jedes Betriebsmittels (außer den Abschlusswiderständen), 

das an den Feldbus angeschlossen 

ist, max. 5 nF bzw. 10 μH betragen. 

In jedem Fieldbus-Segment darf nur ein aktives 

Gerät, üblicherweise die den Geräten 

zugeordnete Spannungsversorgung, Energie 

in den Feldbus einspeisen. Die zulässige 

Spannung Uo dieses zugehörigen Betriebsmittels, 

das den Bus versorgt, ist auf den 

Bereich 14 V DC bis 17,5 V DC begrenzt. Alle 

anderen Komponenten, die an den Bus angeschlossen 

sind, müssen passiv sein. Das 

heißt, dass die Feldgeräte außer einem zulässigen 

Leckstrom von 50 μA pro angeschlossenem 

Gerät keinerlei Energie in das System 

einspeisen dürfen. 

Spannungsversorgungen, Abschlusswiderstände, 

Kabel und Feldgeräte, die in FISCO- 

Systemen eingesetzt werden, müssen die 

Voraussetzungen erfüllen, die in Tabelle 6.1 

angegeben und in den technischen Spezifikationen 

IEC TS 60079-27 festgelegt sind. 

Wenn die einzelnen Komponenten entsprechend 

dieser Vorgaben ausgeführt und zertifiziert 

wurden und – sofern zutreffend – die 

FISCO-Markierung tragen, können sie ohne 

weitere Zulassung des Gesamtsystems kombiniert 

werden. Das Kriterium für solche 

Zusammenschaltungen ist, dass Spannung 

(Ui), Strom (Ii) und Leistung (Pi), die ein eigensicheres 

Betriebsmittel empfangen kann und 

– unter Berücksichtigung von Fehlern – noch 

eigensicher bleibt, gleich oder größer sind 

wie Spannung (Uo), Strom (Io) und Leistung 

(Po), die von der den Betriebsmitteln zugeordneten 

Spannungsquelle geliefert werden 




Versorgungseinheit: 

Uo 

Io 

Po 

Kabel 

Tabelle 6.1 FISCO-Parameter 

EEx ia IIC (Gruppe A-D) 

trapezförmige 

Ausgangskennlinie 

14 - 17.5 V 

EEx ib IIB (Gruppe C,D) 

rechteckige 

Ausgangskennlinie 

In Übereinstimmung mit IEC 60079-11, jedoch 

nicht mehr als 380 mA 

In Übereinstimmung mit IEC 60079-11, jedoch 

nicht mehr als 5,32 W 

Kabellänge, Hauptleitung max. 1000 m max 5000 m Hinweis 1 

Kabellänge, Abzweigltg. max. 60 m Hinweis 2 

Schleifenwiderstand R' 

15 - 150 Ω/km 

Schleifeninduktivität L' 

0,4 - 1 mH/km 

Kapazität C' 45 - 200 nF/km Hinweis 3 

C' = C'Leiter zu Leiter + 0.5 C'Leiter zu Abschirmung wenn der Buskreis potentialfrei ist 

(ausgeglichen) 

C' = C' Leiter zu Leiter + C'Leiter zu Abschirmung wenn die Abschirmung mit einem Pol 

der Versorgungseinheit verbunden ist 

Feldgeräte 

Ui 

Ii 

Pi 

Klassifizierung 

Maximale Anzahl von 

Feldgeräten 

Interne Kapazität 

min. 17,5 V 

min. 380 mA 

min. 5,32 W 

EEx ia IIC oder Ex ib IIC (Gruppe A-D), T4 

32 

max. 5 nF 

Interne Induktivität 

max. 10 μH 

Abschlusswiderstände 

90 - 102 Ω 

0,8μF - 1,2μF (durch FF-Spezifikationen begrenzt) 

Hinweis 1: Begrenzt auf 1900 m durch FOUNDATION Fieldbus 

Hinweis 2: IEC/TS 60079-27 beinhaltet eine Grenze von 30 m, diese wurde im Normentwurf 

IEC 60079/27 Ed.1 CDV auf 60 m erweitert, und der Wert von 60 m wird höchstwahrscheinlich 

in die endgültige Norm übernommen. 

Hinweis 3: IEC/TS 60079-27 beinhaltet einen unteren Grenzwert von 80 nF/km, dieser wurde im 

Normentwurf IEC 60079/27 Ed.1 CDV auf 45 nF/km gesenkt, und der Wert von 45 nF 

wird höchstwahrscheinlich in die endgültige Norm übernommen. 




6.7 Installationen gemäß FNICO-Konzept 

Das FNICO Konzept (Fieldbus Non-Incendive 

COncept) ist eine Abart des FISCO-Konzepts 

und ist speziell für Fieldbus-Installationen in 

explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 2 

und Division 2 vorgesehen. Es nutzt die 

Vorteile der etwas lockereren Vogaben für 

staub-zündgeschützte (enegiebeschränkte) 

Kreise, verglichen mit eigensicheren Kreisen. 

FNICO verfügt über die gleichen Vorteile wie 

FISCO bezüglich der vereinfachten Sicherheitsdokumentation 

und des Wegfalls der 

Kabelparameter-Berechnungen und ermöglicht 

Anschluss und Unterbrechung der Feldverdrahtung 

innerhalb des explosionsgefährdeten 

Bereichs unter Spannung und ohne 

Prüf- und Freigabeverfahren für die Gasatmosphäre. 

FNICO vefügt im Vergleich zu FISCO über folgende 

zusätzliche Vorteile: 

• höherer Bus-Strom, wodurch mehr Feldgeräte 

an dem explosionsgefährdeten 

Zweig installiert werden können, 

• einfachere Auswahl der zugelassenen Feldgeräte. 

Geeignete Geräte umfassen EEx nL, 

staub-zündgeschützte, eigensichere Geräte 

gemäß Entity- und FISCO-Konzept, 

• die Installationsvorschriften für staub-zündgeschützte 

Verdrahtung sind weniger streng 

als die für die Eigensicherheit. 

Die Vorschriften für FNICO-Systeme sind im 

IEC Normentwurf 60079-27 Ed.1/CDV festgelegt 

und werden voraussichtlich in der endgültigen 

Norm IEC 60079-27 zusammen mit 

den FISCO-Vorschriften enthalten sein. 

Die Entwurfsvorschriften für FNICO-Spannungsversorgungen, 

Feldgeräte, Kabel und 

Abschlusswiderstände sind im Wesentlichen 

die gleichen wie für FISCO mit folgenden 

Ausnahmen: 

• die Feldverdrahtung wird klassifiziert als 

EEx nL gemäß IEC 60079-15 oder der 

Nordamerikanischen Staub-/Zündschutznorm, 

• der maximal zulässige Wert für Io beträgt 

570 mA, 

• die Feldgeräte dürfen eine maximale interne 

Induktivität von 20 μH haben, wodurch 

Feldgeräte, die gemäß IS „Entity“-Konzept 

zertifiziert sind, in FNICO-Installationen eingesetzt 


6.8 Belegung und Berechnung des 

FOUNDATION Fieldbus 

Die zulässige Belegung von Netzwerk und 

Segmenten wird durch den niedrigsten Wert 

der folgenden Parameter bestimmt: 

• Risikomanagement-Kriterien (Abschnitt 6.4) 

• Erforderliche Reservekapazität (Abschnitt 

6.8.1). 

• Freie Zeit im Netzwerk-Makrozyklus 

(Abschnitt 6.8.2) 

• Spannungsabfall und Begrenzungen der 

Stromversorgung (Abschnitt 6.8.3). 

6.8.1 Reservekapazität 

Netzwerke/Segmente sollten so entworfen 

werden, dass sie eine Reserve von etwa 25% 

für zukünftige Erweiterungen beinhalten. 

Netzwerke/Segmente sollten mit der entsprechenden 

Reservekapazität für einen zusätzlichen 

Regelkreis (d.h. ein Messumformer und 

ein Ausgabegerät) ausgelegt sein. Diese Forderung 

berücksichtigt eine maximale Auslastung 

und einen Regelungszyklus von 1 s. 

Anforderungen für schnellere Ausführungszeiten, 

die mit dieser Direktive kollidieren, sind 

vom technischen Leiter des Endanwenders 

zu genehmigen. 

Anmerkung: 

Bei der Reservekapazität sollten folgende 

Einschränkungen des Netzwerks/Segments 

berücksichtigt werden: 

Spannungsversorgungsbedarf (Spannung am 

Gerät, FFPS-Versorgungsstrom), Grenzen für 

die Geräteanzahl und Einschränkungen der 

Bandbreite (Funktionsblockkapazität, Anzahl 

der VCRs, Makrozyklus-Zeiten etc.). Die Forderung 

nach Reservekapazität ist nicht dazu 

gedacht, den Planer auf maximal 12 Geräte in 

einem Netzwerk/Segment zu beschränken, 

sondern zukünftige Erweiterungen der Anlage 

zu gestatten. 

Revision 02.0 - 37 - Oktober August 2004 2003



Jedes Host-System hat seine eigenen Grenzen 

bezüglich der Anzahl der Parameter, die 

in einem gegebenen Zeitrahmen bearbeitet 

werden können. Dieses Leistungsmerkmal 

spielt bei der Festlegung der Netzwerk/Segment-Reservekapazität 

ebenfalls eine große 

Rolle. 

6.8.2 Segment-Ausführungszeit 

Wenn vom Auftraggeber nichts anderes festgelegt 

wurde, ist als Segment-Ausführungszeit 

1 s zu verwenden. Weitere Richtlinien zu 

Segment-Zeiten finden Sie in Abschnitt 8.6.2 

und 8.6.3. 

Für die nachfolgend aufgeführten Ausführungszeiten 

werden die folgenden maximalen 

Anzahlen von Geräten pro Segment vorgeschlagen: 

• Für Segmente mit Messgeräten ausschließlich 

zur Überwachung sind maximal 12 

Geräte pro Segment vorzusehen. 

• Für Regelkreise, die eine Ausführungszeit 

von 1 s benötigen, sind maximal 12 Geräte 

pro Segment, darunter 4 Ventile, vorzusehen. 


von 0,5 s benötigen, sind maximal 6 Geräte 

pro Segment, darunter 2 Ventile, vorzusehen. 


von 0,25 s benötigen, sind maximal 3 

Geräte pro Segment, darunter 1 Ventil, vorzusehen. 

6.8.3 Berechnung des Spannungsabfalls 

Um die zur Verfügung stehende Betriebsspannung 

jedes Geräts zu ermitteln, sind für 

jedes Segment genaue Analysen durchzuführen. 

Die berechnete Spannung am Gerät 

muss die zulässige Mindestspannung des 

Geräts um 4 V übersteigen (d.h., wenn die 

zulässige Mindestspannung des Geräts = 9V 

DC ist, muss die berechnete Mindestspannung 

für dieses Gerät 13 V DC betragen). Die 

berechneten Spannungswerte für jedes Gerät 

sind in den Netzwerk/Segmentplänen anzugeben. 

Anmerkung: 

Die zusätzlichen 4 V an jedem Gerät sind als 

Reserve für zukünftige Erweiterungen des 

Segments durch zusätzliche Geräte vorgesehen. 

Die Leistung, die von Fieldbus-Geräten 

aufgenommen wird, ist je nach Gerätetyp und 

Hersteller unterschiedlich. Die jeweiligen 

Mindestspannungen und der Strombedarf 

sind in den Produktspezifikationen des betreffenden 

Geräts angegeben. Spannungs- und 

Strombedarf jedes Geräts müssen bei der 

Analyse des Netzwerks/Segments in die Berechnung 

eingehen. Ein bei der Fieldbus 

Foundation registriertes Gerät kann bei Spannungen 

zwischen 9 und 32 V DC arbeiten. 

Für grobe Abschätzungen kann eine Reihe 

einfacher Regeln verwendet werden. Beispielsweise 

kann man annehmen, dass kein 

Eingangsgerät in der Anlage mehr als 15 mA 

und kein Ausgangsgerät mehr als 25 mA verbrauchen 

darf. Kein Netzwerk darf aus mehr 

als 16 Geräten bestehen und nicht länger sein 

als 1000 m. Für die Abschätzung wird der 

schlechteste Fall angenommen, dass alle 16 

Geräte am entferntesten Ende des Busses 

konzentriert sind. Die Gesamtstromaufnahme 

beträgt 16 x 15 = 240 mA. Das verwendete 

Kabel (0,8 mm 2 ) hat einen Widerstand von 44 

Ω pro km. Der Spannungsabfall beträgt dann 

44 x 0,24 = 10,6 V. Die minimal erforderliche 

Versorgungsspannung ist damit 10,6 + 9 V = 

19,6 V. 

6.8.4 Berechnung der Signaldämpfung des 

Fieldbus 

Die 1900 m, die in ISA 50 empfohlen werden, 

sind eine vernünftige Grenze bei Anlageninstallationen. 

Für längere Busse ist die Genehmigung 

des Endanwenders erforderlich. 

Während sich die Signale auf dem Bus fortpflanzen, 

werden sie gedämpft oder abgeschwächt, 

d.h., sie werden kleiner. Die 

Signaldämpfung wird in dB oder Dezibel 

gemessen und wird wie folgt berechnet: 

dB = 20 log Sende-Signalamplitude 

Empfangs-Signalamplitude 




Anmerkung: 

Kabel haben eine bestimmte Signaldämpfung 

für eine gegebene Frequenz. Die für FOUN- 

DATION Fieldbus interessante Frequenz ist 39 

kHz. Das Standard FOUNDATION Fieldbus-Kabel 

hat eine Dämpfung von 3 dB/km bei 39 kHz 

oder etwa 70% der Ursprungsamplitude nach 

1 km. Wird ein kürzeres Kabel verwendet, ist 

die Signaldämpfung entsprechend geringer. 

Beispielsweise hat ein 500 m langes Standard 

Fieldbus-Kabel eine Dämpfung von 1,5 dB. 

Ein Fieldbus-Messumformer kann ein Signal 

liefern, das eine minimale Amplitude von 

0,75 V Spitze/Spitze hat. Ein Fieldbus-Empfänger 

muss ein Signal mit mindestens 0,15 V 

Spitze/Spitze erkennen können. Das heißt, 

dass das Kabel das Signal um 14 dB abschwächen 

darf, wie die folgende Gleichung 

zeigt: 

20 log 0,75 = 14 dB 

0,15 

Da das Standard-Fieldbuskabel eine Dämpfung 

von 3 dB pro km hat, bedeutet dies, 

dass das Segment laut folgender Gleichung 

eine Länge von 4,6 km haben darf: 

14 dB 

3 dB/km 

= 4,6 km 

Anmerkung: 

Diese Distanz ist theoretisch zwar möglich, 

aber es gibt noch weitere Faktoren, die berücksichtigt 

werden müssen, z.B. dass das 

Signal bei der Ausbreitung durch das Kabel 

verzerrt werden kann. Während H1-Signale in 

einem verdrillten Leiterpaar unter idealen, 

störfreien Bedingungen weit über 2 km gut 

übertragen werden können, ist dies keine 

empfehlenswerte Praxis. Üblicherweise begrenzt 

der Spannungsabfall aufgrund des 

Kabelwiderstands die Leitungslänge, lange 

bevor die Signaldämpfung eine wesentliche 

Rolle spielt. 

6.8.5 Virtuelle Kommunikationsbeziehungen 

Jedes Gerät benötigt eine minimale Anzahl 

an VCRs, um mit jedem anderen Gerät und 

dem Host zu kommunizieren. Siehe Abschnitt 

8.6.6 bezüglich Informationen zur Berechnung 

der erforderlichen Anzahl an VCRs. 

6.9 Konventionen zur Benennung von 

FOUNDATION Fieldbus Netzwerken/Segmenten 

In jedem Regelungssystem ist eine durchgängige 

Bezeichnungsmethode zur Kennzeichnung 

erforderlich, das gilt besonders auch für 

ein FOUNDATION Fieldbus-System. 

Nachfolgend finden Sie eine Empfehlung zur 

Benennung der Netzwerke/Segmente: 

## NN MM P 

wobei: 

## kennzeichnet die Anlagen- 

/Bereichsnummer, an die das 

Segment angeschlossen ist 

NN kennzeichnet die Knotennummer/den 

Namen des Reglers 

MM Modul-Nummer/Kartennummer 

P Segment- oder Portnummer 

6.9.1 Konventionen zur Bezeichnung von 

Kreisen und Zuweisung von Instrumenten- 

Tag-Nummern 

Die Bezeichnung von Kreisen und Instrumenten 

sollte den örtlichen Richtlinien/den Projektvorgaben 

entsprechen. 

6.9.2 Konventionen zur Bezeichnung von 


Alle Stichleitungen sollen mit der Tag-Nummer 

des daran angeschlossenen Instruments 

bezeichnet werden. 


Anforderungen an das Hostsystem 

eines FOUNDATION Fieldbus 

7.0 Anforderungen an das Hostsystem 


7.1 Verwendung von Standardprodukten 

Das System soll aus der Standardhardware, 

Systemsoftware und Firmware eines Herstellers 

zusammengestellt werden, die so 

konfiguriert werden können, dass sie die vorgegebenen 

Anforderungen erfüllen. Die Standard-Betriebssystemsoftware 

des Lieferanten 

darf dabei nicht verändert werden, um irgendwelche 

Anforderungen des Anwenders 

zu erfüllen. 

Die Anwendersoftware soll so programmiert 

sein, dass keine Änderung der Betriebssystemsoftware 

erforderlich ist. Die Anwendersoftware 

soll außerdem so beschaffen sein, 

dass zukünftige Revisionen oder Aktualisierungen 

der Betriebssystemsoftware den korrekten 

Betrieb des Systems nicht beeinflussen. 

Die Informationen der FF-Geräte dürfen nicht 

als I/O-Kanäle in das System abgebildet werden. 

Die Funktionsblöcke, die sich in den Geräten 

befinden, sollen direkt in die Regelungsstrategie 

eingebettet sein. 

7.2 Reserve und Erweiterung 

Jedes System sollte mindestens mit einer 

Reserve von 10% bezüglich der Systemkonfiguration 

ausgestattet sein, einschließlich 

Bedarf für Anwendersoftware, Grafik, Historie, 

Reports und Trends. Eine Reserve von 

10% für alle I/O-Kanäle des Basissystems 

sollte installiert werden. 

Anmerkung: 

Das Basissystem ist definiert als Umfang der 

Hardware und Software, die zur Erfüllung der 

Projektvorgaben erforderlich ist. 

Der Umfang der Reserve ist ein heikles Thema. 

Empfehlungen gehen von minimal 10% 

bis ungefähr 50% für freie Racks und Rangierklemmen 

aus, da dies zu Beginn beim 

Aufbau des Systems eine relativ geringe Investition 

bedeutet, eine Installation von 

Erweiterungsmodulen zur Erweiterung bei 

einem zu klein gewordenen System jedoch 

einen großen finanziellen und logistischen 

Aufwand bedeuten kann. Andere empfehlen 

als Minimum 20-25% Reserve für alle Komponenten 

der Systemkonfiguration einschließlich 

I/O-Karten, Anwendersoftware, Grafik, 

Historie, Reports und Trends. 

Kommunikationsnetzwerke innerhalb des 

Automatisierungssystems sollten 10% freie 

Knotenadressen beinhalten. Eine Systemerweiterung 

sollte möglich sein, ohne die 

Teile der Steuerung herunterfahren zu müssen, 

die von der Erweiterung nicht direkt 

betroffen sind. Das Kommunikationsnetzwerk 

sollte die Technologie zur automatischen 

Vergabe von Netzwerkadressen nutzen 

(„plug-and-play“), die neue, eindeutige Adressen 

vergibt, wenn ein neues Gerät an den 

Regelkreis angeschlossen wird. Jedes H1- 

Modul sollte fähig sein, mindestens zwei 

Segmente zu unterstützen. Jedes Segment 

sollte mindesten 16 FOUNDATION Fieldbus- 

Geräte unterstützen. 

7.3 Interoperabilität 

7.3.1 Alle FF-Hostsysteme müssen die Interoperabilitätsprüfung 

(HIST = Host Interoperability 

Support Test) erfolgreich bestanden 

haben, was von der Fieldbus Foundation zu 

beurkunden ist. Die Prüfung beruht auf der 

HIST-Verfahrensbeschreibung FF-569. 

7.3.2 Zur Überprüfung, ob das Hostsystem 

der Interoperabiltätsprüfung genügt und alle 

geforderten Leistungsmerkmale erfüllt, ist die 

HIST-Konformitätsbescheinigung vorzulegen. 

Anmerkung: 

Alle unterstützten FF HIST-Leistungemerkmale 

sind nahtlos in vorhandene Systementwürfe, 

Konfiguration, Wartung und Betriebssysteme 

zu integrieren. 




7.3.3 Der Host muss die registrierten Gerätebeschreibungen 

verwenden, wie sie auf der 

Internetseite der Fieldbus Foundation zu finden 

und im Fieldbus Foundation Dokument 

FF-940 definiert sind. 

Die Timing-Parameter (verwendet zum Einstellen 

der Geräteadresse) sollen folgende 

Werte beinhalten (direkt aus FF-940 entnommen): 

Standardwert Zeit (s) 

T1 480 000 15 

T2 2 880 000 90 

T3 1 440 000 45 

Time Sync Class = 1 ms 

Slot Time = 8 

Max. Response Delay = 10 

InterPDU Gap = 16 

Preamble Extension = 0 (null) 

PHL Post Transmission Gap Extension = 0 (null) 

Anmerkung: 

Alle Parameter außer dem der Präambelerweiterung 

(Preamble Extension) und der PHL- 

Übertragungspausenverlängerung (PHL Post 

Transmission Gap Extension) beziehen sich 

auf das Geräte-Zeitverhalten. Das Produkt 

aus Schlitzzeit (Slot Time) und maximaler 

Antwortverzögerungszeit (Max. Response 

Delay) bestimmt die Busgeschwindigkeit. 

Der Lieferant muss deutlich kennzeichnen, 

wenn die von ihm verwendeten DLL-Parametereinstellungen 

von den oben angegebenen 

abweichen. 

Anmerkung: 

Werden Parameter verwendet, die von den in 

FF-940 vorgegebenen abweichen, kann dies 

in einigen Installationen zu Schwierigkeiten 

führen. Eventuelle Fehler tauchen nur sporadisch 

auf und sind daher schwierig zu diagnostizieren. 

Es wird daher empfohlen, die 

vorgegebenen Parameter bei der Anfangskonfiguration 

zu verwenden. 

Für die Gerätekonfiguration sollten keine 

Dateien von Drittherstellern erforderlich sein. 

Anmerkung: 

Die Verwendung von Dateien eines Drittherstellers 

beschränkt die Auswahlfreiheit bei 

Geräten auf die, für die der Host die Dateien 

des Drittherstellers vorliegen hat. 

7.4 Beschreibung des Host-Interoperabilitätstests 

(HIST) 

Die Verwendung eines FF-Hostsystems, das 

die erforderlichen HIST-Merkmale nicht erfüllt, 

ist vom leitenden Projektingenieur und dem 

Projektmanager nach einer sorgfältigen Prüfung 

der Host-Beschränkungen schriftlich zu 

genehmigen. 

Anmerkung: 

Das Dokument mit den HIST-Prozeduren (FF- 

569) beschreibt spezielle Testverfahren, die 

von qualifiziertem Personal der Fieldbus 

Foundation an FOUNDATION Fieldbus-Systemen 

als Teil des Host-Interoperabilitätstests (HIST) 

durchgeführt und bestätigt werden. 

FF-569 beabsichtigt nicht, die Merkmale und 

Komponenten eines FF-Hosts zu definieren. 

Jeder Host wird vom Hersteller geplant, um 

innerhalb eines Feldbus-Netzwerks spezifische 

Funktionen bereitzustellen. Ein Host 

könnte zum Beispiel ein Konfigurationswerkzeug, 

ein Aufzeichnungsgerät, eine Alarmanzeigetafel, 

eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 

oder auch eine Kombination verschiedener 

Funktionalitäten sein. 

Um eine Reihe anwendbarer Testverfahren zu 

implementieren, definiert FF-569 einen Satz 

generischer FF-Host-Leistungsmerkmale, die 

in einem Host vorhanden sein können. Ein 

Host kann dabei mit einigen – oder möglicherweise 

allen – Merkmalen, wie sie in der 

Liste der Host-Leistungsmerkmale aufgeführt 

sind, übereinstimmen. Da Hosts jedoch die 

verschiedensten Aufgaben haben können, 

kann es sein, dass nicht alle Leistungsmerkmale 

in einer Host-Implementation vorhanden 

sind. Daher ist nicht zu erwarten, dass jeder 

Host jedes Leistungsmerkmal erfüllt. 




Zu jedem Leistungsmerkmal gehört eine Reihe 

von Testverfahren, die mit dem Host oder 

dem Fieldbus-System, das den Host verwendet, 

durchzuführen sind. Ein Host unterstützt 

dann ein bestimmtes Leistungsmerkmal, 

wenn er alle zu diesem Leistungsmerkmal gehörenden 

Tests besteht. Die Leistungsmerkmale 

selbst sind generisch, daher werden 

sich Hersteller selbst Prüfbedingungen und 

tatsächliche Implementierungen ableiten, um 

die Erfordernisse der Testverfahren zu erfüllen. 

Viele Testverfahren setzen voraus, dass die 

Leistungsmerkmale sowohl vom Gerät/den 

Geräten als auch vom Host erfüllt werden. 

Die für die Tests Verantwortlichen sollten das 

HIST-Gerätedatenblatt zu Rate ziehen, um 

festzustellen, ob das Testverfahren für das 

spezifische Gerät am Netzwerk/Segment 

angewendet werden kann. 

Obwohl durch die FF-Spezifikationen noch 

nicht komplett abgedeckt, wird die Funktion 

des Hochladens von Softwareaktualisierungen 

in ein Feldgerät durch den Host unterstützt. 

Diese sehr wünschenswerte Funktion 

wird in naher Zukunft ebenfalls als testbares 

Host-Leistungsmerkmal aufgenommen. 

Die Unterstützung von Transducer-Blöcken 

wird ebenfalls in Kürze Teil der FOUNDATION 

Fieldbus Geräte-Testreihe werden. 

7.4.1 Zusätzliche Fähigkeiten 

Sobald neue Fähigeiten für FF-Hosts verfügbar 

werden, werden sie zur Liste in Tabelle 

7.1 hinzugefügt. 

7.5 Unterstützung der FOUNDATION Fieldbus- 

Funktionalität 

Die Funktionalität des Hostsystems sollte so 

entwickelt werden, dass die Leistungsmerkmale 

des FOUNDATION Fieldbus wie folgt integriert 

werden: 

• Automatische Knotenadressierung 

• Interoperabilität 

• Direkte Konfiguration von Geräten unter 

Verwendung der Standard-DLL 

• Direkte Integration von FF-Gerätebetrieb, 

Wartung und Diagnose 

• Parameter für Optimierung, Betriebsarten, 

Alarme und Qualität der Daten 

• Feldgeräte sollten während des laufenden 

Hostsystem-Betriebs konfigurierbar sein, 

ohne dass das Netzwerk heruntergefahren 

wird. 

• Das Hostsystem sollte die Fähigkeit besitzen, 

neue Feldgeräte in ein vorhandenes 

Netzwerk/Segment einzufügen und komplett 

zu konfigurieren (d.h. Geräte-Tag- 

Nummer, Platzhalter), ohne dass Verzögerungen 

durch Inbetriebnahme und Hochfahren 

entstehen. 

• Das Hostsystem sollte über Dateien mit 

Gerätebeschreibungen verfügen. 

Firmware-Aktualisierungen der Fieldbus- 

Geräte dürfen nicht mit Aktualisierungen der 

Hostsystem-Software kollidieren und umgekehrt. 

7.5.2 Möglichkeiten des Datenverkehrs 

Das Hostsystem sollte in der Lage sein, 

Datenbanksysteme von Drittherstellern zur 

Verwendung mit den Fieldbusgeräten zu integrieren. 

Anmerkung: 

Damit ist gemeint, dass es einem System 

eines Drittherstellers möglich sein sollte, 

Daten vom Host und den Feldgeräten zu 

lesen und zu schreiben (über den Host). 

Wird OPC (OLE für die Prozessregelung) verwendet, 

stellen Sie bitte sicher, dass die 

OPC-Produkte, die im Projekt verwendet 

werden, den „OPC Compliance Test“ bestehen, 

um einen optimalen Betrieb der OPCbasierten 

Systeme zu erreichen. 

Anmerkung: 

Der oben angeführte OPC-Test wird mittels 

eines Selbst-Zertifizierungsverfahrens durchgeführt. 

Dieses erzeugt einen Report, in dem 

alle Funktionen aufgeführt sind und ob sie 

den Test bestanden oder nicht bestanden 

haben. Bewahren Sie auf jeden Fall eine Kopie 

dieses Reports in Ihren Prüfungsunterlagen 

auf. 




Eigenschaft 

Zuweisung der Geräte-Tag 

Zuweisung der Geräteadresse 

Konfiguration der Link- 

Master-Geräte 

Tabelle 7.1 Anforderungen für die HIST-Überprüfung 

Ein Hostgerät, das diesen Test erfüllt, muss folgende Funktionen beherrschen: 

1. Zuweisen einer PD-TAG 

2. Löschen einer PD-TAG 

1. Zuweisen einer ständigen Geräteadresse 

2. Löschen einer Geräteadresse 

1. Unterstützung der Link-Master-Parameter einschließlich: 

• Konfigurierte Link-Einstellungen (Slot Time, Minimum Inter-PDU Delay, 

Max. Response Delay, usw.) 

• PrimaryLinkMasterFlag 

• LAS Scheduling 

Konfiguration der Block-Tags 1. Zuweisen einer Tag zu einem Funktionsblock 

Block Instanzierung 

Standardblöcke 

Erweiterte Blöcke 

Benutzerspezifische Blöcke 

Konfiguration der Funktionsblock-Verknüpfung 

1. Instanzierung eines Blocks 

2. Löschen eines instanzierten Blocks 

1. Lesen/Schreiben aller Blockparameter der FF-Standardblöcke, und der 

Standardteile von erweiterten Blöcken. Zur Zeit werden 5 Blöcke geprüft: AI, 

AO, DI, DO und PID. Weitere Blöcke werden in Zukunft folgen. 

1. Lesen/Schreiben aller Blockparameter der erweiterten FF-Blöcke 

1. Lesen/Schreiben von Blockparametern von benutzerspezifischen FF-Blöcken, 

einschließlich Transducer-Blöcken 

1. Verknüpfen von Funktionsblöcken 

2. Ablauf von Funktionsblöcken 

Konfiguration von FF-Alarmen 1. Konfiguration des Geräts bezüglich Alarmobjekten 

Handhabung von FF-Alarmen 

Konfiguration von FF-Trends 

Handhabung von FF-Trends 

DD-Dienste 

Anwendung von 

DD-Methoden 

Handhabung des DD-Menüs 

Handhabung der DD-Edit- 

Anzeigen 

Geräte-Dateien 

1. Einlesen von FF-Alarmen 

2. Bestätigen von FF-Alarmen (über den FMS-Bestätigungs-Dienst) 

1. Konfigurierung eines Blocks um den Trend eines geeigneten Parameters darzustellen 

2. Konfigurierung eines Geräts um die Trendwerte zu erfassen 

1. Empfangen von Trenddaten, die von dem Trendobjekt gesendet wurden 

1. Laden der Gerätebeschreibung des Herstellers 

2. Anzeigen von Etiketten, Hilfefunktion, Aufzählungen wo gewünscht. Umfang 

dieses Dienstes je nach Voreinstellung. 

3. Anzeigen von Anwendertexten in der DD, sofern von der DD unterstützt. 

4. Prozesszustandsbedingungen dynamisch auswerten 

1. Vollständige Implementierung von DD-Bulletins (FD-112) und 

Methodeninterpretierung 

2. Anwenden einer Methode: 

• zu einem Block gehörig 

• zu der Vor/Nach-Editieren-/Lesen/Schreiben-Eigenschaft einer Variablen gehörig 

•zu der Vor/Nach-Editieren-Eigenschaft von Edit-Anzeigen gehörig (falls unterstützt) 

1. Anzeigen eines zu einem Block gehörenden Menüs 

1. Anzeigen einer zu einem Menü oder einem Block gehörenden Edit-Anzeige 

1. Laden einer Geräte-Datei (Kommunikationsfähigkeiten) 




7.6 Konfigurationswerkzeug 

Ein FF-Host sollte über ein Konfigurationswerkzeug 

verfügen, das für die Online- und 

Offline-Konfiguration geeignet ist. 

Das Konfigurationswerkzeug sollte über 

Multiuser- und Multitasking-Fähigkeiten verfügen. 

7.6.1 Integration 

Alle FF-Host-Funktionen, einschließlich 

Engineering, Konfiguration, Wartung und 

Betriebsanzeigefunktionen sollten in ein einzelnes 

Hostsystem integriert werden. Die 

Engineering-, Konfigurations-, Wartungs- und 

Betriebsfunktionen sollten konsistent sein 

und einen nahtlosen Übergang zwischen herkömmlichen 

analogen oder diskreten I/O-, 

intelligenten HART- und proprietären I/O-, 

busbasierten I/O- und FF-Systemen erlauben. 

Separate Software-Werkzeuge, Anzeigen 

oder Verfahren, die spezifisch für FF sind und 

von herkömmlichen abweichen, sind nicht 

wünschenswert. 

7.6.2 Leistungsmerkmale 

Die Host-FF-Konfiguration sollte in Verfahren 

und Erscheinungsbild möglichst konsistent 

mit einer konventionellen Konfiguration sein. 

Interne Funktionsblöcke, die vom Regelungssystem 

verwendet werden, um FF-Funktionsblöcke 

zu spiegeln und auf intern verwendete, 

proprietäre Funktionen abzubilden, sollten 

vollständig transparent für Inbetriebnahmeingenieur, 

Wartungstechniker und Bedienpersonal 

sein. Ein einzelner, eindeutiger und unabhängiger 

Funktionsblock mit eindeutigen 

Parameter-Tag-Nummern sollte sowohl für 

die Konfiguration als auch den Betrieb verwendet 

werden. Duplizierte Blöcke zur Abbildung 

der Parameter und Parameterbezeichnungen, 

die unterschiedlich zu den an den 

FF-Blöcken verwendeten sind, sind unbefriedigend. 

Das Host-Konfigurationswerkzeug sollte sich 

nahtlos und transparent in die Haupt-Konfigurations-Datenbank 

einfügen. Speicher- und 

Lesevorgänge und teilweise Downloads der 

Haupt-Datenbank des Regelungssystems 

sollten nahtlos und transparent mit dem gleichen 

Konfigurationswerkzeug sowohl für FF 

und herkömmliche Regelungsstrategien vorgenommen 

werden können. 

7.6.3 Fähigkeiten 

Die Offline-Konfiguration, d.h., Konfiguration 

der FF-Strategien ohne angeschlossenes 

Netzwerk/Segment oder angeschlossene 

Geräte soll möglich sein. Der Host sollte fähig 

sein, alle FF-Funktionsblöcke und Parameter 

zu konfigurieren, und sollte die Dienste der 

Gerätebeschreibung (DD) und das Allgemeine 

Dateiformat (CFF) unterstützen. 

• Softwaresimulation und -prüfung aller FF- 

Regelungsstrategien. 

• Import fremder Konfigurationsdatensätze 

zur Entwicklung der Konfiguration größerer 

Projektdatenbanken. 

• Erzeugung oder Änderung einfacher oder 

komplexer Online-FF-Regelungsstrategien. 

• Transparente Verwaltung der Makrozyklus- 

Zeitplanung einschließlich Beibehaltung 

einer minimalen Zeitspanne für die azyklische 

Kommunikation von 50%. 

Anmerkung: 

Die genannten 50% sind die minimale azyklische 

Zeitspanne in einem Netzwerk. Bei 

Neuinstallationen wird empfohlen, mindestens 

70% azyklische Zeit bereitzustellen, 

um eine Systemerweiterung, Hinzufügen 

neuer Geräte oder zukünftige Konfigurationsänderungen 

zu gestatten. 

• Aufeinander abgestimmte Integration der 

Ausführungszeiten der anwenderspezifischen 

Funktionsblöcke. 

• Ausgabe von Alarmen und Meldungen bei 

Konfigurationsfehlern. 

• Partielle oder inkrementelle Downloads zu 

Ziel-Funktionsblöcken und Bus-Kommunikationssteuerungen 

(„Link scheduler“), 

ohne die Netzwerk-/Segment-Strategien zu 

unterbrechen, die gerade abgearbeitet werden. 

• Speichern bzw. Laden von FF-Netzwerken/ 

Segmenten bzw. abgelegter Strategien aus 

einer Haupt-Datenbank. 




7.6.4 Erforderliche Funktionsblöcke 

Das Hostsystem soll die Implementierung der 

folgenden FF-Funktionsblöcke in den Feldgeräten 

unterstützen: 

I/O-Funktionsblöcke 

• Analog Input Function Block (AI) 

• Analog Output Function Block (AO) 

• Discrete Input Function Block (DI) 

• Discrete Output Function Block (DO) 

• Multiplexed Analog Input Function 

Block (MAI) 

• Multiplexed Discrete Input Function 

Block (MDI) 

• Multiplexed Discrete Output Function 

Block (MDO) 

Analoge Regelungs-Funktionsblöcke 

• Proportional Integral Derivative Function 

Block (PID) 

• Input Selector Function Block 

7.6.5 Zusätzliche Funktionsblöcke 

Zusätzliche (optionale), nachfolgend aufgelistete 

Funktionsblöcke können erforderlich 

sein oder zur Implementierung von Regelungskurven 

im Host und auf Netzwerk- 

/Segmentebene verwendet werden. 

Zusätzliche analoge Regelungs-Funktionsblöcke 

• Arithmetic/Logic/Flexible Function 

Block 

• Signal Characterizer Function Block 

• Integrator Function Block 

Anmerkung: 

Zum jetzigen Zeitpunkt sollten logische 

Blöcke in Feldgeräten mit Vorsicht eingesetzt 

werden, da sie noch nicht von allen Herstellern 

einheitlich angewendet werden. 

7.7 Redundanz und Robustheit 

7.7.1 Redundanz 

Für Anwendungen, die eine hohe Verfügbarkeit 

aufweisen müssen, sind die folgenden 

redundanten Komponenten zu verwenden: 

• Redundante Spannungseinspeisungen 

• Redundante Spannungsversorgungen mit 

20-minütiger Notversorgung über Batterie 

• Redundante Spannungsversorgungen für 

die Systemsteuerungen 

• Redundante Systemsteuerungen 

• Redundante FOUNDATION Fieldbus-H1-Karten 

• Redundante FOUNDATION Fieldbus Spannungskonditionierer 

• Redundante Regler sollten nicht auf der 

gleichen Platine aufgebaut sein. 

• Redundante H1-Karten sollten nicht auf der 

gleichen Platine aufgebaut sein. 

• Redundante Spannungsversorgungen sollten 

nicht auf der gleichen Platine sitzen. 

Zu weiteren Anforderungen bezüglich des 

Segment-Aufbaus siehe Abschnitt 6. 

7.7.2 Robustheit des Hosts 

Wegen der geforderten hochverfügbaren 

Prozesse muss das verwendete Hostsystem 

robust genug sein, um eine stoßfreie Umschaltung 

von einer ausgefallenen zur redundanten 

Komponente zu gewährleisten, ohne 

eine Prozessstörung zu verursachen. 

Potentielle Gefahrenquellen für Einzelfehler im 

Hostsystem sollten soweit als möglich minimiert 

werden. 

Der Host muss für alle Knoten, für die Redundanz 

spezifiziert ist, die Möglichkeit der 

Online-Softwareaktualisierung bieten. 

Ein Einzelfehler irgendwo im System darf 

nicht dazu führen, dass die Steuerung von 

mehr Regelkreisen, als die, die einer einzigen 

Prozess-Eingangs-/Ausgangs-H1-Karte zugeordnet 

sind, ausfällt. Der Ausfall eines einzelnen 

Geräts darf nicht die Fähigkeit des 

Systems beeinträchtigen, mit den anderen 

Geräten im System zu kommunizieren. Eine 

Umschaltung darf keinerlei Systemfunktionen 

stören. 

Die redundante Ausrüstung und Software 

muss kontinuierlich auf Fehler überwacht 

werden. Für alle Module sind Online-Diagnosen 

durchzuführen. Bei Fehlern muss ein 




Alarm generiert werden und eine Fehlermeldung, 

in der das ausgefallene Modul identifiziert 

wird. 

I/O-Anschlüsse sollen mit Steckverbindern 

ausgeführt werden, um den schnellen Austausch 

aller Teile des Netzwerks, einschließlich 

Schnittstellenkarten, zu gestatten. 

Anmerkung: 

Die gleiche Funktionalität kann auch in der 

Anlage erreicht werden, indem in den Anschlussboxen 

in der Anlage oder bei anderen 

Anschlüssen steckbare oder Schnellverbinder 

benutzt werden. 

Inneninstallation: 

Geräte, die in klimatisierten Gebäuden installiert 

sind, sollen für folgende Umgebungsbedingungen 

ausgelegt sein: 

Temperaturbereich: 0° bis 60° C 

Relative Feuchtigkeit: 5% bis 95% 

Außeninstallation: 

Falls erforderlich, muss es möglich sein, 

Systemsteuerung und I/O-System in Außengehäusen 

unter Umgebungsbedingungen 

gemäß Class 1, Division 2 (Zone 2) zu installieren. 

Lagerbedingungen: 

Es muss die Möglichkeit gegeben sein, die 

Ausrüstung für bis zu 6 Monate unter folgenden 

Bedingungen zu lagern. Die Geräte sollten 

in einem feuchtigkeitsbeständigen Behälter/Schrank 

in einem klimatisierten Gebäude 

gelagert werden. 

Temperaturbereich: -40° bis 85° C 

Relative Feuchtigkeit 

(außerhalb des feuchtigkeitsbeständigen 

Behälters): 5% bis 95% 

7.8 Fehlersuche, Wartung und Diagnose 

Der Host soll dafür geeignet sein, Inbetriebnahme, 

Konfigurierung und Wartung aller FF- 

Geräte durchzuführen. Diese Funktionen sollten 

im Host integriert sein und von allen 

Host-Bedienstationen ausgeführt werden 

können. Die folgenden Funktionen sollten 

unterstützt werden: 

• Auslastungs-Bericht aller Busse. 

• Fehlerzähler für alle Busse. 

• Ein Zeitplan-Bericht (Zeittabelle) für das H1- 

Netzwerk/Segment. 

• Eine Online-Funktion, mit der eine Änderung 

der Verwaltung vereinbart werden 

kann, wenn Feldgeräte ausgetauscht werden. 

• Fähigkeit zur Aufzeichnung, Alarmierung 

und Bestätigung aller Gerätealarme. 

• Hinzufügen eines neuen FF-Geräts zu 

einem Netzwerk/Segment. Verwendung von 

Platzhaltern, um später ein neues FF-Gerät 

hinzufügen zu können. 

• Umschaltung der Geräte von/zwischen/zu 

Offline-, Reserve-, Bereitschafts-, Inbetriebnahme- 

und fehlangepasstem Zustand und 

transparente Verwaltung aller Adressänderungen. 

Manuelle Adressänderungen sollten 

nicht notwendig sein. 

• Einfache und komplexe 

Inbetriebnahmefunktionen einschließlich 

Bereichsänderungen von Messumformern, 

Nullpunkteinstellung und Konfiguration der 

Regelventilpositionierer. 

• Unterstützung der DD-Verfahren und menügeführte 

Wartungsfunktionen („Wizard“), die 

das Wartungspersonal durch die erforderlichen 

Wartungsprozeduren führt. 

• Bereitstellung spezifischer und logisch aufgebauter 

Wartungsanzeigen für alle FF- 

Geräte mit spezifizierten Beschreibungen 

und Zugang zu allen Parametern. 

• Fähigkeit, eine bestehende FF-Gerätekonfiguration 

(alle FB und Parameter) in ein 

neues FF-Gerät zu kopieren, um einen 

schnellen Geräteaustausch zu gewährleisten. 

• Die Anzeige der Inbetriebnahme- und 

Wartungsbildschirme soll von der Bedienstation 

und der Konfigurationsstation aus 

möglich sein. 

7.9 Erweiterte Diagnose und rechnergestützte 

Wartung 

Rechnergestützte Softwarelösungen für die 

Wartung sollten die Fähigkeit besitzen, industrielle 

Vermögenswerte zu verwalten und zu 

schützen, indem sie die Effektivität des An- 




lagenbetriebs maximieren (Stillstandszeiten 

verringern) und Ausrüstung und Personal 

schützen (Unfälle reduzieren) und damit dazu 

beitragen, ein optimales Geschäftsergebnis 

zu erreichen. 

Rechnergestützte Wartungssysteme, die von 

den Bedien- und Konfigurationsstationen des 

Hostsystems getrennt arbeiten, können verwendet 

werden, um Diagnose- und Wartungsinformationen 

in Echtzeit oder historisch 

anzuzeigen und zu verwalten. Sie können 

jedoch nicht die im Host integrierten oben 

beschriebenen Inbetriebnahme- und Wartungsfunktionen 

ersetzen. 

Eine rechnergestützte Wartung sollte die 

Messung, die Verwaltung und Steuerung der 

Ausrüstung in der Anlage beinhalten, nicht 

alleine den Prozess. 

Anmerkung: 

Ein Hauptargument für die Installation eines 

FOUNDATION Fieldbus-Netzwerks ist, mehr 

Informationen über den Prozess und die 

Geräte selbst zu erlangen. Durch die intelligenten 

Systemkomponenten ist es möglich, 

aus einem einzigen Gerät Hunderte verschiedener 

Parameter für Bediener, Techniker, 

Inspektoren, Ingenieure und das Anlagenmanagement 

zur Verfügung zu stellen. 

7.9.1 Mindestanforderungen an die 

Diagnose 

Die Diagnosefähigkeiten sollten mindestens 

die Aufzeichnung kritischer Fehler der Geräte 

umfassen. 

Die Diagnoseergebnisse müssen aktiv via FF- 

Alarme und Fehlermeldungen an den Host 

übermittelt werden, Abfrageverfahren für 

Diagnoseergebnisse sind nicht zulässig. 

Die Diagnoseergebnisse sollten sowohl als 

Bediener- und Regelkreisinformationen in 

Datenform vorliegen, als auch als separate 

diagnostische Alarme für die Wartung. 

7.9.2 Rechnergestützte Wartung/ 

Erweiterte Diagnosefähigkeiten 

Eine rechnergestützte Wartung sollte mindestens 

die folgenden Leistungsmerkmale beinhalten: 

• Ferndiagnose der FOUNDATION Fieldbus- 

Geräte von jeder Bedienstation. 

• Eine separate Wartungsstation, um eine 

Gerätediagnose getrennt von den normalen 

Bedienfunktionen ausführen zu können. 

• Kompakte Routine-Wartungsfunktionen wie 

z.B. Regelkreis-Komplettprüfung, 

Konfiguration und Kalibrierung. 

• Heranziehung zuverlässiger Diagnoseergebnisse 

zur Vorhersage und Einrichtung einer 

vorbeugenden Wartung, d.h. um die Wartung 

zu ermöglichen, bevor ein Fehler auftaucht. 

• Automatische Dokumentation von Diagnose- 

und Wartungsaktivitäten. 

• Die H1-Module sollten eine Durchgangsfunktion 

bieten, um die nicht-regelungsbezogenen 

Daten für Finanzverwaltungsprogramme 

zur Verfügung stellen zu können. 

7.9.3 Wartungsstation 

Aus Sicherheitsgründen ist die Wartungsstation 

mit den Wartungsfunktionen auf 

einem Server einzurichten, der nur in einem 

beaufsichtigten Bereich zugänglich ist. Damit 

soll verhindert werden, dass Änderungen im 

Netzwerk – und damit eine Beeinflussung des 

kompletten Regelungssystems – nicht ohne 

ordnungsgemäße Beaufsichtigung und Verwaltung 

der Änderungsprozeduren vor Ort 

vorgenommen werden. 

7.10 Richtlinien zur Auswahl und 

Bewertung 

HINWEIS: Mit „Host“ sind im Wesentlichen 

die Bedienstationen und die Software gemeint. 

Die richtige Bezeichnung gemäß ISO 

lautet „Host Computer“. Daher ist eigentlich 

die Bezeichnung „System Host“ genauer als 

die Bezeichnung „Hostsystem“. Ebenso wird 

ein Linking Device als Gerät betrachtet und 

nicht als Teil des Host-Computers. 




Bei der Auswahl und Bewertung eines FF 

System-Hosts sollten die folgenden Kriterien 

herangezogen werden: 

• Vergleich der Leistungsmerkmale des 

Hostsystems mit den Anforderungsdetails, 

die im Host-Interoperabilitätstest der 

Fieldbus Foundation spezifiziert sind. 

• Funktionsblock-Begrenzungen pro Netzwerk. 

• Begrenzungen der Virtuellen Kommunikationsbeziehungen 

(VCR). 

Anmerkung: 

Ein VCR ist ein vorkonfigurierter Kanal in der 

Anwenderschicht, der für die Datenübertragung 

zwischen Applikationen sorgt. FF beschreibt 

drei Arten von VCRs: „Publisher/ 

Subsciber (P/S)“, „Client/Server“ und 

„Source/Sink“. 

• Zeitplangesteuerte Kommunikation zwischen 

den Netzwerken. 

• Begrenzung in der Anzahl der Schreibvorgänge 

wie z.B. azyklische Kommunikation 

(so gehören beispielsweise 

Führungsgrößenänderungen zu diesen 

Schreibvorgängen). 


Richtlinien für die Softwarekonfiguration 

8.0 Richtlinien für die Softwarekonfiguration 

8.1 Grafische Darstellung bzw. Visualisierung 

des Steuer/Regelungssystems 

Alle Änderungen oder Rekonstruktionen von 

Visualisierungen eines Steuer- und Regelungssystems 

müssen den vorhandenen Visualisierungsstandards 

des Endanwenders entsprechen, 

einschließlich Linienfarben, Symbolen, 

Trendseiten, Alarmverfolgung und 

historischen Daten. 

8.1.1 Zusätzliche FOUNDATION Fieldbus- 

Grafiken 

FOUNDATION Fieldbus liefert dem Hostsystem 

eine Fülle zusätzlicher Informationen. Der 

Endanwender wird dem Systemintegrator des 

Regelungssystems vorgeben, welche der folgenden 

Punkte als Komponente in die Bedienstation 

aufgenommen werden sollen und 

wie sie grafisch zu repräsentieren sind: 

• Gerätestatus-Alarme 

• FOUNDATION Fieldbus Trends 

• Fehlermeldungen („Alerts“) 

Obwohl es für den Bediener möglich ist, alle 

Gerätestatus-Alarme von der Bedienstation 

aus zu bestätigen und zu deaktivieren, kann 

das ggf. nicht erwünscht sein und sollte 

daher jeweils vor Ort bewertet werden, wobei 

auch auf eine Übereinstimmung mit den 

gegebenen und bewährten Alarmverwaltungspraktiken 

zu achten ist. Alle diese 

Statusalarme sollten auch an das rechnergestützte 

Wartungssystem übermittelt werden, 

damit das Wartungspersonal gegebenenfalls 

Reparaturarbeiten einleiten kann. 

8.2 Konventionen zur Adress- und 

Namensvergabe für Knoten 

Jeder FOUNDATION Fieldbus-Knoten muss eine 

eindeutige Knotenadresse haben. Die Knotenadresse 

ist die momentane Adresse, mit 

der das betreffende Gerät im Segment angesprochen 

wird. Jedes Fieldbus-Gerät muss 

eine eindeutige physikalische Geräte-Tag- 

Nummer (MSR) und eine zugehörige Netzwerkadresse 

haben. 

Anmerkung: 

Eine Geräte-Tag-Nummer oder MSR-Bezeichnung 

erhält ein Gerät, wenn es in Betrieb 

genommen wird und behält sie – in den meisten 

Fällen – in seinem Speicher, wenn es 

vom Prozess getrennt wird. Die Netzwerkadresse 

ist die momentane Adresse, unter 

der der Feldbus das Gerät anspricht. 

Die Fieldbus Foundation verwendet Adressen 

im Bereich von 0 bis 255. Jeder Hersteller 

weist die Knotenadressen in einer etwas 

unterschiedlichen Art und Weise zu. Alle aber 

haben einen reservierten Bereich niedriger 

Adressen für Zusatzadressen und Host- 

Schnittstellen, einen daran anschließenden 

Bereich für die aktiven Feldgeräte und einige 

höhere Adressnummern als Reserve. 

Die von FF verwendeten Adressbereiche sind 

wie folgt; 

• 0 bis 15 sind reserviert. 

• 16 bis 247 stehen für ständig angeschlossene 

Geräte zur Verfügung. Einige Hostsysteme 

unterteilen diesen Bereich weiter. 

Aus Effizienzgründen wird dieser Bereich 

üblicherweise verkürzt. 

• 248 bis 251 stehen für Geräte zur Verfügung, 

die nicht ständig angeschlossen sind, 

wie neue Geräte oder außer Betrieb genommene. 

• 252 bis 255 sind für temporäre Geräte wie 

z.B. Handgeräte vorgesehen. 

Systeme oder Konfigurationswerkzeuge von 

Drittherstellern, die über eine Kommunikationsschnittstelle 

an H1-Netzwerke angeschlossen 

sind, dürfen nicht eingesetzt werden: 

• zur Unterbrechung des Betriebs irgendeines 

Geräts im System, 

• zur Änderung einer Geräteadresse, 

• zur Beeinflussung der Zeitplanung der 

Kommunikation. 

Als Kommunikationsverfahren für Systeme 

von Drittherstellen sollte nur die Client/ 

Server-Kommunikation eingesetzt werden. 

Die Kommunikationsschnittstellen müssen 



über ein organisatorisches Sicherheitssystem 

den Schreib/Lesezugriff und die Auswahl der 

zulässigen Funktionen ermöglichen. 

Anmerkung: 

Die Standardeinstellungen in einigen Konfigurationswerkzeugen 

können den Kommunikationsbetrieb 

unterbrechen, ohne dass der 

Bediener des Tools irgendeine offene Aktion 

vornimmt. 

Die Lösung für das Feldgerätemanagement 

sollte die vollständige Konfiguration der 

Parameter, die den FF-Geräten zugeordnet 

sind, ermöglichen. 

Die von FF zur Verfügung gestellte Standard- 

Gerätebeschreibungssprache (DLL) ist durchgängig 

zu verwenden (d.h. die DD-Dateien 

mit den Erweiterungen SYM und FFO). Auch 

die Standarddateien für die Gerätefähigkeiten 

(CFF) sind vom Host zu verwenden. Der Host 

soll keine Host-spezifischen, proprietären 

Dateien zur Konfiguration, Überwachung und 

Diagnose benötigen. 

Hostsysteme müssen in der Lage sein, jedes 

Fieldbus-Gerät, für die bei FF eine Gerätebeschreibung 

registriert wurde, vollständig zu 

konfigurieren. 

Dem Feldgerät, dem bei der Inbetriebnahme 

die niedrigste Geräteadresse zugewiesen 

wurde, wird üblicherweise der „Master Stack“ 

(=Hauptstapel) zugewiesen und es hat die 

Zeitplanung geladen, so dass es als Backup 

für den LAS (=aktive Bussteuerung) dienen 

kann (BLAS). 

Anmerkung: 

Alle zuvor genannten Adressen sind im Dezimalformat 

angegeben. Üblicherweise erfolgt 

die Geräte-Adressenvergabe durch das Hostsystem 

automatisch. Beispielsweise kann 

Adresse 20 für Basisgeräte verwendet werden 

und Geräte mit freigegebener BLAS- 

Funktion. 

8.2.2 Konventionen zur Vergabe von 

Geräte-Tag-Nummern 

Jedes FOUNDATION Fieldbus-Gerät muss eine 

eindeutige physikalische Geräte-Tag-Nummer 

haben. Eine Geräte-Tag-Nummer oder MSR- 

Bezeichnung erhält ein Gerät, wenn es in 

Betrieb genommen wird und behält sie – in 

den meisten Fällen – in seinem Speicher, 

wenn es vom Prozess getrennt wird. Die 

Geräte-Tag-Nummer ist in den Prozess- und 

Instrumentierungsschaltplänen (P&ID) angegeben. 

In den Alarmtableaus für die gerätespezifischen 

(Diagnose-)Alarme ist die Geräte-Tag- 

Nummer anzugeben. 

Jeder FOUNDATION Fieldbus hat eine eindeutige, 

32 Bit lange Kennung, die eine Hardware- 

Adresse darstellt und sehr ähnlich der MAC- 

Adressierung ist. Die Adresse ist wie folgt 

aufgebaut: 

• 6 Byte Code für den Hersteller 

• 4 Byte Code für den Gerätetyp 

• 22 Byte Seriennummer 

Anmerkung: 

Durch diese Kennung unterscheiden sich 

weltweit eindeutig alle Geräte. Der Herstellercode 

wird weltweit von der Fieldbus 

Foundation verwaltet, wodurch Duplikate ausgeschlossen 

sind. Der Gerätehersteller fügt 

den Code für den Gerätetyp und die Seriennummer 

hinzu. Werden die Geräte ausgeliefert 

oder als Reservegeräte konfiguriert, ist 

dies die Standard-Geräte-Tag-Nummer. 

8.2.3 Konventionen zur Benennung der 

Regelkreise und Module 

Jede FOUNDATION Fieldbus Regelkreis oder 

jedes Modul wird so benannt, wie es in den 

P&ID-Schaltplänen vorgegeben ist. Der 

Funktionsblock für den primären Kreis, der 

als Bedienerschnittstelle verwendet wird (AI 

oder PID), teilt sich die Modulbezeichnung. 



8.2.4 Konventionen zur Benennung der 

FOUNDATION Fieldbus-Blöcke 

Jedes Fieldbus-Gerät enthält eine Anzahl 

Blöcke. Diese Blöcke enthalten die 

Informationen von/zu jedem Gerät und sind 

zu benennen. Jede Blockbezeichnung muss 

als Zusatzinformation seine Funktion oder 

den definierten Blocktyp enthalten. Nachfolgend 

sind einige typische Zusatzinformationen 

aufgeführt: 

FT5010_AI Analogeingangsblock für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_B Vorspannungsblock für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_CS Regelungswähler-Block für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_DI Diskreteingangsblock für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_DO Diskretausgangsblock für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_ML Ladeblock (manuell) für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_PD 

Proportional-/Differentialblock für Durchfluss-Messumformer 

5010 

FT5010_PID PID-Block für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_R Verhältnis-Block für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_RB Resourceblock für Durchfluss-Messumformer 5010 

FT5010_TX Transducerblock für Durchfluss-Messumformer 5010 

FV5010_AO 

Analogausgangsblock für Durchflussregelungsventil 5010 

Tabelle 8.1 Typische Erweiterungen für Blocknamen 

TT1000 

TT1000_RB 

RESOURCE- 

BLOCK 

TT1000_TX_1 

TRANSDUCER- 

BLOCK 

TT1000_AI_1 

AI- 

FUNKTION 

TT1000_PID_1 

PID- 

FUNKTION 

TT1000_TX_2 

TRANSDUCER- 

BLOCK 

TT1000_AI_2 

AI- 

FUNKTION 

TT1000_PID_2 

PID- 

FUNKTION 

Abbildung 8.2 Block- und Gerätebezeichnung bei Fieldbus 



Jeder Block soll als Hauptbezeichnung die 

Geräte-Tag-Nummer verwenden. Wenn ein 

Gerät mehrere identische Blöcke aufweist 

(beispielsweise für zwei analoge Eingangssignale), 

sind diese eindeutig z.B. als AI_1, 

AI_2 etc. zu benennen. Abbildung 8.2 illustriert 

die Namensvergabe bei einem zugeordneten 

Feldgerät und den darin enthaltenen 

Blöcken. 

8.3 Lokalität der Regelungsfunktionalitäten 

Die Regelungsfunktionen sind in Softwareeinheiten 

enthalten, die als Module bezeichnet 

werden. Die Regelungsblöcke innerhalb 

der Module können entweder so zugewiesen 

werden, dass sie innerhalb eines Feldgeräts 

oder eines Host-Reglers ablaufen. Die Module 

werden mit den Bezeichnungen (Tags) 

gekennzeichnet, die in den P&ID-Schaltplänen 

aufgeführt sind, und in den Regelkreisbildern 

mit genau diesem Tag angezeigt. 

Nachfolgend ein Beispiel: 

BLOCK 

TC1000 

PID- 

FUNKTIONS- 

BLOCK 

Abbildung 8.3 Modulbezeichnung 

AI- 

(INSERT FUNKTIONS- DIAGRAM HERE) 

AO- 

FUNKTIONS- 

BLOCK 

Einzelheiten zur Konfiguration (z.B. Bereichsparameter 

der analogen Eingangsblöcke, 

Spanne, Alarme und Freigabe) sollten im 

Host des Prozessautomatisierungssystems 

(PAS) abgelegt sein zum Download in die 

Feldgeräte, wenn sie angeschlossen werden. 

Anmerkung: 

Das Konzept des Regelungsmoduls beruht 

auf ISA-88 und wird unter Umständen zur 

Zeit noch nicht von allen Hosts unterstützt, 

obwohl es bei den meisten Herstellern erhältlich 

sein dürfte. 

8.3.1 Feldbasierte Regelung 

Feldgeräte, die einen PID-Regelungsalgorithmus 

verwenden, sind in den Schaltplänen 

des betreffenden Netzwerks/Segments mit 

einem fettgedruckten „P“ zu kennzeichnen. 

8.3.2 PID-Einzelkreisregelung in einem 

Segment 

Für eine PID-Einzelkreisregelung, die in Feldgeräten 

realisiert wird, müssen sich alle am 

Regelkreis beteiligten Blöcke im gleichen 

Segment befinden. 

Wenn es nicht möglich ist, alle beteiligten 

Blöcke eines einzelnen PID-Regelkreises im 

gleichen Segment zu realisieren, ist die Lokalisierung 

des PID-Algorithmus im Hostsystem 

in Erwägung zu ziehen. 

Anmerkung: 

Diese Einschränkung trifft nicht auf Systeme 

zu, die die Brückenfunktion zwischen H1- 

Netzwerken unterstützen. 

Wird eine PID-Einzelkreisregelung in Feldgeräten 

implementiert, sollte der PID-Regelungsblock 

im Feldgerät für den Stellantrieb 

implementiert werden. 

Anmerkung: 

Sowohl Ventile als auch Messumformer verfügen 

üblicherweise über PID-Blöcke, weshalb 

die Entscheidung, in welchem Gerät die Regelung 

erfolgen soll, nicht ganz einfach ist. In 

der Regel spielen bei der Entscheidung Faktoren 

wie Ausführungsgeschwindigkeit, erweiterte 

Diagnosemöglichkeiten und Zugriffsmöglichkeiten 

für den Bediener eine Rolle. 

Allgemein üblich ist es jedoch, den PID-Block 

im Ventil-Stellungsregler zu verwenden. Wie 

bei herkömmlichen Regelungssystemen sind 

auch hier Fehlerbetriebszustände für Geräte 

und Regelkreis zu bestimmen und die ordnungsgemäßen 

Sicherheitsverhalten im 

Fehlerfall für jeden Regelkreis festzulegen. 

8.3.3 Kaskadenregelung 

Eine bevorzugte Kaskadenregelungs-Konfiguration 

besteht darin, alle Funktionsblöcke der 

verschiedenen Regelkreise der Kaskade und 

die zugehörigen Geräte im gleichen Netzwerk/Segment 

zu lokalisieren. Der primäre 



PID-Regler sollte im primären Messumformer 

lokalisiert sein und sekundäre PID-Regler 

sollten in den sekundären Stellgeräten sitzen. 

Wenn Primärkreis und Sekundärkreise Geräte 

oder Funktionsblöcke in verschiedenen Segmenten 

haben, sollte die primäre PID-Regelung 

zentralisiert im Regler/Host realisiert 

sein. In diesem Fall, und wenn sich alle 

Funktionsblöcke und Geräte der sekundären 

Regelkreise im gleichen Segment befinden, 

kann die PID-Regelung des Sekundärkreises 

im Stellgerät des Sekundärkreises liegen. 

8.4 Konfigurations-Optionen und Standardwerte 

8.4.1 Beschreibung einer Regelung 

Für alle FF-Projekte ist eine Richtlinie mit der 

Beschreibung der Regelungsphilosophie zu 

erstellen. Die Richtlinie muss alle typischen 

Regelungsstrategien einschließlich Regelungsmodulen, 

Funktionsblöcken und festgelegten 

Parameterkonfigurationen enthalten. 

Die in dieser Richtlinie festgelegten Grundsätze 

für Funktionsblöcke und Regelungsmodule 

soll dem aktuellen und allen zukünftigen 

FF-Projekten in der betreffenden Anlage 

zugrundegelegt werden. Diese Richtlinie ist 

vom Technischen Leiter des Endanwenders 

zu prüfen und zu genehmigen. 

Die Richtlinie muss jeweils eine Beschreibung 

der typischen Funktionsblöcke und Regelungsmodule 

enthalten, die detailliert die 

Parametereinstellung und den Betrieb der 

nachfolgenden Blöcke/Module umfasst. 

Einzuschließen ist auch eine Betrachtung der 

Parameterkonfiguration und des Betriebs für 

die Status-Signale, die Feststellung ungültiger 

Werte, Umschaltung im Fehlerfall, Initialisierung, 

Anti-Reset Windup (Funktion zur 

Verhinderung einer Überintegration) usw. Die 

Richtlinie soll auch alle Unterschiede in der 

Konfiguration oder im Betrieb zwischen Regelungsstrategien 

mit FOUNDATION Fieldbus 

und ohne FOUNDATION Fieldbus hervorheben. 

Anmerkung: 

Dieses Dokument bildet die Basis für die 

Gerätekonfiguration und das Verhalten der 

Regelungssysteme bei abnormalen Zuständen 

und ist daher von wesentlicher Bedeutung 

für einen sicheren und zuverlässigen 

Betrieb der Anlage. 

Der Lieferant des Regelungssystems soll 

Konfigurationsoptionen und Standardwerte 

für die spezifischen, systemweiten Host-Einstellungen, 

die Konfigurationsstrategien, die 

Gerätemanagement- und Asset-Management-Software 

zur Optimierung der Geräteund 

Anlagenressourcen bereitstellen. Der 

Auftraggeber muss alle Konfigurationsoptionen 

und Standardwerte genehmigen. 

Beispielsweise können die Standardeinstellungen 

der Regelkreise folgende Punkte enthalten: 

• Der Regelkreis muss bei ungültigen Prozesswerten 

(„Bad PV“) in den manuellen 

Modus schalten, dabei muss eine Alarmierung 

erfolgen, der Zustand ist grafisch 

und durch Änderung der Anzeigefarbe der 

normierten Darstellung anzuzeigen und die 

Prozesswertanzeige ist zu unterdrücken. 

• Der Regelkreis soll fragwürdige Prozesswerte 

ignorieren, in diesem Fall jedoch keinen 

Alarm erzeugen, sondern der Zustand 

ist grafisch und durch Änderung der Anzeigefarbe 

der normierten Darstellung 

kenntlich zu machen. 

8.5 Alarme und Fehlermeldungen („Alerts“) 

8.5.1 Alarme 

Fieldbus enthält 15 Alarmprioritäten, die auf 

das Hostsystem abzubilden sind. Diese 

Alarmprioritäten sind in der folgenden Tabelle 

aufgelistet, zusammen mit der Angabe, wie 

sie in ein dezentrales Steuer- und Regelungssystem 

(DCS) abgebildet werden. 

Die Fieldbus-Alarme müssen als Teil der das 

Gesamtsystems umfassenden Alarmverwaltung 

des Host-Regelungssystems behandelt 

werden. 



Alarm 

Anmerkung: 

Dieses Verfahren belastet den Bus zunächst 

geringer als das zuvor genannte und stellt 

Daten mit einem exakteren Zeitverhalten 

bereit, wird aber durch den Einsatz weiterer 

Zeitschlitze in der Zeitplanung der aktiven 

Bussteuerung (LAS) erkauft, was wiederum zu 

einer erhöhten Busbelastung führt. Durch die 

Herausgeber/Abonnenten-Lösung erhält man 

eine Übertragung pro Makrozyklus (d.h. mehrere 

Übertragungen pro Sekunde). Eine mög- 

FF-Alarmpriorität 

Host-Alarmpriorität 

15 kritisch Notfall 




11 kritisch hoch 




7 Hinweis niedrig 



4 Hinweis Protokoll 

3 Hinweis Protokoll 

2 niedrig – fest Protokoll 

1 keine Meldung keine Aktion 

Alarmprioritäten und ihre Entsprechnung im DCS 

Der Host muss die Zeitsynchronisation und 

die Registrierung der Alarmzeiten in den Feldgeräten 

unterstützen. Der Host muss die FF- 

Alarme und Fehlermeldungen unterstützen. 

8.5.2 Alerts (Fehlermeldungen) 

Feldgeräte erzeugen Fehlermeldungen oder 

Alerts aufgrund von Fehlkommunikation, 

Fehlbedienung (Diagnose) oder Störungen. 

Anmerkung: 

„Alerts“ ist eine Sammelbezeichnung für 

„Alarme“ und „Ereignisse“. Alarmzustände 

treten auf und verschwinden schließlich wieder 

(daher zwei Zeitpunkte), während Ereignisse 

nur auftreten (ein Zeitpunkt). Fehler werden 

daher als Alarme – genau wie Prozessalarme 

– aufgenommen. Der Grund ist, da 

sowohl Prozessalarme als auch Fehler auftreten 

und dann geklärt (repariert) werden. Ein 

Beispiel eines Ereignisses ist die Meldung, 

wenn ein statischer Parameter geändert wird. 

Das ist nur eine einzige Meldung. 

Diese Alerts sind wichtig für die Systemintegrität 

und werden benötigt, um die neuen 

Diagnosemöglichkeiten der Feldgeräte voll 

auszuschöpfen. 

Anmerkung: 

Alerts sind nicht das gleiche wie Alarme, sondern 

sie werden vom FF-System verwendet, 

um den Bediener auf verschiedene Statusbedingungen 

eines Geräts aufmerksam zu 

machen. 

8.5.3 Erfassung von Trendwerten 

FOUNDATION Fieldbus kann pro Netzwerk/ 

Segment bis zu 16 der wichtigsten Prozesswerte 

und Statuspunkte einschließlich Zeitstempel 

erfassen. Für die Nutzung der Trendfunktion 

gibt es verschiedene optionale Möglichkeiten. 

Vorzugsweise sollte die Erfassung von Trendwerten 

mit dem FF Trend-Objekt erfolgen, um 

ereignisgesteuert und schnell hintereinander 

Trendwerte einzulesen. 

Anmerkung: 

Das FF-Trend-Objekt nutzt die Client/Server- 

Dienste, um mit einem einzigen Aufruf 16 

Trendvariablen einzulesen. Beachten Sie bitte, 

dass dabei 16 aufeinanderfolgende Trendwerte 

einer einzigen Variablen eingelesen 

werden. 

Trendwerte können auch vom Feldgerät zum 

Host übertragen werden, indem die Herausgeber/Abonnent-Dienste 

(P/S) verwendet 

werden. 



liche Alternative besteht darin, die Client/ 

Server-Dienste zu nutzen, um nur alle Sekunde 

oder alle paar Sekunden die Werte zu 

lesen (mit relativ hoher Busbelastung). P/S 

führt dann definitiv zur höheren Busbelastung. 

Die einzige Ausnahme ist, wenn ein Trendwert 

aufgezeichnet werden soll, der bereits von 

einem Gerät zum anderen übertragen wird. In 

diesem Fall ist der Wert schon herausgegeben 

und muss nicht erneut herausgegeben 

werden. 

Hosts können Trenddaten aus Feldgeräten 

lesen, indem einzelne Datenwerte mit Hilfe 

der Client/Server-Dienste eingelesen werden. 

Anmerkung: 

Diese Methode führt zu dem höchsten Busverkehr 

und erlaubt dem System, Daten auszulesen 

und in einem historischen Lang- und/ 

oder Kurzzeit-Trendsystem zu speichern (Hinweis: 

dies ist trotzdem die bessere Lösung 

gegenüber dem P/S-Verfahren, da die Lesevorgänge 

nur alle Sekunde oder alle paar 

Sekunden stattfinden, verglichen mit mehrmals 

pro Sekunde bei P/S). Das Verfahren ist 

in Verbindung mit MVC-Fähigkeiten sehr 

effektiv. 

Die Trenddatenerfassung ist also auf mehrere 

Arten möglich: 

• Hosts können Trenddaten aus Feldgeräten 

lesen, indem einzelne Datenwerte mit Hilfe 

der Client/Server-Dienste eingelesen werden. 

Dieses Verfahren führt zu dem höchsten 

Busverkehr und erlaubt dem System, 

Daten auszulesen und in einem historischen 

Lang- und/oder Kurzzeit-Trendsystem zu 

speichern. 

• Trends können auch vom Feldgerät zum 

Host übertragen werden, indem die Herausgeber/Abonnent-Dienste 

(P/S) verwendet 

werden. Dieses Verfahren belastet den Bus 

zwar geringer mit ungeplanter Kommunikation 

als das vorherige und stellt Daten mit 

einem exakteren Zeitverhalten bereit, wird 

aber durch den Einsatz weiterer Zeitschlitze 

in der Zeitplanung der aktiven Bussteuerung 

(LAS) erkauft. 

Wie zuvor beschrieben, verwendet das Fieldbus-Trendobjekt 

die Client/Server-Dienste, 

um 16 Werte mit einem einzigen Aufruf einzulesen. 

Das Objekt lässt sich auch verwenden, 

um – gesteuert durch ein Ereignis – sehr 

schnell aufeinanderfolgende Datenwerte zu 

erfassen. Es sollte daher vorzugsweise zum 

Sammeln von Trendwerten eingesetzt werden. 

8.6 Netzwerkkommunikation und Zeitplanung 

8.6.1 Aktive Bussteuerung (LAS) 

Anmerkung: 

Ein LAS („Link Active Scheduler“ = aktive 

Bussteuerung) ist eine deterministische 

Steuerung für Daten, die über den Bus übertragen 

werden. Der LAS enthält eine Liste der 

Übertragungszeiten für die zyklisch zu übertragenden 

Datenpuffer aller Geräte. Der LAS 

ist verantwortlich für die Koordinierung der 

Kommunikation auf dem Fieldbus (er ist für 

die Vergabe der Sendeberechtigung („Token“) 

verantwortlich). 

Der primäre Master-LAS muss sich im Hostsystem 

in redundanten H1-Netzwerk-Schnittstellenkarten 

befinden. 

Als zusätzliche Sicherung sind für alle Netzwerke 

„Link Master“ (LM, d.h. Geräte mit der 

Fähigkeit, LAS zu werden) zu konfigurieren, 

sie sind jeweils im Gerät mit der niedrigsten 

Knotenadresse einzurichten. Dieser Backup- 

LAS (B/U LAS) sollte in einem separaten 

Gerät, das keine Regelungsfunktionen hat, 

implementiert werden. 

Anmerkung: 

Primäre und sekundäre Schnittstellen sollten 

sich in separaten Einheiten mit separaten 

Rückwandplatinen und CPUs befinden, vorzugsweise 

in separaten Steuertafeln/-schränken. 

Das gleiche gilt für primäre und sekundäre 

Spannungsversorgung. Bei vorhandenen 

redundanten Schnittstellenkarten, CPUs und 

Spannungsversorgungen ist ein Einbau in 



eine Einheit mit der gleichen Rückwandplatine 

kontraproduktiv, da im Fall eines Einzelfehlers 

der Rückwandplatine beide redundanten 

Kreise betroffen sind. 

Jedes Netzwerk ist so zu konfigurieren, dass 

bei einem Ausfall des Master-LAS automatisch 

eine Umschaltung zum Backup-LAS 

erfolgt. 

Anmerkung: 

Wird bei jeder Spannungsversorgungseinheit 

ein LAS platziert, erhält man die maximale 

Sicherheit beim Einsatz der benötigten Anzahl 

von LAS. LAS ist eine Funktion, die in einem 

Kommunikationsgerät oder einer Fieldbus- 

Schnittstellenkarte implementiert ist. Man findet 

sie niemals in einer Spannungsversorgungseinheit. 

Zusätzlich zur Haupt-Bussteuerung („Master- 

LAS“) können sich ein oder mehrere Backup- 

LAS in einem Fieldbus-Netzwerk befinden. 

Fällt der aktive LAS aus, übernimmt automatisch 

einer der Backup-LAS die Bussteuerung. 

Dies ist eine gutorganisierte und zuverlässige 

Umschaltung. In einem H1-Fieldbus- 

Netzwerk ist immer nur ein LAS aktiv. 

Vor der endgültigen Platzierung von LAS und 

Backup-LAS sind mögliche Fehlerzustände 

zu analysieren. 

8.6.2 Ausführungszeit im Netzwerk/ Segment 

Siehe auch Abschnitt 6.8.2. 

Die Makrozyklen des Netzwerks/Segments 

sollten zu den Ausführungszeiten der Module 

passen. Jedes Netzwerk/Segment sollte mit 

einer einzigen festgelegten Makrozyklus- 

Ausführungszeit arbeiten. Multiple Makrozyklen 

dürfen in einem einzelnen Netzwerk/ 

Segment nicht ohne die Genehmigung des 

Auftraggebers verwendet werden. 

Anmerkung: 

Bitte mischen Sie nicht Geräte mit unterschiedlichen 

Makrozyklus-Zeiten (z.B. 1s und 

0,25 s) im gleichen Netzwerk/Segment. Das 

Mischen von Makrozyklus-Zeiten kann zu 

Zeitplanungen führen, die die Fähigkeit einiger 

Kommunikationssteuerungen übersteigen. 

Verschiedene Markozyklus-Zeiten im gleichen 

Netzwerk/Segment machen häufig auch die 

Diagnose von möglichen zukünftigen Kommunikationsproblemen 

schwierig, besonders 

dann, wenn diese nur sporadisch auftreten. 

Wird zu einem Netzwerk, das schon langsamer 

arbeitende Regelkreise enthält, eine 

schnellerer Regelkreis hinzugefügt, müssen 

die Makrozyklus-Zeiten aller Geräte in diesem 

Netzwerk-Segment auf die schnellere Ausführungszeit 

abgestimmt werden. 

Dabei ist darauf zu achten, dass das Netzwerk 

nicht überlastet wird. 

8.6.3 Makrozyklus 

Der Makrozyklus sollte mindestens einen 

Anteil von 50% für ungeplante (freie, asynchrone) 

Kommunikation haben. Die Berechnung 

des ungeplanten Zeitanteils sollte Reservekapazitäten 

beinhalten. Daher sollte ein 

neu in Betrieb genommenes Segment mindestens 

einen Zeitanteil von 70% für ungeplante 

Kommunikation beinhalten. Hat ein Segment 

einen unzureichenden Anteil für ungeplante 

Kommunikation, können Regelkreise in 

andere Segmente verlagert werden oder dessen 

Makrozyklen verlängert werden. 

Anmerkung: 

Die Ausführungsrate der Funktionsblöcke 

muss sowohl zur Systemauslastung als auch 

zu den Zielen der Prozessregelung passen. 

Die Ausführungsrate aller Funktionsblöcke 

innerhalb eines einzelnen Fieldbus-Netzwerks/ 

Segments wird bestimmt durch dessen 

Makrozyklus-Zeit. Diese Makrozyklus-Zeit, die 

typischerweise von 250 ms bis zu einigen 

Sekunden reichen kann (abhängig von der Art 

der verwendeten Geräte), wird für jedes 

Fieldbus-Netzwerk/Segment konfiguriert. Die 

Reihenfolge der Ausführung wird automatisch 



aufgrund der Verbindungen zwischen den 

Funktionsblöcken im Netzwerk/Segment 

bestimmt. 

Die Berechnung der „freien“ Zeit für asynchrone 

Kommunikation sollte aufgrund der 

erforderlichen Kommunikationszeiten und der 

Ausführungszeiten der Blöcke erfolgen. 

Bitte beachten Sie, dass der Makrozyklus 

einen Zeitanteil für die ungeplante, nichtdeterministische 

Kommunikation enthalten 

muss. Er wird z.B. für die Alarmübertragung, 

Änderung von Führungsgrößen etc. verwendet. 

Obwohl anzunehmen ist, dass die Konfigurationssoftware 

des Lieferanten einen 

Zeitanteil von 50% für die ungeplante Kommunikation 

vorsieht und verwaltet, kann das 

unter Umständen nicht der Fall sein und ist 

daher unbedingt zu überprüfen. 

Der Makrozyklus des Prozesses muss ausreichend 

kurz sein, um eine ausreichend schnelle 

Abtastung der tatsächlichen Prozessänderungen 

zu gewährleisten. Aus statistischen 

Erhebungen geht hervor, dass dies der Fall 

ist, wenn der Makrozyklus mindestens sechs 

mal kürzer ist als die Prozesszeit. 

Beispielsweise erfordert ein Prozess mit einer 

60-sekündigen Prozess-„Totzeit“ einen Makrozyklus 

von höchstens 10 Sekunden. Dies 

ist jedoch nur in Ausnahmefällen zu bedenken, 

da der Fieldbus-Makrozyklus bis in den 

Millisekundenbereich aufgelöst werden kann, 

typischerweise bis zu 100 ms Minimum. 

Kommunikationsverzögerung 

Block-Ausführungszeit 

8.6.4 Netzwerk/Segment-Zeitplanung 

Die Zeitplanung ist eine Zwangsbedingung, 

die bei der Planung von Fieldbus-Netzwerken/Segmenten 

zu berücksichtigen ist. Jeder 

Host ist bezüglich der Anzahl von Parametern, 

die er während eines einzigen Zyklus 

übertragen kann, beschränkt. Das folgende 

Diagramm zeigt die verschiedenen Komponenten 

eines typischen Kommunikationszyklus 

für einen geschlossenen Regelkreis mit 

einem PID-Algorithmus im Analogausgangsgerät. 

verfügbare Zeit für ungeplante 

Schnittstellenaktivitäten 

Regelungszyklus 

Zeit 

Abbildung 8.2 Typischer Kommunikationszyklus 



Zeitplanungsdiagramme und zugehörige Berechnungen 

sind als offizielle Entwurfsdokumente 

in elektronischem Format aufzubewahren. 

Die Zeitplanung von Netzwerken/ 

Segmenten und Übertragungsvorgängen ist 

immer auszuführen, wenn neue Komponenten/Blöcke 

in ein Netzwerk/Segment eingefügt 

werden. In jedem Zyklus ist außerdem 

genügend unverplante Zeit vorzusehen, um 

die azyklischen Informationen (z.B. Wartungsund 

Konfigurationsinformationen) zu übertragen. 

8.6.5 Überlegungen zu den Funktionsblöcken 

Die zulässige Kommunikations-Ausfallrate 

(„Stale Rate“) bei PID-Blöcken muss auf ein 

Minimum von 3 gesetzt werden. Wird der 

Standardwert von 1 beibehalten, ist es möglich, 

dass der Regelkreis periodisch zwischen 

„in Betrieb“ und „außer Betrieb“ umschaltet, 

falls sporadisch ein Kommunikationsfehler im 

Segment auftritt, wodurch der AI-Block nicht 

gelesen wird. Ein Seiteneffekt dieser Umschaltung 

zwischen „in“ und „außer Betrieb“ 

ist die ungewollte Verstellung der Führungsgröße, 

falls eine Führungsgrößennachführung 

spezifiziert ist. 

8.6.6 Virtuelle Kommunikationsbeziehungen 

(VCRs) 

Planer komplexer Regelungsstrategien sollten 

die Anzahl der VCRs, die von Feldgeräten 

und Hostsystem unterstützt werden, im Auge 

behalten. 

Komplexe Regelungsstrategien können gegebenenfalls 

mehr Funktionsblöcke und/oder 

VCRs erfordern, als einzelne Feldgeräte oder 

der Host bereitstellen. 

Die folgenden Ausführungen zeigen, wie vielschichtig 

das Problem sein kann, einen Überblick 

über die erforderlichen VCRs zu behalten. 

Durch die Implementierung komplexer 

Regelungsstrategien im Host-Regler kann es 

etwas entschärft werden. Jedes Gerät benötigt 

eine minimale Anzahl von VCRs, um mit 

den anderen Geräten und einem Host zu 

kommunizieren. 

Jedes Gerät benötigt: 

einen Client/Server pro MIB 

einen Client/Server für den primären Host 

einen Client/Server für den sekundären 

Host oder den Wartungsrechner 

eine Quelle/Senke für Alarme 

eine Quelle/Senke für Trends 

Jeder Funktionsblock benötigt: 

Einen Herausgeber/Abonnent für jede I/O 

Hinweis: Wird der Funktionsblock nur intern 

verwendet, wird keine VCR benötigt. 

Beispiel für ein Gerät mit 2 Analogeingängen, 

1 PID, 1 Transducer-Block und 1 Resourcen- 

Block: 

2 AI-Blöcke 

2 PID-Blöcke 

Basis-Geräteblöcke 

Folglich könnte ein einzelnes Analogeingangs-Gerät 

mit zwei Eingängen, dessen 

Trendwerte und Alarme übertragen werden, 

folgende VCR benötigen: 

5+2+1+5 = 13 VCRs 

2 Herausgeber/ 

Abonnent-VCRs 


Abonnent-VCRs 

(In, Out, BckCal In, 

BckCal Out, Track) 

5 VCRs 

Das folgende Beispiel beschreibt einen typischen 

Fall: 

Es sei angenommen, zwei AI-Blöcke und der 

PID-Block befinden sich im gleichen Gerät. 

Weiter sei angenommen, dass einer der AI- 

Blöcke der PID-Funktion zugeordnet ist und 

der zweite seine Daten zu einem anderen 

Gerät überträgt (siehe nachfolgende Abbildung), 

dann sind folgende VCRs erforderlich: 



AI_1_OUT 

AI_2_OUT 

PID_IN 


Abonnent-VCR 

Interne 

Kommunikation 

Interne 

Kommunikation 

BKCAL_OUT wird nur bei einer PID-Kaskadenregelung 

benötigt. TRK_VAL wird verwendet, 

wenn der Ausgang einem bestimmten 

Signal folgen soll, dann wird aber auch ein 

Signal TRK_IN_D benötigt, um die Signalverfolgung 

ein- und auszuschalten. Daher ist 

die Anzahl benötigter VCRs wie folgt: 

1 (AI_1) + 2 (PID) + 5 (Basisgerät) = 8 

PID_OUT 

PID_BKCAL_IN 


Abonnent-VCR 


Abonnent-VCR 

Anmerkung: 

Die Verlagerung des PID-Blocks vom Eingangsgerät 

in ein Ausgangsgerät reduziert 

den VCR-Bedarf um 1. 

Basis-Geräteblöcke 

5 VCRs 

C/S VCR (MIB) 

C/S VCR (Prim. Host) 

C/S VCR (Sek. Host) 

S/S VCR (Alarme) 

S/S VCR (Trends) 

Kanal 1 

Kanal 2 

CAS_IN OUT 

IN BKCAL_OUT 

FF_VAL 

TRK_VAL IN 

TRK_IN_D 

BKCAL_IN 

Abbildung 8.3 Beispiel für VCRs zwischen Funktionsblöcken 



8.7 Datenimport und -export 

Host- Konfigurationsprogramm und Datenbanken 

sollten über Import- und Exportfähigkeiten 

für Daten von Funktionsblöcken 

und Modulen verfügen. Formate für den Import- 

oder Export können auf Datenbankseite 

z.B. sein: Komma-getrennter Text, Microsoft 

Excel, Text, Microsoft Access, SQL. 

Der Host sollte in der Lage sein, die importierten 

Daten in die entsprechenden Funktionsblöcke 

zu laden. 

Der Host sollte auch in der Lage sein, Aktualisierungen 

und Änderungen in eine externe 

Datenbank zu exportieren. 

Die Download-Fähigkeit des Hosts sollte die 

Regelungs-Funktionalität, Zeitplanung und 

Initialisierung beinhalten. 

8.8 Bedienanzeige 

FOUNDATION Fieldbus ermöglicht den Zugriff 

auf eine riesige Menge an Informationen. 

Über die Konfigurationsstation können Prozessdaten, 

Gerätedaten und Netzwerkinformationen 

konfiguriert und angezeigt werden. 

Das Bedienpersonal braucht zur Überwachung 

des Prozesses jedoch lediglich einen 

Zugriff auf einen Bruchteil dieser Informationen. 

Zuviele Informationen würden die 

Betriebsanzeigen überladen und nur Verwirrung 

verursachen. Zusätzlich können zuviele 

Informationsdaten die Aktualisierungsrate des 

Bildschirms verlangsamen. 

8.8.1 Prozessvisualisierungs-Strategie 

Die Prozessvisualisierung soll so beschaffen 

sein, dass nur die prozessrelevanten Informationen 

angezeigt werden. Falls erforderlich, 

z.B. im Fall einer Gerätestörung, soll der 

Bediener über einen Alarm darauf aufmerksam 

gemacht werden. Dieser Alarm sollte 

eine detailliertere Analyse durch entsprechende 

Diagnosewerkzeuge auslösen. 

Die Grafik soll für herkömmliche Komponenten 

und Fieldbuskomponenten konsistent 

sein und das gleiche Erscheinungsbild bieten. 

Die Prozessvisualisierungs-Software soll so 

beschaffen sein, dass die Fieldbus-Leistungsmerkmale 

voll ausgenützt werden können. 

Diese Maßnahmen erhöhen das Vertrauensniveau 

des Bedieners, erleichtern die Bedienung 

und erhöhen damit auch Verfügbarkeit 

und Sicherheit des Systems. 

8.8.2 Vertrauensniveau 

Eine Bedienstation sollte nicht nur die Prozesswerte 

anzeigen, sondern auch die Qualität 

des Wertes (falls nicht in Ordnung) und 

ob ein Grenzwert für ihn vorhanden ist. Die 

Statusanzeige der Qualität des Prozesswerts 

sollte so beschaffen sein, dass der Bediener 

darauf aufmerksam gemacht wird, wenn 

irgendeine abweichende Bedingung vorhanden 

ist. Die Anzeige abnormaler Bedingungen 

ist für den Bediener wichtiger, denn der Informationsgehalt 

ist höher, als wenn nur normaler 

Werte angezeigt werden. 

8.8.3 Sicherheit 

Ein wichtiger Sicherheitsaspekt ist, dass die 

betroffenen Werte für den Bediener als ungültig 

gekennzeichnet werden, wenn die Kommunikation 

ausfällt. Die Darstellung eines solchen 

Zustands nur in numerischer Form darf 

nicht das einzige Mittel sein, denn der ungültige 

Wert könnte leicht als gültiger Wert angesehen 

und übernommen werden. 

Das Einfrieren eines Wertes, der schlecht sein 

könnte, ist gefährlich und ohne spezielle Genehmigung 

des Auftraggebers unzulässig. 

8.8.4 Einfache Bedienung 

Die Prozessvisualisierung soll so beschaffen 

sein, dass sie dem Bediener eine intuitive und 

übersichtliche Oberfläche bietet. 

8.8.5 Verfügbarkeit 

Statusanzeigen sind zu verwenden, um dem 

Bediener eine schnellere Einkreisung und 

exakte Lokalisierung des Problems zu erlauben. 

8.8.6 Bedingtes Wartungsmanagement 

Informationen zur Kalibrierung, zur Identifizierung, 

zu Konstruktionswerkstoffen und zur 



erweiterten Diagnosen sind zu zahlreich und 

komplex, um sie in Prozessbildern anzuzeigen. 

Bedingte Wartungsfunktionen sollten mit 

einem speziellen Werkzeug ausgeführt werden 

können oder sollten in das Konfigurationswerkzeug 

integriert sein. Der Bediener 

soll aber die Möglichkeit haben, dieses Werkzeug 

direkt aus der Prozessvisualisierungs- 

Software aufzurufen. 

8.9 Software-Revisionen 

Die komplette Software – bis auf die Anwendersoftware 

– muss sich auf dem neuesten 

Stand befinden, der für die System-Hardware 

zum dem im Vertrag oder Auftrag festgelegten 

Stichtag erhältlich ist. 

Das System muss die Möglichkeit der Aktualisierung 

der System-Betriebssoftware in allen 

redundanten Modulen des Systems gestatten, 

ohne den Prozess herunterfahren zu 

müssen, ohne die Bedienerschnittstelle zu 

verlieren und ohne einen Zugriffsverlust auf 

beliebige Regelfunktionen. 

Die Anwendersoftware soll so beschaffen 

sein, dass bei Aktualisierung der System- 

Betriebssoftware keine Modifikationen erforderlich 

sind. Jede aktualisierte Version der 

Systemsoftware muss rückwärtskompatibel 

zu Dateien sein, die mit den vorherigen 

Versionen erzeugt wurden. 

8.10 System-Management 

Das System-Management (SM) synchronisiert 

die Ausführung der Funktionsblöcke (FB) mit 

einer allen Geräten zur Verfügung stehenden 

Systemzeit. Das SM verwaltet auch die 

Kommunikation mit den FBs in Bezug auf: 

• Ausgabe der Tageszeit an alle Geräte, einschließlich 

automatischer Umschaltung zu 

einem redundanten Zeit-Herausgeber. 

• Suchen von Parameterbezeichnungen oder 

Tag-Nummern im Fieldbus. 

• Automatische Zuweisung von Geräteadressen. 

Anmerkung: 

Die Geräteadresse bei Fieldbus-Geräten wird 

nicht mit Steckbrücken oder Schaltern eingestellt. 

Stattdessen übernehmen Konfigurationswerkzeuge 

die Adresseneinstellung mit 

Hilfe der SM-Dienste. 

8.11 Prozesssteuerung/-regelung und 

Datenmanagement 

Spezielle proprietäre Programmiersprachen 

sollten nicht für Zwecke der Prozesssteuerung/-regelung 

eingesetzt werden. 

8.11.1 Fehlerbehandlung 

Die Fehlererkennung und Fehlerbehandlung 

soll den FOUNDATION Fieldbus-Standards entsprechen. 

Für Eingänge und berechnete Variablen sind 

bei ungültigen Werten entsprechende Statussignale 

zu erzeugen. 

Ein Wert ist als ungültig zu erklären, wenn 

eine der folgenden Bedingungen vorliegt: 

• Wenn ein Wert außerhalb des zulässigen 

Bereichs liegt. 

• Wenn ein Wert nicht gemessen oder 

berechnet werden kann. 

• Wenn ein Wert von einem 

Anwenderprogramm als ungültig gekennzeichnet 

wird. 

• Wenn ein Wert vom Quelleninstrument als 

ungültig gekennzeichnet wird. 

Die Gewinnung des „Ungültig“-Status muss 

durch ein Kontrollschema steuerbar sein. Es 

muss möglich sein, die Erkennung und Verbreitung 

des Status zu unterbinden bzw. freizugeben. 

Diese Steuerung muss auf Tag- 

Basis möglich sein. 

Es muss möglich sein, einen „Ungültig“-Status 

als logischen Eingang zu verwenden, um 

beispielsweise eine Änderung des Regelungsalgorithmus 

zu initiieren. 

Wenn der Eingang eines Regelkreises als 

ungültig gekennzeichnet ist, muss es möglich 

sein, den Ausgang für diesen Fehlerfall auf 

folgende Werte zu fahren: 

• Halten des letzten gültigen Wertes 

• Ausgangssignal auf Null 

• Ausgangssignal auf oberen 

Bereichsendwert 



Beim Ausfall des Kommunikations-Subsystems 

können Steuerungsalgorithmen im 

Ermessen des Anwenders die Fortführung 

des Betriebs mit dem letzten gültigen Wert 

übernehmen. 

Alle Regelungs-Stellkomponenten müssen 

bei Ausfall der Segmentkommunikation in 

einen vordefinierten Fehlerzustand fahren. 

Ein Regelungsventil verfügt, abhängig vom 

Fehler-Modus, über zwei Klassen von Fehlerzuständen: 

• konfigurierter Fehlerzustand 

• mechanischer Fehlerzustand 

Der konfigurierte Fehlerzustand kann „offen“, 

„geschlossen“, „letzte Position halten“ oder 

ein vorgegebener Prozentsatz offen sein. Das 

Ventil wird bei Ausfall der Kommunikation 

oder aufgrund eines definierten Ereignisses in 

seinen konfigurierten Fehlerzustand gehen. 

Ein definiertes Ereignis könnte sein: 

• der Verlust des Eingangssignals am Ventil- 

PID-Block, oder 

• ein Prozessereignis (Not-Aus-Schalter) oder 

diagnostisches Ereignis (Ventilfehler). 

Das Ventil nimmt seine mechanische Fehlerstellung 

ein (d.h. durch Federkraft), wenn die 

Versorgungsspannung ausfällt. Die Fehlermodi 

und deren Behandlung sind zu analysieren 

und zu beurteilen bezüglich Auswirkungen 

und präventiver Schutzmaßnahmen. 

Mögliche Gesamtfehler sind zu berücksichtigen, 

um sicherzustellen, dass Fieldbusentwurf 

und Systemkonfiguration für eine ordnungsgemäße 

und sichere Fehlerbehandlung 

ausgelegt sind. 

Regelungs-Stellelemente sind so zu konfigurieren, 

dass sie sich unter den folgenden 

Bedingungen in die gewünschte sichere 

Position bewegen: 

• Kompletter Ausfall der Versorgungsspannung 

• Ausfall der Kommunikation 

Anmerkung: 

Ein Fehler, bei dem der Strom abfließt, z.B. 

bei einem partiellen Kurzschluss, und die 

Busspannung dadurch unter die Untergrenze 

fällt, kann unter Umständen nicht die gleiche 

Auswirkung bezüglich Verstellung des Stellelements 

(Aktuator) in eine sichere Position 

haben. Ein solcher Zwischenfall kann dazu 

führen, dass der Aktuator in einem unbestimmten 

Zustand bleibt. Daher ist es wichtig, 

diesen Empfehlungen zu folgen. 

Das Netzwerk muss so aufgebaut sein, dass 

der Ausfall des Netzwerks nicht mehr als eine 

der parallelen (redundanten, Reserve-) Prozesseinheiten 

oder Geräten betrifft. 

Durch die Installation von redundanten Bus- 

/Hostsystem-Schnittstellenkarten wird die 

Möglichkeit eines Gesamtfehlers, der bei 

einer Installation mehrerer Busse auf eine einzigen 

Schnittstellenkarte zum Ausfall aller 

Busse führen kann, vermieden. Primäre und 

sekundäre Schnittstellenkarten sollten nicht in 

einem Gehäuse mit der gleichen Rückwandplatine 

sitzen, vorzugsweise sollten sie in verschiedenen 

Schalttafeln/-schränken untergebracht 

sein. 

Die Möglichkeit solcher Einzelfehler sollte 

durch die verwendete Topologie reduziert 

werden. 

Geräte, die zusammen arbeiten, sollen sich 

am gleichen Netzwerk befinden, um: 

• die Kommunikation zwischen Netzwerken 

zu minimieren, 

• sicherzustellen, dass die regelungsbezogene 

Kommunikation deterministisch bleibt. 

Ein Beispiel einer solchen Konfiguration ist 

die Verwendung von FF für den Aufbau von 

verteilten PID-Regelungskreisen und/oder 

kaskadierten Regelungskreisen in der Anlage. 

Das System ist so zu konfigurieren, dass dem 

Bediener ermöglicht wird, ein Ventil manuell 

zu steuern, und es muss bei einem Zustand, 

bei dem der Messumformer komplett ausge- 



fallen ist (z.B. Versorgungsspannungsausfall, 

Kommunikationsausfall oder komplettes 

Versagen der Elektronik), eine Alarmmeldung 

liefern können. 

8.11.2 Regelungsmodi 

Die Regelungsmodi müssen mit den FOUN- 

DATION Fieldbus-Standards übereinstimmen. 

Es muss möglich sein, jeden beliebigen 

Regelkreis in den manuellen Modus zu schalten, 

und es muss dem Bediener möglich sein, 

im manuellen Modus den Ausgangswert 

eines Regelkreises zu manipulieren. 

Für die Kaskadenregelung muss es möglich 

sein, eine externe Führungsgrößenvorgabe 

durch andere Regler oder weitere Module des 

Automatisierungssystems zu konfigurieren. 

Für alle Regelungsblöcke, die einen Führungsgrößeneingang 

beinhalten, muss es 

möglich sein, zwischen einer lokalen Führungsgröße 

(Eingabe durch den Bediener) 

oder einer externen Führungsgröße umzuschalten. 

Alle kaskadierten Kreise müssen die stoßfreie 

Umschaltung unterstützen. Der Informationsaustausch 

zwischen kaskadierten Regelkreisen, 

die sich im gleichen Reglermodul 

befinden, muss innerhalb von maximal zwei 

Makrozyklen erfolgen. 

Der Informationsaustausch zwischen kaskadierten 

Regelkreisen, die sich in verschiedenen 

Geräten befinden, muss innerhalb von 

maximal der achtfachen Zeit erfolgen, die für 

den Durchlauf durch die Regelungskaskade 

in einem Modul erforderlich ist. 

Die Regelungsblöcke müssen eine automatische 

Modusumschaltung in Abhängigkeit von 

externen oder internen logischen Eingängen 

beherrschen. 

Die Modusumschaltung soll folgende Punkte 

beinhalten: 

• Umschaltung Auto/Computer/manuell 

• Umschaltung lokale/externe Führungsgröße 

8.11.3 Initialisierung 

Unter Initialisierung versteht man den Vorgang, 

bei dem die Werte für den Modus, die 

Führungsgröße und den Ausgang (Stellgröße) 

eines Regelungsblocks eingestellt werden. 

Der Initialisierungsvorgang muss den FOUN- 

DATION Fieldbus-Standards entsprechen. Eine 

Initialisierung soll erfolgen, wenn eine der folgenden 

Bedingungen zutrifft: 

I. Der Regelungsblock wird eingeschaltet. 

II. 

Der Modus des Regelungsblocks wird 

von manuell nach automatisch, von 

manuell nach Kaskade oder von automatisch 

nach Kaskade geschaltet. 

III. Der Ausgang des Regelungsblocks wird 

zu einem Regelungsblock kaskadiert, der 

gerade initialisiert wird. 

Bei Variablen, die initialisiert werden, ist folgendermaßen 

zu verfahren: 

a) Das System muss Fehlalarme, die durch 

Initialisierung des Algorithmus ausgelöst 

werden, unterdrücken. 

b) Berechnungen, die zeitabhängige Daten 

enthalten, sind rückzusetzen. 

Führungsgrößen sind zu initialisieren, wenn 

der Block eingeschaltet wird. Es muss möglich 

sein, den Initialisierungswert zu konfigurieren. 

Die Regelungsblöcke müssen die Möglichkeit 

bieten, die Führungsgröße entweder auf den 

Eingangswert zu initialisieren oder die letzte 

gültige Führungsgröße bei der Initialisierung 

beizubehalten. 

In einer Regelkreiskaskade muss die Möglichkeit 

der Ausgangsnachführung vorhanden 

sein. Bei der Ausgangsnachführung führt der 

Ausgang des primären Regelkreises die Führungsgröße 

des sekundären Regelkreises 

nach, wenn dieser sich entweder in der 

manuellen oder automatischen Betriebsart 

befindet oder selbst auf Ausgangsnachführung 

geschaltet ist. 

Wenn entweder die Führungsgrößennachführung 

oder Ausgangsnachführung aktiv ist, 



sollte dieser Zustand dem Bediener in der 

normierten Darstellung deutlich kenntlich 

gemacht werden. Dieser Status sollte auch 

als Parameter vorliegen, der entweder in 

einer grafischen Anzeige oder einem Anwenderprogramm 

ausgewertet werden kann. 

8.11.4 Berechnungen 

Berechnungsvorgänge sind entweder in 

Fließkommadarstellung mit physikalischen 

Einheiten auszuführen oder gemäß äquivalenter 

Verfahren, bei denen keine Skalierung 

erforderlich ist. 

8.11.5 Regelungsvorgänge 

Algorithmen: 

• Zur Durchführung von Regelungsfunktionen 

sind FOUNDATION Fieldbus-Standardalgorithmen 

bereitzustellen. Diese Prozessregelungsfunktionen 

sollen mit vordefinierten 

Algorithmen mit konfigurierbaren Parametern 

ausgeführt werden. 

• Die FOUNDATION Fieldbus-Regelungsalgorithmen 

sollen gleich sein, unabhängig 

davon, ob sie in der Systemsteuerung oder 

in den H1-Feldgeräten ausgeführt werden. 

Anmerkung: 

Um sicherzustellen, dass dies auch durchgängig 

der Fall ist und bleibt, muss überprüft und 

bestätigt werden, dass in einem PID- oder 

Regelungsfunktionsblock, der einen Regelkreis 

im System ersetzt, der gleiche Algorithmus 

verwendet wird und umgekehrt. 

Führungsgrößen-Begrenzungswerte 

Für alle Führungsgrößen sollten untere und 

obere Begrenzungswerte zur Verfügung stehen. 

„Windup“-Schutz (Funktion zur Verhinderung 

einer Überintegration): 

Regelungsfunktionen, die integrative Aktionen 

beinhalten, sind gegen eine Überintegration 

zu schützen. Dieser sogenannte Windup- 

Schutz muss die integrale Aktion unterbinden, 

wenn der Ausgang des Regelungsblocks 

begrenzt wird durch beispielsweise 

folgende Bedingungen: 

• Ausgangswert bei Spannenunter- oder 

obergrenze. 

• Ausgang bei unterem oder oberem Begrenzungswert. 

• Ausgang ist mit dem Führungsgrößeneingang 

eines sekundären Regelkreises verbunden, 

der begrenzt ist. 

• Ausgang ist nicht an ein gültiges Gerät oder 

einen gültigen Algorithmus angeschlossen. 

• Ausgangsnachführung ist aktiv. 

Anmerkung: 

Die letzte obengenannte Bedingung trifft nicht 

zu, wenn der primäre Regelkreis an einen sekundären 

Regelkreis angeschlossen ist, der 

sich momentan nicht in Kaskade-Betriebsart 

befindet, oder wenn ein Regler wegen eines 

Hardwarefehlers die Kommunikationsverbindung 

mit dem Ausgangsmodul verliert. 

Wenn der Windup-Schutz aktiv ist, sollte dieser 

Zustand dem Bediener in der normierten 

Darstellung deutlich kenntlich gemacht werden. 

Dieser Status sollte auch als Parameter 

vorliegen, der entweder in einer grafischen 

Anzeige oder einem Anwenderprogramm 

ausgewertet werden kann. 

Regelungsfunktionen und Berechnungsfunktionen 

sollten die Möglichkeit bieten, den 

Windup-Parameter durch Mehrebenen-Regelungsstrategien 

weiterzugeben. 

8.11.6 Überwachung der Regelung und 

Ausführung 

Das System sollte einen Mechanismus bereitstellen, 

die Regelungsstrategien, wie sie in 

der Systemkonfiguration festgelegt sind, in 

Echtzeit anzuzeigen, während sie ausgeführt 

werden. Dazu sollten ebenfalls die Eingangsund 

Ausgangswerte in Echtzeit dargestellt 

werden. Wenn eine bestimmte Tag-Nummer 

ausgewählt ist, sollte der Bediener die Möglichkeit 

haben, eine Taste zu drücken, um die 

Regelungsstrategie anzuzeigen. Um diese 

Funktionalität bereitzustellen, darf keine 

zusätzliche Konfiguration erforderlich sein. 



8.11.7 Überwachung des Regelkreisverhaltens 

Das Automatisierungssystem sollte alle aktiven 

Regelkreise überwachen und bei Feststellung 

einer Funktionsminderung in einem 

der Kreise oder Erkennung abnormaler 

Zustände einer Messung, eines Aktuators 

oder eines Regelungsblocks einen Merker 

setzen. Merker sollten bei folgenden Bedingungen 

gesetzt werden: 

• Schlechte I/O (Die Prozessgröße des 

Blocks ist schlecht, unsicher oder 

begrenzt). 

• Begrenzte Regelungsaktion (es ist eine 

nachgeordnete Bedingung vorhanden, die 

die Regelungsaktion des Blocks begrenzt). 

• Modus nicht normal (der tatsächliche 

Modus des Blocks entspricht nicht dem, 

der als normaler Modus des Blocks festgelegt 

wurde). 

Für jeden Regelkreis kann ein Variabilitäts- 

Index berechnet werden. Dieser Index kann 

verwendet werden, um folgende Punkte zu 

quantisieren und das Ergebnis grafisch darzustellen: 

Regelkreisnutzung; schlechte, unsichere 

und begrenzte Messzustände; begrenzte 

Regelungsaktion und Prozessvariabilität. 

Stark abweichende Variabilität sollte automatisch 

gekennzeichnet werden. 

Diese Fähigkeit sollte ein Standard-Leistungsmerkmal 

des Systems sein, es sollte 

kein zusätzlicher Aufwand zur Realisierung 

erforderlich sein. Das System muss automatisch 

erkennen, wenn neue Regelungsmodule 

hinzugefügt oder vorhandene aus der Konfiguration 

entfernt werden und bei Benutzung 

automatisch die Überwachung des Regelkreisverhaltens 

aktivieren. 

8.12 System-Konfigurationswerkzeuge 

8.12.1 Konfigurationswerkzeug 

Ein Konfigurationswerkzeug sollte bereitgestellt 

werden, um Datenbank- und Konfigurationsdaten 

zu erzeugen oder zu ändern. Bei 

der Eingabe sollte eine grafische Verbindung 

der Blöcke möglich sein oder sie sollte über 

vorgegebene Eingabefelder erfolgen. Das 

Werkzeug sollte den Bediener interaktiv 

Schritt für Schritt durch die Konfigurationsprozedur 

führen und den erfolgreichen 

Abschluss der einzelnen Eingabeaktionen 

bestätigen. Es dürfen nur die zutreffenden 

Informationen, die auf den vorhergehenden 

Eingaben beruhen, abgefragt werden. 

Für die herkömmliche und die auf FOUNDATION 

Fieldbus basierende Steuerung soll ein gemeinsames 

Konfigurationswerkzeug verwendet 

werden. Es soll die Auswahl der Lokalität 

für die Regelung in der Systemsteuerung 

oder in Feldgeräten erlauben. Die Konfiguration 

des Regelungsmoduls muss gleich sein, 

unabhängig davon, wo es sich befindet. 

Das Konfigurationswerkzeug sollte die „Drag 

and Drop“-Funktionalität bieten, um Konfigurationsdaten 

von einer Stelle an eine andere 

zu bewegen oder zu kopieren. 

Es sollte möglich sein, die Ausführung eines 

konfigurierten Moduls zu stoppen, einen einzelnen 

Block oder Schritt einmal auszuführen, 

Haltepunkte zu setzen, bei denen die Ausführung 

an einem bestimmten Punkt angehalten 

wird oder spezifische Werte einzugeben, die 

das tatsächliche Signal übersteuern – und 

das alles, ohne andere Module, die möglicherweise 

im gleichen Regler laufen, zu 

beeinflussen. 

Das Konfigurationswerkzeug muss auch ein 

Hilfesystem aufweisen, um dem Bediener 

Hilfestellungen bei der Konfiguration zu 

geben. 

8.12.2 Konfigurationsanzeigen 

Zur Unterstützung bei der Systemkonfiguration 

sind Konfigurationsanzeigen bereitzustellen. 

Alle Anzeigen und Tag-Nummern sollten 

sich in einer globalen Datenbank befinden, 

auf die vom gesamten System aus 

zugegriffen werden kann. Es sollte keine 

Abbildung von Daten zwischen den Systemen 

erforderlich sein. 

Die Anzeige folgender Punkte sollte unter- 



stützt werden: 

• Alle Tag-Nummern im System, 

• Alle Parameter für jedes Tag, einschließlich 

(sofern zutreffend) Tag-ID, Tag- 

Beschreibung, Hardware-Adresse, 

Abgleichkonstanten, Kommentare zum Tag, 

Algorithmen, die sich auf das Tag beziehen 

und Einzelheiten zu Ein- und Ausgängen. 

• Alle konfigurierbaren Tasten (oder Softkeys) 

und ihre Funktion. 

• Alle Hardware-Module im System und die 

Konfigurationsparameter für jedes einzelne. 

Eine Hilfsfunktion wie kopieren/einfügen oder 

eine „Mustervorlage“ sollte vorhanden sein, 

um die Erstellung mehrerer Tags mit gleichen 

Parametern (bis auf kleinere Unterschiede wie 

Tag-ID und I/O-Adresse) zu erleichtern. Diese 

Mustervorlage sollte einmal erstellt werden 

und dann als Basis für jedes Tag verwendet 

werden können. Es muss möglich sein, mehrere 

Mustervorlagen zu definieren und abzuspeichern. 

Sie sollen auf einfache Weise aufgerufen 


Es sollte möglich sein, eine Reihe aufeinanderfolgender 

Tastendrücke als Makro abzuspeichern, 

das mit einer einzigen Bedieneraktion 

ausgeführt werden kann. 

Zusätze, Änderungen und Löschvorgänge in 

der Konfiguration müssen automatisch eine 

Aktualisierung aller Module und Tags auslösen, 

die davon betroffen sind. 

Konfigurationsänderungen sollten durch eine 

Bestätigungssequenz abgeschlossen werden, 

bei der eine abschließende Freigabe-Bestätigung 

durch den Bediener erforderlich ist, 

bevor die Änderungen in das Automatisierungssystem 

geladen werden. 

Wenn Konfigurationsdaten in das Automatisierungssystem 

hinunterzuladen sind, sollen 

unzulässige Konfigurationseinträge gekennzeichnet 

und die betroffenen Parameter angezeigt 

werden. 

Es muss möglich sein, sämtliche Datenbankund 

Konfigurationsdaten sowohl auf der 

Festplatte als auch – zur Datensicherung – 

auf wechselbaren Medien, ohne das System 

Offline zu schalten, zu speichern. 

Es muss möglich sein, ein redundantes 

Online-Speichermedium für die Konfigurations-Datenbank 

zu betreiben. 

Es muss möglich sein, einen unabhängigen 

Kreis eines Mehrkreis-Prozess-Regelungsmoduls 

zu ändern, zu löschen oder hinzuzufügen, 

ohne die anderen Kreise zu beeinflussen. 

Das Hinzufügen neuer H1-Feldgeräte soll 

vom System automatisch ohne manuelles 

Eingreifen erkannt werden. Neue Geräte sollen 

sich automatisch der Datenbank als freie 

Geräte mitteilen. Als Geräteadressen sind 

ganze Dezimalzahlen zu verwenden. Die 

hexadezimale Adressierung soll nicht verwendet 

werden. 

8.12.3 Tag-Parameter 

Alle Tags sind mindestens mit den folgenden 

Parametern zu versehen: 

• Tag-ID bzw. Tag-Nummer 

• Tag-Beschreibung 

• Tag-Typ 

• Alarmbedingungen 

Die Tag-Nummer soll systemweit eindeutig 

sein und der Zugriff auf alle Tag-Parameter 

soll direkt über die Tag-Nummer möglich 

sein. Das System soll die Möglichkeit bieten, 

bei Geräten mit mehreren Zuständen freie 

alphanumerische Beschreibungen für jeden 

Zustand zu erstellen. Für jedes Gerät mit 

mehreren Zuständen sollen vier Zustandsbeschreibungen 

möglich sein (z.B. offen, 

geschlossen, Zwischenstellung und Störung 

für ein MOV (motorbetriebenes Ventil)). 

8.12.4 Physikalische Einheiten 

Jedem Analogeingang, -ausgang und Regelungsblock 

ist eine physikalische Einheit 

zuzuweisen. Es muss möglich sein, diese 

Kennzeichnung automatisch zusammen mit 

dem Wert anzuzeigen, wenn auf den betref- 



fenden Eingang, Ausgang oder Regelungsalgorithmus 

zugegriffen wird. 

8.12.5 Konfigurationsstation 

Es muss möglich sein, mehr als eine Konfigurationsstation 

im System zu installieren. Zur 

Durchführung der kompletten herkömmlichen 

und FOUNDATION Fieldbus-Konfiguration, Datenbankgenerierung 

und von Änderungen 

darf aber nur eine einzige Konfigurationsstation 

erforderlich sein. Jedoch sollte es 

ebenfalls möglich sein, mehrere Konfigurationsstationen 

gleichzeitig für Konfiguration, 

Datenbankgenerierung und die Durchführung 

von Änderungen einzusetzen. 

Das Automatisierungssystem sollte eine einzige 

globale Konfigurationsdatenbank besitzen, 

die von allen Systemkomponenten geteilt 

wird. Es darf für den Anwender nicht notwendig 

sein, gleiche Daten oder Konfigurationen 

mehr als einmal einzugeben. 

8.12.6 Systemzugang 

Der Zugang zu Funktionen des Automatisierungssystems 

muss durch ein Passwortsystem 

oder andere eindeutige Identifikationsverfahren 

wie beispielsweise eine biometrische 

Identifizierung geschützt sein. Es 

muss möglich sein, einzelne Benutzer mit 

festgelegten individuellen Zugangsberechtigungen 

zu versehen. Es soll außerden möglich 

sein, Benutzergruppen zu definieren. Alle 

zu einer Gruppe gehörenden Benutzer verfügen 

über die gleichen Privilegien. Es muss 

auch möglich sein, den Zugang eines Benutzers 

auf bestimmte Anlagenbereiche zu 

begrenzen. 

Mindestens folgende Zugangsprivilegien 

müssen vorhanden sein: 

• Bedienfunktionen ausführen 

• Optimierungsfunktionen ausführen 

• Downloadfunktionen ausführen 

• Zugang zu einzelnen Anlagenbereichen 

• Systemadministratorfunktionen ausführen 

Die Passworte für das Automatisierungssystem 

sollen global für die ganze Datenbank 

sein. 

8.13 Anzeigen 

8.13.1 Normierte Anzeigen 

Normierte Anzeigen sollen dynamische Prozess- 

und Statusinformationen eines einzelnen 

Regelkreises enthalten und dem Bediener 

ermöglichen, Werte der Regelungsparameter 

oder den Modus des Regelkreises zu 

ändern. 

Das System sollte für jedes Tag automatisch 

eine normierte Darstellung bereitstellen. Es 

soll für den Anwender nicht erforderlich sein, 

selbst eine normierte Anzeige für jedes Tag 

oder jedes Regelungsmodul erstellen zu müssen. 

Ein Fenster mit der normierten Anzeige soll 

automatisch geöffnet werdeb, wenn die entsprechende 

Stelle in einer Prozessgrafik mit 

der Maus ausgewählt wird. 

Normierte Darstellungen sollen die folgenden 

Informationen enthalten (sofern zutreffend): 

• Tag-Nummer. 

• Tag-Beschreibung. 

• Prozesseingang, Führungsgröße und 

Ausgangswerte in numerischer Form mit 

physikalischen Einheiten. 

• Prozesseingang, Führungsgröße und 

Ausgangswerte in Balkendarstellung. 

• Betriebsartanzeige für automatischen/ 

manuellen Modus und Status lokal/extern 

der Führungsgröße. 

• Visuelle Kenntlichmachung des Alarmzustands. 

• Symbolische und alphanumerische Anzeige 

der diskreten Zustände sowohl für Geräte 

mit zwei als auch für Geräte mit mehreren 

Zuständen. 

• Gerätestatus (OOS, IMAN, MAN, AUTO). 

Es soll möglich sein, in einer normierten 

Anzeige die folgenden Regelungsaktionen 

auszulösen: 

• Modusänderung des Regelungsblocks. 

• Änderung der Führungsgröße und weiterer 

vom Bediener einstellbarer Parameter. 

• Ausgabe von Befehlen für Multi-Zustands- 

Geräte. 



• Einstellung des Ausgangs im manuellen 

Betrieb. 

Auch für die Steuerung und Anzeige von 

Multi-Zustands-Geräten ist eine einzelne normierte 

Darstellung zu verwenden. Beispielsweise 

soll ein motorbetriebenes Ventil die 

Zustände Offen, Geschlossen, Zwischenstellung 

und Störung anzeigen. 

8.13.2 Statusanzeigen für das 

Kommunikationssystem 

Standardanzeigen sollten den Betriebszustand 

des Kommunikationssystems anzeigen. 

Die Kommunikationsparameter jedes Moduls, 

das an das Kommunikationssystem angeschlossen 

ist, sind darzustellen (Online, 

Offline, Gestört, Primär-Störung, Backup- 

Störung). 

Die Ergebnisse von Selbstdiagnoseprüfungen 

sind in Online-Anzeigen darzustellen. Die 

Fehlerdiagnose sollte detailliert genug sein, 

um festzustellen, welche Platinen, Module 

oder Geräte gestört sind. Die Anzeigen sind 

so zu gestalten, dass sie dem Wartungs- und 

technischen Personal bei der Auffindung von 

Fehlern im System und den Kommunikationspfaden 

eine Hilfestellung bieten. Die verschiedenen 

Kategorien der Diagnoseanzeigen 

müssen hierarchisch organisiert sein. 

Es muss möglich sein, die protokollierten 

Ereignisse zeitlich (aufsteigende oder absteigende 

Reihenfolge) oder nach Typ zu sortieren. 

Der Bediener sollte außerdem die Möglichkeit 

haben, die Ereignisse aufgrund bestimmter 

Kriterien wie Zeit, Tag-Nummer, 

Bereichsname oder spezifische Ereignisse zu 

filtern. Ereignisse und historische Trendinformationen 

für ein Regelungsobjekt sollten in 

einer zusammengefassten Ansicht dargestellt 


Alle Ereignisse sollen direkt am Ursprungsort 

mit Zeitstempel versehen werden. Ereignisse, 

die in einem Regler erzeugt werden, sind im 

Regler mit Zeitstempel zu versehen. Solche, 

die in einer Bedienstation erzeugt werden, 

werden auch in der Bedienstation mit Zeitstempel 

versehen. 

Der Ausdruck aller möglichen Ansichten der 

Ereignisdarstellung muss mit einer entsprechenden 

Druckfunktion möglich sein. 

Die Kommunikations-Diagnoseanzeigen sollten 

Fehler in jedem der redundanten Pfade 

anzeigen. 

Alle Ereignisse, die vom System erzeugt werden, 

sind zu sammeln und in chronologisch 

aufsteigender Reihenfolge in einer Ereignisdatenbank 

auf der Festplatte einer oder mehrerer 

ausgewählter Bedienstationen zu protokollieren. 

Die Ereignisse sind vom Ereignisgenerator 

mit einem Zeitstempel zu versehen. 

Ereignisse und zugehöriger Zeitstempel werden 

zur Sammlung an den „Event handler“ 

übergeben. 


Richtlinien für die FOUNDATION Fieldbus 

Dokumentation 

9.0 Richtlinien für die FOUNDATION 

Fieldbus-Dokumentation 

Für den Entwurf und zur Unterstützung der 

Wartung von Fieldbus-Installationen wird ein 

integriertes Entwurfs- und Dokumentierungs- 

System empfohlen. Das System sollte eine 

Datenbank mit Import- und Export-Funktionalität 

beinhalten, projektunterstützende Entwurfsberechnungen 

bereitstellen und über ein 

CAD-System verfügen, das die Daten der 

Projektdatenbank verwenden kann. Nach 

dem Erstentwurf sind Werkzeuge zur Verwaltung 

von Änderungen (MOC) und historische 

Funktionen bezüglich Änderungen bei 

der Geräteausstattung sehr hilfreich. 

Der Entwurf von FOUNDATION Fieldbus-Systemen 

erfordert die gleiche Dokumentationsstruktur 

wie der Entwurf herkömmlicher 

Steuer- und Regelungssysteme. Einige Dokumente 

sind jedoch an die Erfordernisse der 

FOUNDATION Fieldbus-Architektur anzupassen. 

Änderungen, zusätzliche oder entfallende 

Dokumente entsprechend den Anforderungen 

des FOUNDATION Fieldbus sind nachfolgend 

aufgeführt. Die für FOUNDATION Fieldbus erforderlichen 

Dokumentationsunterlagen, Daten 

und Zeichnungen müssen mindestens die folgenden 

Punkte beinhalten: 

Dokument 

Verzeichnis der erforderlichen Dokumentation 

Für den Entwurf 

erforderl. 

Nach Fertigstellung 

dauerhaft abzulegen 

Systemzeichnung Ja Ja 

Netzwerk/Segmentpläne Ja Ja 

Orts-, Anlagen- und Geländepläne Ja Nein 

Gebäudepläne Ja Nein 

Installationszeichnungen Ja Nein 

Prozessleittechnik-Schaltpläne Ja Ja 

Geräteindex/Datenbank Ja Ja 

Geräte-Datenblätter Ja Ja 

Materialanforderungen Ja Nein 

Dokumentation des Herstellers Ja Ja 

Netzwerk/Segment-Prüfformular Nein Ja 

Risikoabschätzungen der Ventile Ja Nein (anderswo abgelegt) 

Logik-Schaltpläne Ja Ja 

Funktions- u. Regelungsbeschreibungen Ja Ja 

Tabelle 9.1 Verzeichnis der erforderlichen Fieldbus-Dokumentation 



Dokumentation 

Sämtliche Dokumente sind dem Auftraggeber 

in einem elektronischen Format zu übermitteln, 

das zu seiner Softwareausstattung kompatibel 

ist und das er zuvor spezifiziert hat. 

Ausnahmen davon sind schriftlich festzulegen. 

9.1 Zeichnungen 

9.1.1 Systemzeichnungen 

Vom Lieferanten ist ein Netzwerk-Topologie- 

Plan anzufertigen, aus dem ersichtlich wird, 

wie alle Netzwerke, Regler, Kommunikationspfade, 

Datenverläufe und Bedienstationen 

verbunden sind. 

Dieser Plan soll ein reiner Funktionsplan sein 

und darstellen, wie jedes System mit den 

anderen verbunden ist. Er enthält nicht die 

Geräte in einzelnen Netzwerken/Segmenten, 

obwohl er angeben sollte, wo oder in welcher 

Betriebseinheit jedes dieser Segmente installiert 

ist. 

9.1.2 Segmentpläne – Netzwerkpläne 

Enthält ein H1-Segment einen Regelkreis, 

sind die herkömmlichen Regelkreisdiagramme 

durch Netzwerk/Segmentpläne zu ersetzen, 

die alle Geräte, die an ein Leiterpaar 

angeschlossen sind, in einer einzigen Zeichnung 

darstellen. 

Wenn sich Regelkreise über mehrere Segmente 

erstrecken oder konventionelle I/O 

enthalten, ist ein herkömmliches Regelkreisdiagramm 

erforderlich (zusätzlich zu Netzwerk/Segmentplänen). 

Anmerkung: 

Ein Netzwerk/Segmentplan, der alle Geräte 

eines Regelkreises zeigt, ist ein Hardware- 

Verdrahtungsplan, der zur Anzeige der physikalischen 

Verbindungen und des Layouts des 

betreffenden Netzwerks/Segments dient. 

Die softwarebezogenen Informationen, die 

Anzeige, Funktionsblöcke und Konfigurationsdaten 

enthalten, brauchen hier nicht dargestellt 

zu werden. 

Zusätzlich zu den Informationen in Standard- 

Regelkreisdiagrammen müssen Netzwerk/ 

Segmentpläne die folgenden FF-systemspezifischen 

Einzelheiten enthalten: 

• Der Titelblock soll den „Netzwerknamen“ 

enthalten. Der Netzwerkname besteht aus 

Reglername, Kartennummer und Port- 

Nummer. Beispiel: Wenn der Reglername 

„01“, die Kartennummer „08“ ist und der 

Port 1 verwendet wird, ist der Netzwerk/ 

Segmentname „ISD-010801“. 

• Alle Netzwerkanschlüsse einschließlich H1- 

Schnittstellenkarte, Gesamt-Spannungsversorgung, 

FOUNDATION Fieldbus-Spannungsversorgung, 

Feldgeräte, Anschlüsse, 

Anschlussboxen und Abschlusswiderstände. 

• Alle Tag-Nummern von Netzwerken/Segmenten 

und Feldgeräten. Alle Stichleitungen 

sind mit der Tag-Nummer des daran 

angeschlossenen Instruments zu versehen. 

Alle Kabellängen sind anzugeben (falls 

erforderlich, mit dem berechneten Spannungsabfall). 

• Die von der betreffenden Organisation 

gewählte Philosophie zur Risikoabschätzung 

und Netzwerkbelastung ist deutlich auf 

dem ISD zu vermerken. 

• Das Backup-LAS-Gerät ist zu kennzeichnen. 

• Die Positionen der Abschlusswiderstände 

sind deutlich zu kennzeichnen. 

9.1.3 Orts-, Anlagen- und Geländepläne 

Um exakt die Länge der Fieldbus-Stichleitungen 

und Netzwerk/Segmentkabel 

bestimmen zu können, sind Pläne erforderlich, 

aus denen die genaue örtliche Lage (in 

allen drei Dimensionen) der Komponenten 

hervorgeht. Diese Informationen müssen 

schon so früh wie möglich zu Beginn eines 

Projekts in ausreichender Genauigkeit vorliegen, 

da sie eine Grundlage für den Fieldbus- 

Systementwurf bilden. 

9.1.4 Gebäudepläne 

Zeichnungen, die zeigen, wo die einzelnen 

Geräte innerhalb der Gebäudestrukturen 

lokalisiert sind. 



Dokumentation 

9.1.5 Installationszeichnungen 

Detaillierte Zeichnungen, die zeigen, wie die 

Geräte für die vorgegebenen Aufgaben zu 

montieren sind. Oft kann dies eine Schemazeichnung 

sein, die die Montage der Geräte 

für typische Montagebedingungen darstellt. 

9.1.6 Prozessleittechnik-Schaltpläne (P&ID) 

Die Prozessleittechnik-Schaltpläne repräsentieren 

den Prozessfluss, wo die Steuer- und 

Regeleinrichtungen an die verschiedenen 

Rohrleitungen, Kessel etc. angeschlossen 

sind und wie die Prozesskomponenten zusammenarbeiten. 

Werden Multivariablen-Geräte verwendet, 

sind alle Funktionen des Feldgeräts mit der 

gleichen Tag-Nummer, der eine Ergänzung für 

die jeweilige Funktion vorangestellt ist, zu 

kennzeichen. Beispielsweise könnte ein 

Massedurchfluss-Messumformer FT123 und 

TT123 beinhalten. Ein Regelungsventil mit 

PID-Regelung könnte FV-100 und FC-100 

beinhalten. Alternativ könnte dieses Ventil 

auch mit FCV-100 benannt werden. 

Multivariable Messumformer sind im P&ID- 

Schaltplan wie folgt darzustellen: 

FT 

123 

TT 

123 

Die Fieldbus-Instrumentierung ist in den 

P&ID-Plänen gemäß dem jeweiligen Firmenstandard 

darzustellen mit den folgenden 

Ausnahmen: 

• Als Leitungssymbol für FF-Signalverdrahtungen 

ist eine von ausgefüllten Kreisen 

unterbrochene Linie zu verwenden: 

• • • 

• Die Kreise, die die Regelungsfunktion oder 

logische Funktion symbolisieren, sind getrennt 

von der Hardware darzustellen, in der 

sie enthalten sind. 

Anmerkung: 

PID-, Selektor- oder arithmetische Funktionsblöcke 

sind im P&ID nur funktionell zu 

symbolisieren (d.h. nicht im gleichen Symbol 

des Geräts, in dem sie sich befinden). 

Alle Funktionen innerhalb des gleichen Feldgeräts 

sind mit der gleichen Tag-Nummer, der 

eine Ergänzung für die jeweilige Funktion vorangestellt 

ist, zu kennzeichen. 

Anmerkung: 

Bei Verwendung beispielsweise eines multivariablen 

Coriolis-Durchflussmessumformers 

wären die Tag-Nummern FT-1010, DT-1010 

und TT-1010 für Durchfluss, Dichte bzw. 

Temperatur. 

Die folgende Abbildung zeigt die Fieldbus- 

Symbolik in einem P&ID-Plan. 

Multivariable Fieldbus-Messumformer (z.B. 

mehrere Prozess-Messgrößen vom gleichen 

Messumformer) sind im Plan als verbundene 

Kreise zu symbolisieren. 

Bei der Darstellung multivariabler Messumformer 

ist die primäre Variable über der sekundären 

Variablen und in Fettschrift darzustellen. 

FT 

LC 

FC 

Abbildung 9.1 Fieldbus-Symbolik im P&ID-Plan einer 

Kaskadenregelung 

FV 

LT 



Dokumentation 

Nachfolgend ein weiteres Beispiel für die 

Fieldbus-Symbolik in einem P&ID-Plan eines 

Abschaltsystems: 

FT 

FC 

Abbildung 9.2 Fieldbus-Symbolik im P&ID-Plan eines 

Abschaltsystems 

9.1.7 In einem Geräteindex sind für jedes 

Gerät folgende Informationen aufzuführen: 

• Ob es sich bei dem Gerät um ein Fieldbus- 

Gerät handelt oder nicht 

• Fieldbus-Typ 

• Software-Revision 

• Funktionsblöcke 

9.2 Beschreibung der Regelkreise 

Als Teil der Dokumentation ist eine Beschreibung 

für alle typischen Funktionsblöcke und 

Regelungsmodule zu erstellen, die Einzelheiten 

zu den Parametereinstellungen und 

dem Betrieb der nachfolgenden Blöcke/Module 

beschreibt. Die Beschreibung soll ebenfalls 

eine Diskussion der Parameterkonfiguration 

und des Betriebs für die Status- 

Signale, die Feststellung ungültiger Werte, 

Umschaltung im Fehlerfall, Initialisierung, 

Anti-Reset Windup (Funktion zur Verhinderung 

einer Überintegration) usw. enthalten. 

9.3 Geräteindex/Datenbank 

Die Dokumentation muss einen Index oder 

eine Datenbank enthalten, in der alle Geräte 

aufgeführt sind, die für ein bestimmtes 

Projekt oder eine Anlage eingesetzt werden. 

Es muss mindestens möglich sein, anhand 

der Geräte-Tag-Nummer das zugehörige 

Datenblatt des Geräts aufzufinden. Viele 

I 

FY 

FV 

kommerzielle Produkte enthalten die zugehörigen 

Datenblätter in der gleichen Datenbank. 

9.4 Geräte-Datenblätter 

9.4.1 Der ausführende Vertragsunternehmer 

ist verpflichtet, die zutreffenden Datenblätter 

der eingesetzten konventionellen Geräte und 

zusätzlich die ergänzenden Fieldbus-Datenblätter 

zu vervollständigen. 

9.4.2 Die Datenblätter der FOUNDATION-Fieldbus-Geräte 

müssen über die Standard-Gerätedaten 

hinaus zusätzlich die folgenden 

Daten enthalten: 

• LAS-Fähigkeit (ja/nein) 

• Minimale Betriebsspannung (V DC) 

• Ruhestrombedarf (mA) 

• Polaritätsabhängiger Anschluss (ja/nein) 

• DEV-Revision 

• DD-Revisionsstufe 

• CF-Revision 

• Kanalnummern und Beschreibung 

(z.B. Kanal 1 - Sensor 1, 

Kanal 2 - Gehäusetemperatur, 

Kanal 3 - Sensor 2 etc.) 

• Verfügbare Funktionsblöcke (z.B. AI_1, 

AI_2, PID_1 etc.) 

9.5 Materialbedarf 

Alle Material-Anforderungsunterlagen sind zu 

vervollständigen und der Einkaufsabteilung zu 

übergeben, damit diese die benötigten Teile 

mit dem normalen firmenüblichen Bestellverfahren 

beschaffen kann. 

9.6 Dokumentation des Herstellers 

9.6.1 Die Produkt-Bedienungsanleitungen 

und -Dokumentationen sind in elektronischer 

und gedruckter Form zu liefern und müssen 

mindestens umfassen: 

Installationshandbücher: 

Herstellerspezifische Dokumentation mit 

Anweisungen, wie die Geräte zu installieren, 

in Betrieb zu nehmen und zu warten sind. 



Dokumentation 

Diese Handbücher sollten so früh wie möglich 

im Entwurfsprozess zur Verfügung stehen 

und Maßzeichnungen enthalten. 

Produkt-Spezifikationen: 

Informationen zu den Geräteparametern, mindestens 

einschließlich Funktionsblöcken (mit 

Ausführungszeiten), Angaben zu Abmessungen, 

Leistungsbedarf, und weiteren Daten, 

zumindest die Daten des betreffenden 

Geräte-Datenblatts. 

Trainings-Handbücher: 

Ausführliche Anleitungen (elektronisch und 

gedruckt) zur ordnungsgemäßen Installation, 

Inbetriebnahme und Wartung der Geräte. 

Empfohlene Ersatzteilhaltung: 

Beschreibung (elektronisch und gedruckt) der 

erforderlichen Ersatzteile, bezogen auf die 

fieldbusspezifischen Aspekte eines Geräts. 

Anmerkung: 

Vorzugsweise sollten die Dokumente in 

elektronischem Format vorliegen. 

9.7 Wartungshandbücher 

Der ausführende Vertragsunternehmer ist für 

die Bereitstellung der Wartungsunterlagen, 

wie nachfolgend aufgeführt, verantwortlich. 

Kopien des Anlagen-Wartungshandbuchs für 

alle Teile der Anlage. Es sollen enthalten sein: 

• Wartungs-Zeitpläne 

• Wartungsverfahren 

• Eine Ersatzteilliste einschließlich 

Teilenummern, Preisen und Lieferzeiten des 

Originalherstellers. 

• Eine Referenzliste, wo detaillierte 

Zeichnungen des Herstellers zur Verfügung 

stehen. 

Der Lieferant soll dem Endanwender die Dokumentation 

zusätzlich zur gedruckten Form 

auch in elektronischer Form zur Verfügung 

stellen. 



Dokumentation 

Fieldbus Datenblatt 

Tag-Nummer: 

Fieldbus Basis-Funktionsblöcke 

Segmentinformation 

Analogeingang (AI)__________Nummer 

Arithmetik (A) _ Ausführungszeit (ms) Digitalalarm 

________Ausführungszeit (ms) 

(DA) ___ Ausführungszeit (ms) 

Diskreteingang (DI)__________Nummer 

Berechnung (C) Ausführungszeit (ms) Analogalarm 


(AA) ___ Ausführungszeit (ms) 

Bias (B)__________Nummer 

________Ausführungszeit (ms) Totzeit (D) _ Ausführungszeit (ms) 

____Manuelles Laden (ML) 


____Komplexer Analogausgang (CAO) 


____Proportional/Integral/Derivativ (PID) 


Schrittausgangs-PID (SOPID) 


Analogausgang (AO)__________Nummer 


____Sollwertgeber (SPG) 


Diskretausgang (DO) 


____Funktionsbildner (SC) 


____Regelungswähler (CS) 


____Digitale Bediener-Schnittstelle (DHI) 


____Proportional/Derivativ (PD) 


____ _________________________ 


Verhältnis (RA) _ Ausführungszeit (ms) Gerät: 

1.1.1.4 Erweiterte Funktionsblöcke Segment #: 

Impulseingang (PI) _ Ausführungszeit (ms) Link-Master (LAS)-kompatibel: JA NEIN 

____Komplexer Diskretausgang (CDO) 


____Geräteregelung (DC) 


____Anzeige /Summierer (IT) 


____Analoge Bediener-Schnittstelle (AHI) 


1.1.1.1 Eingabewähler (IS) 


____Vorhalt-/Verzögerungs-Regler (LL) 


____Ausgangsverteiler (OS) 


Timer (TMR) 

_ Ausführungszeit (ms) 

Geräte-Strombedarf (mA): 

Geräte-Einschaltstrom (mA): 

Minimalspannung des Geräts (Lift-Off): 

Gerätekapazität: 

Polaritätsempfindlich: JA NEIN 

Lage der Segmentterminatoren: 

ITK Revision, dass das Gerät überprüft wurde mit: 

VCR’s: 

DD Revision: 

CFF Revision: 

Anmerkungen 

Daten aller Erweiterten oder Nicht-Standard-Funktionsblöcke 

sind hier vom Händler einzutragen. 

Vom Händler sind alle durch ihn eingerichteten Diagnose- 

/Erweiterten Diagnose-Funktionen einzutragen. 

1. Alle Foundation Fieldbus-Geräte werden werksseitig 

konfiguriert, wobei die Instrumenten-Tagnr. der Geräte- 

Tagnr. entspricht. 


Datenblatt 

Projektnr.: 

00000-000-00 

ANLAGE : 

REV 

ORT: 

DATUM 

GEBIET : VON GENEHMIGT: 

VERTRAGS-Nr.: 

REQ. Nr.: 



Dokumentation 

FOUNDATION FIELDBUS 

Datenblatt zum Intelligenten Druck-Messumformer 

1 1.2 TAG 

2 BENÖTIGTE FUNKTIONS- 

2 SERVICE 

BLÖCKE IM GERÄT 

3 ORT _ Resourceblock 

4 BESCHREIBUNG _ Transducerblock 

5 GEHÄUSEWERKSTOFF _ Analogeingangsblock 

6 ELEKTRISCHE KLASSE _ Anzeigenblock 

_ Eingangswählerblock 

7 GEHÄUSEFARBE _ Diagnose-Transducer 

8 MONTAGE _ PID-Block 

9 LOKALER INDIKATOR _ Erweiterter PID-Block 

10 BEREICH DER PROZESSVARIABLEN _ Integrator-Block 

11 PHYSIKALISCHE PV-EINHEITEN _ Arithmetik-Block 

12 ANGEZEIGTE VARIABLE (ANZEIGE) _ Funktionsbildner-Block 

13 ANZEIGENTYP _ Analogalarm 

14 ZIFFERN DER ANZEIGE _ Timerblock 

15 NULL-/MESSSPANNENEINSTELLUNG _ Vorhalt-/Verzögerungs-Block 

16 SENSORBEREICH _ Ausgangswähler 

17 MIN/NORM/MAX PROZESSTEMPERATUR _ Konstanten-Block 

18 MIN/NORM/MAX BETRIEBSTEMPERATUR 

19 ELEKTRISCHE VERSORGUNG 

20 SENSORELEMENT 

21 MEMBRANWERKSTOFF 

SPEZIELLE FUNKTIONS- 

BLÖCKE IM GERÄT 

22 SENSOR-FÜLLFLÜSSIGKEIT _ Dichte-Block 

23 SENSOR-GENAUIGKEIT _ Andere 

24 GEHÄUSEWERKSTOFF Spezifizieren_______________ 

25 POSITION DES ABLAUFVENTILS 

26 O-RING-WERKSTOFF 

27 WERKSTOFF VON SCHRAUBEN & MUTTERN 

28 GEHÄUSEDRUCKFESTIGKEIT 

29 PROZESSANSCHLUSS 

30 ELEKTRISCHER ANSCHLUSS 

31 VERTEILER/ TYP 

32 KONFIGURIERUNGSMETHODE 

33 BAUD-RATE 

34 KOMMUNIKATIONSPROTOKOLL 

35 PHYSIKALISCHE KOMMUNIKATIONSMEDIEN 

36 POLARITÄTSSCHUTZ 

37 INSTANTIIERUNG DER FUNKTIONSBLÖCKE 

38 MINIMALE ANZAHL VON ZU INST. FB 

39 BENÖTIGTE GERÄTEBESCHREIBER .sym, .ffo, .cff 

40 INTEROPERABILITÄT 

41 KANAL & SEGMENT Kanal __ / Segment ___ 

42 L.A.S. (Link Active Scheduler)-FUNKTION 

43 

44 

45 HERSTELLER 

46 MODELL 

47 ZUBEHÖR 

Hinweise: 

1.- “Device Descriptors”-Dateien, wie sie in Dokument FF-524 der Fieldbus Foundation definiert sind, sind bereitzustellen. 

2.- Die “Capability Format”-Datei, wie sie im Dokument FF-103 der Fieldbus Foundation definiert ist, ist bereitzustellen. 

3.- Alle Geräte müssen bei der Fieldbus Foundation registriert werden. 


Richtlinien für das 

Werksabnahmeverfahren (FAT) 

10.0 Richtlinien für das 


10.1 Einleitung 

In der vorliegenden Dokumentation soll das 

Werksabnahmeverfahren für den Fieldbus-Teil 

eines Systems beschrieben werden. 

Werksabnahmeprüfungen (nachfolgend auch 

mit FAT = „Factory Acceptance Tests“ abgekürzt) 

beinhalten üblicherweise die Prüfung 

der Systeme und Subsysteme, jedoch nicht 

die der einzelnen Feldgeräte. Es ist in der 

Regel nicht praktikabel, alle Feldgeräte in 

einer FAT zu prüfen, jedoch wird in einer 

Fieldbus-FAT die Prüfung eines kleinen, aber 

repräsentativen Anteils aller Feldgeräte gefordert. 

Nachfolgend sollen die angewendeten 

Prüfverfahren beschrieben werden. 

Werksabnahmeprüfungen konzentrieren sich 

auf die Verifikation der grafischen Darstellungen, 

Datenbanken, Leistung, Kommunikation 

und weiterer systemintegrativer Merkmale 

und Funktionen. Der Zweck der Fieldbusprüfung 

besteht darin, nachzuprüfen, wie 

der Fieldbus diese Funktionen unterstützt. 

Ausführliche und rigorose Funktionsprüfungen 

erfolgen während der Integration des 

Fieldbusses in die Anlage. 

Der Rest der Feldgeräte wird ebenfalls während 

der zuvor erwähnten Anlagen-Integrationsprüfungen 

geprüft. Diese Prüfungen werden 

in Abschnitt 11 beschrieben. Dort finden 

Sie ausführliche Informationen zu den Prüfverfahren. 

Die gleichen Verfahren werden 

auch für die Anlagenprüfung von Fieldbus- 

Netzwerken/Segmenten verwendet. 

10.2 Probeaufbau der Anlage 

Für das abzunehmende System sind vom 

Lieferanten in Absprache mit dem Kunden 

Ausführungspläne nebst Richtlinien für das 

Werksabnahmeverfahren zu erstellen. Diese 

sind von allen beteiligten Parteien zu genehmigen. 

Es wird empfohlen, bei den Prüfungen 

mindestens jeweils einen Vertreter der verschiedenen 

Fieldbus-Gerätetypen zu erfassen, 

dies hängt jedoch von den in der Spezifikation 

geforderten Funktionsprüfungen ab. 

Vorgeschlagene Prüfpositionen sind: 

• Prüfung mindestens eines Beispiels jeder 

Konfiguration im System (wegen Interoperabilität). 

• Verifizierung der Umsetzung von Regelungs-Strategien 

und/oder Regelungsphilosophien. 

• Funktion des Backup-LAS 

• Kommunikation mit Systemen von Drittherstellern 

(z.B. OPC-Kommunikation). 

• Versetzen von Geräten von einem Netzwerk 

in ein anderes. 

10.3 Annahmen und Voraussetzungen 

Das Werksabnahmeverfahren setzt folgende 

Punkte bzw. deren erfolgreichen Abschluss 

voraus: 

• Alle Mängel, die in der Abnahme-Vorprüfung 

festgestellt wurden, sind behoben. 

• Der betreffende Gerätehersteller hat gemäß 

seiner Standardverfahren eine Vorprüfung 

aller Gerätetypen mit dem Hostsystem vorgenommen. 

Diese Prüfungen werden im 

Werk des Herstellers durchgeführt, sie sind 

in separaten Dokumenten beschrieben. 

Diese stehen während der FAT zur Verfügung 

und bilden einen Teil der gesamten 

FAT-Prüfungsdokumente. 

• Die FAT wird in den Räumlichkeiten des 

Herstellers durchgeführt und der Kunde ist 

als Zeuge anwesend. Damit ist sichergestellt, 

dass entsprechende FF-Sachkenntnis 

und professionelles Knowhow bereitsteht, 

um die Prüfung zu unterstützen und korrektive 

Maßnahmen zu ergreifen, wenn dies 

erforderlich sein sollte. 

• Die Host-Konfiguration und Grafik wurde 

aufgrund der Spezifikationen des Kunden 

durch die geeigneten Funktionsblöcke, die 

den entsprechenden FF-Geräten zugeordnet 

sind, vervollständigt. 

• Die FF-Geräte-Tags (einschließlich der FF- 

Adressen) die mit der obigen Host-Konfiguration 

korrespondieren, wurden für jeden 

der redundanten Anschlüsse für jede der 

H1-Schnittstellenkarten konfiguriert. 




• Es stehen genügend Geräte zur Verfügung, 

um alle typischen Netzwerke zu konfigurieren. 

Eine Auswahl repräsentativer FF-Segmente 

ist zulässig. Der Käufer soll bestätigen, 

dass die gewählten Segmente repräsentativ 

für das zu installierende Netzwerk 

sind. 

• Die gewählten FF-Netzwerke/Segmente 

sind für die entsprechenden H1-Karten und 

Ports vorbereitet (jedoch keine FF-Geräte 

angeschlossen) und die Spannungs- und 

Erdungstests wurden erfolgreich absolviert. 

• Die FF-Simulation von Parametern ist freigegeben, 

um Prozessbedingungen zu simulieren 

und Alarmeinstellungen zu beurteilen. 

• Ausreichend externe FF-Anschlüsse stehen 

zur Verfügung. 

• Die endgültige Verkabelung und die Anschlussboxen 

werden nicht verwendet. Es 

werden entsprechende repräsentative Anschlüsse 

vorgenommen. Die endgültige 

Infrastruktur wird bei der Inbetriebnahme 

geprüft. 

Anmerkung: 

Für besonders lange oder komplizierte Netzwerke 

sollte das Netzwerk unter Verwendung 

von Kabeltrommeln mit entsprechender Kabellänge 

simuliert werden. 

10.4 Voraussetzungen für die Werksabnahmeprüfung 

(FAT) 

Die FAT ist ein wesentlicher Bestandteil der 

Qualitätssicherung um zu überprüfen, ob alle 

Komponenten des Hosts ordnungsgemäß 

arbeiten. Ein umfangreicher Teil der Regelungsstrategie 

wird in den Feldgeräten ausgeführt. 

Daher ist es nicht möglich, die Regelungsstrategien 

zu überprüfen, ohne alle FF- 

Geräte oder ein Simulationsprogramm anzuschließen, 

das FOUNDATION Fieldbus-Funktionsblöcke 

simulieren kann. Fieldbus verlagert 

einen großen Teil der Funktionalität des 

Systems hinunter auf die Feldebene; ein 

Werkstest eines dezentralen Steuer- und 

Regelungssystems (DCS) prüft typischerweise 

nur die Bedienerschnittstelle, besonders 

dann, wenn die Feldgeräte von einer 

Reihe verschiedener Hersteller stammen. 

Der Lieferant des Fieldbus-Systems muss 

einen separaten schriftlichen Prüfplan und 

Prüfverfahren für die Werksabnahmeprüfung 

(FAT) des FOUNDATION Fieldbus entwickeln. 

Die Werksabnahmeprüfung für das Hostsystem 

ist mit folgenden Zusätzen für FOUN- 

DATION Fieldbus durchzuführen: 

10.4.1 Funktionsprüfung 

Für jeweils ein Gerät der verschiedenen Fieldbus-Gerätetypen 

(z.B. Produkte von Drittherstellern), 

die in dem Projekt verwendet 

werden, ist eine komplette Funktionsprüfung 

durchzuführen. Die Prüfung muss mindestens 

beinhalten: „Plug-and-Play“-Interkonnektivität 

zum Hostsystem, Prüfung des Zugriffs auf 

alle Funktionsblöcke, tatsächlicher Betrieb 

des Geräts (z.B. Ventile/MOVs ansteuern, 

Prozesseingänge für Messumformer simulieren 

etc.). 

10.4.2 Kalibrierprüfung 

Die Prüfung soll die Kalibrierung und Konfiguration 

jedes FF-Gerätetyps umfassen. 

Nachfolgend einige Beispiele: 

Temperatur-Messumformer: 

• Eingangsarten RTD/Thermoelement wechseln, 

Download der Messumformer-Spanne. 

Druck-Messumformer: 

• Nullsetzen bei Druck- und Differenzdruck- 

Messumformern 

• Nullsetzen der Füllstandsanzeige bei 

Differenzdruck-Füllstands-Messumformern 

Ventilsteller: 

• Konfiguration und Kalibrierung eines neuen 

Ventilstellers an einem Regelungsventil 

Anmerkung: 

Die Absicht hinter dieser Anforderung ist, die 

Kalibrierungs- und Konfigurationsverfahren 

via Hostsystem auf eine einfache und unkomplizierte 

Durchführbarkeit zu prüfen (z.B. 

„Wizards“, interaktive Bedienerführung etc.). 




Die obigen Prüfungen sind mit den restlichen 

Geräten, die online im System und der Regelung 

bleiben, zu vervollständigen, sofern sie 

nicht Teil des eigentlichen Regelkeises sind. 

10.4.3 Kalibrier- und Konfigurationsverfahren 

Alle Kalibrier- und Konfigurationsverfahren für 

jedes Gerät sind vom Lieferanten detailliert zu 

dokumentieren und vom leitenden Projektingenieur 

des Endanwenders schriftlich zu 

genehmigen. 

10.4.4 Verfahren für die Umschaltung bei 

Redundanz 

Der Lieferant muss ein Verfahren zur Prüfung 

der fehlerbedingten Umschaltung bei redundanten 

H1-Schnittstellenkarten und Fieldbus- 

Spannungskonditionierer entwickeln. Der Test 

soll überprüfen, dass die fehlerbedingte automatische 

Umschaltung keine Störung verursacht 

(z.B. Signalsprünge, Verlust der Bedienanzeige, 

Modusänderungen etc.). Alle 

H1-Schnittstellenkarten und Spannungskonditionierer 

sind zu prüfen. Die entsprechenden 

Prüfverfahren sind ebenfalls vom 

Lieferanten zu entwickeln und vom Projektingenieur 

des Endanwenders zu genehmigen. 

Alle Störungsalarme der Spannungsversorgung 

und der Spannungskonditionierer sind 

zu prüfen und zu bestätigen. 

10.4.5 Netzwerk-Prüfverfahren 

Jedes Netzwerk (Port), einschließlich Reserve, 

ist einer Betriebsprüfung mit mindestens 

einem angeschlossenen Fieldbus-Gerät zu 

unterziehen. Das Fieldbus-Gerät ist an den 

für die Feldverdrahtung vorgesehenen Klemmenblock 

hinter dem Fieldbus-Spannungskonditionierer 

anzuschließen. Dieses Verfahren 

ist vom Lieferanten zu entwickeln und 

vom Endanwender zu genehmigen. 

10.5 FAT-Verfahren 

Das FAT-Verfahren beinhaltet drei Teilprüfungen: 

Netzwerk/Segmentprüfung, Geräteprüfung 

und Datenintegrität (Hinweis: der letzte 

Punkt kann auch Teil eines getrennten FAT- 

Verfahrens sein). 

10.5.1 Netzwerk/Segmentprüfung 

Der Auftraggeber bestimmt eine repräsentative 

Anzahl von Segmenten, die bei der FAT zu 

prüfen sind. 

Für jedes zu prüfende FF-Netzwerk/Segment 

sind die folgenden Schritte auszuführen: 

• Vervollständigen Sie die Netzwerk/Segmentprüfung 

und Inbetriebnahme gemäß 

Abschnitt 11. 

• Prüfen/bestätigen Sie, dass Host und 

Geräte mit den gleichen Firmware-/Software-Revisionen 

arbeiten. 

• Prüfen/bestätigen Sie, dass alle H1-Schnittstellenkarten, 

die im Host verwendet werden, 

mit den gleichen Firmware-/Software- 

Revisionen arbeiten. 

• Prüfen Sie nach, ob alle relevanten Netzwerk/Segment-Kommunikationsparameter 

korrekt sind und dass die Makrozyklus-Zeit 

für jedes Netzwerk eingestellt wurde. 

• Prüfen Sie, ob das Spannungskonditionierungsmodul 

ordnungsgemäß arbeitet und 

ob Störungen an den Host gemeldet werden. 

• Überprüfen Sie, ob das Netzwerk/Segment 

nach einem Kurzschluss wieder zum ordnungsgemäßen 

Betrieb zurückkehrt. 

• Messen Sie den Gesamt-Stromverbrauch. 

• Überprüfen Sie, ob das FOUNDATION Fieldbus 

Hostsystem-Schnittstellenmodul korrekt 

arbeitet und dass Fehler vom Hostsystem 

erkannt werden. 

• Überprüfen Sie, ob der Backup-LAS funktioniert 

und mit der korrekten Zeitplanung 

arbeitet. 

• Verwenden Sie einen Bus-Monitor von 

National Instruments (oder ein gleichwertiges 

Gerät), um die Kommunikationsauslastung 

des Busses unter stabilen Bedingungen 

(kein Download) festzustellen. 

Die Last muss unter 70% liegen. Tragen Sie 

die Ergebnisse in das FOUNDATION Fieldbus 

FAT-Prüfformular ein. 

• Stellen Sie sicher, dass ausreichend Reservekapazität 

vorhanden ist, indem Sie 




zwei zusätzliche FF-Geräte anschließen und 

überprüfen Sie die Bandbreite erneut mit 

dem Bus-Monitor. 

• Überwachen Sie das System über mindestens 

12 Stunden auf einen stabilen Betrieb. 

Stabil bedeutet, dass der Bus-Monitor 

keine unerklärbaren Fehler feststellt. 

10.5.2 Geräteprüfung 

Führen Sie für jedes Gerät, das im Rahmen 

der Netzwerk/Segmentprüfung, wie sie im 

vorherigen Abschnitt beschrieben wurde, 

getestet werden soll, die folgenden Schritte 

aus: 

• Überprüfen Sie ob der Datenbestand für 

dieses Gerät korrekt implementiert ist. Es 

wird vorausgesetzt, dass die Daten durch 

einen Übertragungsvorgang geladen und 

dann ggf. modifiziert wurden: z.B. relevante 

Bereiche, Alarme, Einheiten etc. Der korrekte 

Datenbestand wird geprüft durch Vergleich 

mit den entsprechenden Unterlagen. 

• Führen Sie einen Download in das FF-Gerät 

durch und überprüfen Sie, ob weder der 

Konfigurator noch der Bus-Monitor von 

National Instruments (oder ein gleichwertiges 

Gerät) unerklärbare Fehler feststellen. 

10.5.3 Datenintegrität 

Führen Sie für jeden Parameter, der in einem 

FF-Gerät verwendet wird (z.B. im AI-, PIDoder 

AO-Block) folgende Schritte durch: 

• Überprüfen Sie, ob zutreffende Skalierung 

und physikalische Einheit sowohl im AI- 

(AO-)Funktionsblock als auch im 

Transducer-Block wie erforderlich konfiguriert 

sind. 

• Überprüfen Sie, ob im FF-Gerät und der 

zugehörigen normierten Anzeige, Grafik 

oder Trenddarstellung Skalierung und physikalische 

Einheit korrekt und konsistent 

sind. 

• Simulieren Sie eine Prozessvariable, die 

genau den halben Wert der vollen Skala hat 

und überprüfen Sie: 

• ob die Prozessvariable korrekt im PV-Parameterfeld 

des AI-(AO-)Blocks erscheint, 

• ob der gleiche Wert auch in einem PV-Parameterfeld, 

das in einer Prozessgrafik konfiguriert 

ist, erscheint, und 

• ob der gleiche Wert auch in einer (historischen) 

Trenddarstellung, in der er konfiguriert 

ist, erscheint. 

Erzeugen Sie für das gleiche Gerät eine Prozessvariable 

(bzw. mehrere, sofern mehrere 

verwendet werden; jeder Parameter ist jedoch 

einzeln zu prüfen), die die festgelegten 

Alarmsollwerte unterschreitet/übersteigt und 

prüfen Sie, ob die vorkonfigurierten Alarme 

auf der Bedien- und/oder Konfigurationsstation 

angezeigt werden. 

Handelt es sich bei dem Gerät um einen 

Ventilstellungsregler, führen Sie die folgenden 

Schritte aus: 

• Überprüfen Sie, ob sich der AO-Block im 

CAS-Modus befindet. 

• Überprüfen Sie, ob sich der PID-Block im 

MAN-Modus befindet. 

• Geben Sie den Ausgabewert für die 

Stellgröße auf der Bedienstation in die entsprechende 

normierte Anzeige ein. 

• Überprüfen Sie, ob das Ventil in die entsprechende 

Stellung gefahren wird. 


Richtlinien für die Installation 

in der Anlage 

11.0 Richtlinien für die Installation in 

der Anlage 

11.1 Einleitung 

Die Inbetriebnahme eines Fieldbus, der Teil 

eines Computernetzwerks ist, erfordert ein 

hohes Maß an Kommunikation zwischen den 

Mess-/Regelungs-Ingenieuren und den 

Wartungstechnikern. 

Die Konfiguration der Feldgeräte ist mit der 

Fieldbus-Konfigurationssoftware auf dem 

Hostsystem auszuführen. Das ist deshalb 

wichtig, weil nur so die Datenbank im Verlauf 

der Inbetriebnahme korrekt aufgebaut wird. 

Die Verfahren zur Inbetriebnahme von Fieldbus-Systemen 

beinhalten: 

• Durchgangs-, Isolations- und Erdungsprüfungen 

von Kabeln und Anschlussboxen 

(und Bricks, sofern verwendet). 

• Anschluss der Feldgeräte und Signalprüfungen. 

• Download der Geräteparameter und 

Softwareprüfungen. 

• Überprüfung mit BusMonitor, Oszilloskop. 

• Druckprüfungen und Inspektionen der 

Prozessanschlüsse. 

• Feldgeräte (physikalische Installation). 

• Ventilkalibrierung. 

• Regelkreisoptimierung. 

11.2 Netzwerkinstallation 

Der beauftragte Vertragsunternehmer sollte 

bei der Installation der Fieldbus-Kabelnetzwerke 

sehr sorgfältig vorgehen. Nachfolgend 

sind die Schritte beschrieben, die während 

der Installation auszuführen sind. 

11.2.1 Überprüfung der Kabel zu Beginn 

Es ist nicht empfehlenswert, ein Kabel auszumessen, 

solange es sich auf der Kabeltrommel 

befindet. Erfahrungen zeigen, dass Unregelmäßigkeiten 

bei neuem Kabel so selten 

sind, dass es effizienter ist, die Prüfung erst 

nach der Installation vorzunehmen. 

11.2.2 Installation der Kabel 

• Zuerst ist das Hauptkabel zu installieren 

(längstes Kabel des Fieldbus-Netzwerks). 

• Installieren Sie Abschlusswiderstände an 

beiden Enden des Netzwerks. Abschlusswiderstände 

dürfen nicht in Geräten installiert 

werden, sondern nur in einer Anschlussbox 

oder einem Brick. Die Abschlusswiderstände 

sind deutlich zu kennzeichnen. 

Anmerkung: 

Wird ein Abschlusswiderstand an oder in 

einem Gerät installiert, kann er unabsichtlich 

vom Netzwerk getrennt werden, wenn ein 

Techniker beispielsweise das Gerät aus 

Wartungsgründen entfernt. Dadurch wird das 

komplette Netzwerk beeinträchtigt. 

• Installieren Sie dann die Stichleitungen des 

Hauptkabels. 

• Führen Sie Prüfungen zum Kablewiderstand 

und zur Erdung aus (Abschnitt 11.3). 

• Schließen Sie Spannungsversorgung, 

Spannungskonditionierer, Erdung und H1- 

Schnittstellen am Hauptkabel an. 

• Führen Sie die FOUNDATION Fieldbus-Segmentprüfung 

aus (Abschnitt 11.4). 

• Nach der Prüfung der Verkabelung können 

die Geräte angeschlossen werden und es 

kann mit der Inbetriebnahme der einzelnen 

Kreise fortgefahren werden. 

11.3 Kabelprüfverfahren 

Anmerkung: 

Es ist recht praktisch, im Verteilerschrank 

Klemmen vorzusehen, mit denen das Hauptkabel 

abgetrennt werden kann. Damit kann 

das Hauptkabel so lange isoliert bleiben, bis 

es fertig zum Test/zur Inbetriebnahme ist. 

11.3.1 Prüfumfang 

Gehen Sie nach dem angegebenen Verfahren 

vor, um die Kabel jedes Netzwerks/Segments 

auf ordnungsgemäße Spannung, Erdung und 

Isolierung zu prüfen, bevor Sie Feldgeräte am 

Netzwerk/Segment anschließen und in Betrieb 

nehmen. Dokumentieren Sie die Messergebnisse 

für Schritte 1 bis 4 im Prüffor- 



in der Anlage 

mular für die Fieldbus Netzwerk/Segmentprüfung. 

Verwenden Sie für jedes zu prüfende 

Segment ein eigenes Prüfformular (Kopie). 

11.3.2 Werkzeuge 

Zur Durchführung der Netzwerk/Segmentprüfung 

werden folgende Werkzeuge benötigt: 

• Ein digitaler Multimeter mit Messmöglichkeiten 

für Widerstand, DC-Spannung und 

Kapazität (einige Kapazitätsmessgeräte dienen 

nur zur Messung der Kapazitäten eines 

Bauteils oder einer Komponente und liefern 

beim Messen ganzer Segmente nicht die 

erwarteten Ergebnisse). 

• Ein kleiner Schraubendreher. 

• Das Prüfformular für die Fieldbus Netzwerk/ 

Segmentprüfung. 

11.3.3 Prüfverfahren 

Bevor Sie die Prüfung vornehmen, achten Sie 

bitte auf folgende Punkte: 

• Stellen Sie sicher, dass die Feldverdrahtung 

vollständig und ordnungsgemäß abgeschlossen 

ist (Abschlusswiderstände). 

Stellen Sie sicher, dass alle Stichleitungen 

(jedoch nicht die Geräte) angebracht sind. 

• Trennen Sie das Fieldbuskabel an den 

Anschlussklemmen des 

Spannungskonditionierers ab (+, – und 

Abschirmung). 

Trennen Sie nur den Anschluss der Feldverkabelung 

auf, es ist nicht erforderlich, den 

Anschluss zur H1-Karte zu trennen. Das 

Trennen des Feldverkabelungs-Anschlusses 

isoliert diese von H1-Karte und Spannungsversorgung, 

isoliert die Abschirmung von der 

Erdung und gestattet die Messung von Widerstand 

und Kapazität für das Prüfverfahren. 

Weicht der Anschluss der Feldverkabelung 

von den hier angegebenen Verhältnissen ab, 

trennen Sie die Verbindung sowohl zur 

Spannungsversorgung als auch zur H1-Karte 

und trennen Sie die Abschirmung von der 

Erdung. 

Anmerkung: 

Bitte achten Sie darauf, bei den Messungen 

die Messgeräteklemmen und Netzwerk/Segmentleitungen 

nicht zu berühren. Der Körper 

wirkt als Kapazität, und ein Körperkontakt mit 

Messgeräteklemmen oder Verdrahtung kann 

zu falschen Messergebnissen führen. 

Schritt 1: Widerstandsprüfung 

Messen Sie den Widerstand der H1-Netzwerkleiter 

auf der Feldseite der zuvor aufgetrennten 

Verbindung. 

Widerstandsmessung 

von: 

+ Signalleiter zu 

– Signalleiter 


Abschirmung 

– Signalleiter zu 

Abschirmung 


Erdungsschiene 

des Geräts 



des Geräts 

Abschirmung zu 


des Geräts 

zu erwartendes 

Ergebnis: 

> 50 KΩ 1 

(zunehmend) 

offener Kreis 

>20 MΩ 

offener Kreis 

>20 MΩ 

offener Kreis 

>20 MΩ 

offener Kreis 

>20 MΩ 

offener Kreis 

>20 MΩ 

Schritt 2: Kapazitätsprüfung 

Messen Sie die Kapazität der H1-Netzwerkleiter 

auf der Feldseite der zuvor aufgetrennten 

Verbindung. 



in der Anlage 

Kapazität messen 

von: 


– Signalleiter 


Abschirmung 


Abschirmung 


Ergebnis: 

1 μF (0,80 bis 1,20 μF 

zulässig) 2 

< 300 nF 

< 300 nF 

+ Signalleiter zu < 300 nF 3 

Geräte-Erdungsschiene 

– Signalleiter zu < 300 nF 3 


Abschirmung zu < 300 nF 3 


Hinweis 1 

Dieser Wert ändert sich wegen der Aufladung 

der Kapazität im RC-Kreis des Abschlusswiderstans 

und der Kapazität der Fieldbuskabel. 

Hinweis 2 

Ein Messergebnis von 

1 μF bewegt, deutet auf eine schlechte und 

störanfällige Erdung der Erdungsschiene hin. 

Bitte stellen Sie sicher, dieses Erdungsproblem 

zu beheben, um Kommunikationsfehlern 

auf dem Fieldbus Netzwerk/Segment vorzubeugen. 

Eine Messung von 300 nF bedeutet 

Störungen im Erdungssystem. Felddaten zeigen, 

dass Messwerte bis zu 500 nF bei 300 

m Kabel (1000 ft) und zwei Abschlusswiderständen 

akzeptiert werden können und eine 

Feldbus-Signalform und -spannung liefern, 

die derjenigen in Abbildung 11.1 entspricht. 

Schritt 3: DC-Spannungsprüfung 

Schließen Sie die zuvor getrennten Anschlüsse 

wieder an die Spannungsversorgung an. 

Ziehen Sie an den Leitern, um zu überprüfen, 

ob sie sicher an den Klemmen angeschlossen 

sind. Messen Sie die DC-Spannung an 

den feldseitigen Anschlussklemmen. 

11.4 Netzwerk/Segmentprüfverfahren 

Die temporär angeklemmten Prüfgeräte dürfen 

keinerlei Auswirkungen auf den Zeitplan 

der Kommunikationssteuerung oder irgendwelche 

Regelkreise des Prozesses haben. 

Temporär angeklemmte Geräte dürfen nicht 

über die Überwachung hinaus zur Ausführung 

komplexerer Fieldbus-Funktionen verwendet 

werden. 

11.4.1 Prüfumfang 

Die FOUNDATION Fieldbus-Verdrahtung kann 

mit einem Fieldbus-Verdrahtungs-Monitor, der 

die Leitungen auf Spannung, Signalpegel und 

Störungen überprüft, getestet werden. 

11.4.2 Werkzeuge 

Zur Durchführung der Segmentprüfung werden 

folgende Werkzeuge benötigt: 

• Fieldbus-Monitor FBT-3 von Relcom Inc. 

• Ein kleiner Schraubendreher. 

• Das Prüfformular für die Fieldbus Kabelprüfung 

(1 Kopie pro Segment). 

• Ein Oszilloskop. 

11.4.3 Prüfverfahren 

Schritt 1: Anschluss 

Schließen Sie den FBT-3 Fieldbus-Monitor an 

die am weitesten vom Spannungskonditionierer 

entfernten Feld-Anschlussklemmen an. 

Anmerkung: 

Der rote Anschlussclip ist an die positive und 

der schwarze Clip an die negative Fieldbus- 

Leitung anzuklemmen. Bei umgekehrtem 

Anschluss schaltet sich der FBT-3 Fieldbus- 

Monitor nicht ein. 



in der Anlage 

Netzwerk/Segment-Prüfformular 

Firma/Ort ________________________ Einheit/Beschreibung ______________________ 

Prüfer Nr. ________________________ Fieldbus-Karte Nr. _______ Port Nr.__________ 

Schritt 1: Widerstandsmessungen an den aus der Anlage kommenden H1-Netzwerk/ 

Segmentanschlüssen 

(+) zu (–) Signal Erwartet = > 50 KΩ (zunehmend) Gemessen =____________________ 

(+) zu Abschirmung Erwartet = offener Kreis >20 MΩ Gemessen =____________________ 

(–) zu Abschirmung Erwartet = offener Kreis >20 MΩ Gemessen =____________________ 

(+) zu Erdungssch. Erwartet = offener Kreis >20 MΩ Gemessen =____________________ 

(–) zu Erdungssch. Erwartet = offener Kreis >20 MΩ Gemessen =____________________ 



Erwartet = offener Kreis >20 MΩ 

Gemessen =____________________ 

Schritt 2: Kapazitätsmessungen an den aus der Anlage kommenden H1-Netzwerk/ 

Segmentanschlüssen 

(+) zu (–) Signal Erwartet = 1 μF( +/- 20%) Gemessen =____________________ 

(+) zu Abschirmung Erwartet = < 300 nF Gemessen =____________________ 

(–) zu Abschirmung Erwartet = < 300 nF Gemessen =____________________ 

(+) zu Erdungssch. Erwartet = < 300 nF Gemessen =____________________ 

(–) zu Erdungssch. Erwartet = < 300 nF Gemessen =____________________ 



Erwartet = < 300 nF 

Gemessen =____________________ 

Schritt 3: DC-Spannungsmessung an Fieldbus-Spannungsversorgung/Konditionierung 

(+) zu (–) Signal Erwartet = 18,6 bis19,4 V DC Gemessen =____________________ 

(+) zu (–) Signal Erwartet = 25 bis 28 V DC Gemessen =____________________ 

Prüfer ________________________________ Bestanden _________________ 

Datum 

________________________________ 

Nicht bestanden 

____________ 



in der Anlage 

• Die DC-Spannung sollte dem gemäß Abschnitt 

11.3 gewonnenen Ergebnis entsprechen. 

• Drücken Sie die „Mode“-Taste des FBT-3 

Fieldbus-Monitors einmal, um die LAS- 

Funktion zu überprüfen. Die LAS-Signalpegelmessung 

sollte „OK“ und den gemessenen 

Signalpegel anzeigen. Die folgende 

Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen 

Signalpegel und Leitungszustand. 

Signalpegel 

≥ 800 mV 

350-700 mV Gut 

Leiterzustand 

Fehlender Terminator 

150-350 mV Grenzwertig 

≤ 150 mV 

Anmerkung: 

LAS-Funktion: Falls auf dem Netzwerk irgendeine 

Aktivität herrscht, sollte der LAS (aktive 

Bussteuerung; „Link Active Scheduler“) Knoten-Suchtelegramme 

aussenden. Der FBT-3 

Fieldbus-Monitor misst den Signalpegel dieser 

Knoten-Suchtelegramme. Der Signalpegel 

wird in mV angegeben. Messungen über 150 

mV sind in Ordnung. Wird der FBT-3 Fieldbus-Monitor 

zusammen mit dem FBT-5 

Fieldbus-Verdrahtungsprüfer verwendet, 

arbeitet der FBT-5 als LAS, indem er ein 

Fieldbus-Signal in die Leitung einspeist. 

• Drücken Sie die „Mode“-Taste des FBT-3- 

Fieldbus-Monitors dreimal, um die Funktion 

zur Messung des durchschnittlichen Störpegels 

aufzurufen. Die Störpegelmessung 

sollte „OK“ und den gemessenen Störpegel 

anzeigen. Die folgende Tabelle zeigt den 

Zusammenhang zwischen Störpegel und 

Leitungszustand. 

Störpegel 

≤ 25 mV 

Nicht geeignet 

Leiterzustand 

ausgezeichnet 

25-50 mV zufriedenstellend 

50-100 mV grenzwertig 

≥ 100 mV 

schlecht 

Anmerkung: 

Störpegel-Messfunktion: Der Störpegel im 

Netzwerk wird während der Ruheperioden 

zwischen den Telegrammen gemessen. Es 

erfolgt eine Mittelwertbildung über zehn 

Messungen. Der Monitor kann keine Störpegel 

über 693 mV anzeigen. 

Der FBT-3 sollte zwei Geräte am Netz anzeigen 

– jede H1-Schnittstellenkarte zählt neben 

dem FBT-3 als ein weiteres Gerät. 

Sind die Prüfungen in Schritt 1 erfolgreich 

abgeschlossen, fahren Sie mit Schritt 2 fort. 

Falls dies nicht der Fall ist, beheben Sie die 

Probleme erst, bevor Sie fortfahren. 

Schritt 2: Feldgeräte anschließen 

Wenn jedes Feldgerät angeschlossen und in 

Betrieb genommen ist, sollten die Messungen 

mit dem FBT-3 am jeweiligen Gerät vorgenommen 

werden, um zu überprüfen, ob die 

Signal- und Störpegel im zulässigen Bereich 

liegen. 

Anmerkung: 

In Betrieb genommen meint in diesem Fall, 

dass nur die nötigen Parameter in das Gerät 

geladen werden, um es mit einer Tag- 

Nummer und einer Adresse zu versehen. 

Diese Inbetriebnahme schließt keine weiteren 

Aktivitäten ein, die über diesen Anfangs- 

Download hinausgehen und versetzt das 

Gerät nicht in seinen Betriebszustand. 

Aufgrund der Schnelligkeit, mit der Fieldbus- 

Regelkreise in Betrieb genommen werden 

können, ist es wichtig, dass ein Anlagen- 

Ingenieur zur Verfügung steht und eng mit der 

Feldmannschaft zusammenarbeitet, die jedes 

Gerät ans Netzwerk anschließt. 

Schritt 3: Ausfüllen des Prüfformulars 

Nach Inbetriebnahme aller Feldgeräte sollte 

das betreffende Prüfformular ausgefüllt werden. 

Messungen mit dem FBT-3 sollten am 

Verteilerschrank und am Feldgerät, das am 

weitesten vom Verteilerschrank entfernt ist, 

ausgeführt werden. 



in der Anlage 

Fieldbus Kabel-Prüfformular 

Firma/Ort _________________ 

Einheit/Beschreibung ___________________________ 

Prüfer Nr.______________________ Fieldbus Karte Nr. _________ Port Nr.__________ 

Kabel Nr. __________________________________________________________________ 

Spannung bei Messungen am Verteilerschrank mit dem FBT-3 Fieldbus-Monitor 

(+) zu (–)-Signal 25 bis 29 VDC Gemessen =____________________ 

Signalpegel am Verteilerschrank mit dem FBT-3 Fieldbus-Monitor 

(+) zu (–)-Signal 350 bis 700 mV 

Gemessen LAS=____________________ 

Gemessen Min. =____________________ 

Mittlerer Störpegel (NOISE Average-Funktion) mit dem FBT-3 Fieldbus-Monitor 

(+) zu (–)-Signal 

≤25 mV (ausgezeichnet) 

≥150 mV (schlecht) 

Gemessen =____________________ 

Spannungsmessung am Anlagen-Ende mit dem FBT-3 Fieldbus-Monitor 

(+) zu (–)-Signal 25 bis 29 VDC Gemessen =____________________ 

Signalpegel am Anlagen-Ende mit dem FBT-3 Fieldbus-Monitor 

(+) zu (–)-Signal 350 bis 700 mV 

Gemessen LAS=____________________ 

Gemessen Min. =____________________ 

Mittlerer Störpegel (NOISE Average-Funktion) mit dem FBT-3 Fieldbus-Monitor 

(+) zu (–)-Signal 

≤25 mV (ausgezeichnet) 

≥75 mV (schlecht) 

Gemessen =____________________ 

Geräteanzahl 

Feldgeräte +2 

Gemessen =____________________ 

Prüfer ________________________________ Bestanden ____________ 

Datum____________________________________ 

Nicht bestanden ____________ 

Hinweise:____________________________________________________________________ 

_________________________________________________________________________ 

Eine Früherkennung unvermeidbarer Abnutzungserscheinungen kann realisiert werden, indem eine Grundaufnahme 

der Signalübergänge und der Signalspannungen zum Zeitpunkt der Installation gemacht wird. 

Die Messungen sind in regelmäßigen Zeitabständen zu wiederholen und mit der Grundaufnahme auf Verschlechterungen 

zu vergleichen. Nachfolgend wird beschrieben, wie die Daten aufgenommen werden. 



in der Anlage 

Schritt 4: Messen der Signalformen 

Die Signalformen sind an den Feldanschlüssen 

des Verteilerschrankes zu messen. 

Verfahren 

Für optimale Ergebnisse 

Oszilloskop 

auf AC, 200 mV/Div., 

10 μs/Div. einstellen 

und HALT drücken, 

um Kurve zu speichern. 


Ergebnis 

350 mV und 

700 mV Spitze/Spitze 

Vegleichen Sie die Kurve mit den dargestellten 

Kurven für zwei Abschlusswiderstände 

und 300 m Kabel (Abbildung 11.1). 

Bitte beachten Sie die Unterschiede, die in 

den Signalformen für einen Abschlusswiderstand 

und 300 m Kabel (Abbildung 11.2) und 

für drei Abschlusswiderstände und 300 m 

Kabel zu erkennen sind. 

Die folgende Abbildung (11.1) zeigt die Signalform 

für zwei Abschlusswiderstände und 

300 m Kabel, dies entspricht auch dem zu 

erwartenden Ergebnis. 

Abbildung 11.1 Signalform bei zwei Abschlusswiderständen und 300 m Kabel 



in der Anlage 

Die folgende Abbildung (11.2) zeigt die Signalform für einen Abschlusswiderstand und 300 m Kabel. 

Abbildung 11.2 Signalform bei einem Abschlusswiderstand und 300 m Kabel 

Die folgende Abbildung (11.3) zeigt die Signalform für drei Abschlusswiderstände und 300 m Kabel. 

Abbildung 11.3 Signalform bei drei Abschlusswiderständen und 300 m Kabel 



in der Anlage 

11.5 Prüfungen der Regelkreise und 

Integration in die Anlage 

Zu diesem Zeitpunkt verfügen alle Geräte in 

einem Segment über Tag-Nummern und sind 

auf ihre rein elektrische Arbeitsweise überprüft, 

jedoch sind weitere Konfigurationen 

erforderlich, damit sie in den vorgesehenen 

Mess- und Regelkreisen arbeiten. Zusätzlich 

sind Softwareprüfungen erforderlich, um 

sicherzustellen, dass alle grafischen und sonstigen 

Funktionen, die sich auf die Feldgeräte 

beziehen, ordnungsgemäß konfiguriert sind. 

Alle Geräte des Netzwerks müssen über ihre 

vollständige Funktionalität verfügen und 

sämtliche Software-Integrationsprüfungen 

müssen abgeschlossen sein, bevor ein einziges 

Gerät des Netzwerks in Betrieb genommen 

wird (an den Prozess angeschlossen 

wird). Alle Messumformer sind zu prüfen auf: 

• korrekten Bereich, 

• Alarme, 

• Fehlermodus. 

Alle Regelventile sind zu prüfen auf: 

• korrekten Betrieb, 

• Grenzen/Rückmeldung, 

• Fehlermodus. 

Die angegebenen allgemeinen Verfahren für 

die Prüfung der Mess- und Regelkreise und 

die Integration in ein vorhandenes System 

sollten durch weitere, ausführliche und anlagenspezifische 

Installations-, Prüf- und Inbetriebnahmeverfahren 

erweitert werden. Um 

effektiv Prüfarbeiten und vorbereitende Inbetriebnahmearbeiten 

vornehmen zu können, 

sollte eine einfache Konfigurationsanleitung 

erstellt werden. Ein solches Dokument sollte 

einfache Verfahren zu folgenden typischen 

Vorgängen bereitstellen: 

• Hinzufügen eines neuen Geräts zum 

Netzwerk 

• Entfernen eines Geräts vom Netzwerk 

• Ersetzen von Geräten im Netzwerk 

• Modifikation von Geräteparametern wie: 

– Ändern von Tag-Nummern 

– Ändern des Messbereichs 

– Ändern des Geräte-Deskriptors 

– Ändern der physikalischen Einheit 

– Ändern der Geräte-Anzeigeeinstellungen 

Nach Abschluss aller Konfigurations- und 

Inbetriebnahmeaktivitäten, aber bevor die 

Umschaltung von Segmenten unter Betrieb 

erfolgt, sollten die Netzwerk/Segmentaktivitäten 

noch einmal mit dem Bus-Monitor von 

National Instruments (oder einem gleichwertigen 

Gerät) aufgenommen und untersucht 

werden. Eine solche Aufnahme der Busaktivitäten 

sollte genügend Daten umfassen, um 

typische Busfehler feststellen zu können 

(mindestens eine Minute). Jegliche Abnormalitäten 

in den aufgenommenen Daten sind 

zunächst zu beseitigen, bevor mit der heißen 

Umschaltung fortgefahren werden kann. 

Anmerkung: 

Der Bus-Monitor von National Instruments ist 

ein sicheres und effektives Werkzeug zur 

Analyse von Busproblemen. Jedoch kann das 

Gerät ernsthafte Probleme im Segmentbetrieb 

verursachen, wenn es sich in der Konfigurationsbetriebsart 

befindet. Verwenden Sie 

daher den Bus-Monitor niemals im Konfigurationsbetrieb 

an einem Feldsegment, wenn 

Sie es zur Überwachung eines Systems einsetzen. 

Stellen Sie sicher, dass der Bus-Monitor von 

National Instruments immer in der Slave-Betriebsart 

arbeitet, wenn er zur Überwachung 

eines Netzwerks eingesetzt wird, damit er 

nicht in Konflikt mit dem LAS des Hostsystems 

gerät. 

11.6 „Heiße“ Umschaltung 

Da die meisten petrochemischen Anlagen im 

kontinuierlichen Betrieb arbeiten, ist die komplette 

Abschaltung einer Prozesseinheit zum 

Austausch des Mess- und/oder Regelungssystems 

üblicherweise nicht möglich. Oft 

werden kritische Kreise während einer Stillstandszeit 

oder zwischen zwei Produktionszyklen 

umgeschaltet und angepasst, während 

sich die Einheit im Betrieb befindet. In manchen 

Fällen ist die Online-Umschaltung einzelner 

Mess- oder Regelkreise nacheinander 



in der Anlage 

überschaubarer und leichter zu handhaben 

als der Neustart einer kompletten Einheit voll 

von Mess- oder Regelkreisen nach einer 

Abschaltung oder Produktionsumstellung, da 

beim Hochfahren die Optimierung sämtlicher 

Regelkreise auf einmal erforderlich wäre. Zu 

diesen „heißen“ Umschaltungen im laufenden 

Betrieb gehört unbedingt eine sorgfältige 

Planung zwischen Projektpersonal und Anlagenfahrern. 

Ergebnis ist dann die Aufrechterhaltung 

der Produktion während der im laufenden 

Betrieb vorgenommenen Umschaltungs- 

und Inbetriebnahmephase. 

11.6.1 Problemansatz und Durchführung 

Eine „heiße“ Umschaltung im laufenden 

Betrieb bedeutet, dass Geräteanzeigen und 

Regelkreise von einer Plattform (Pneumatik, 

einzelne Elektronikkreise) auf eine andere 

portiert werden (dezentrales Steuer- und 

Regelungssystem, Fieldbus), während die 

Mess- und Regelkreise in Betrieb sind. Aus 

technischer und konstruktiver Perspektive ist 

es üblicherweise einfacher, diese Umschaltung 

„kalt“ vorzunehmen, wenn die Anlage 

aus Wartungsgründen abgeschaltet ist. Die 

Gefahr für einen Ausfall der Anlage besteht 

bei der kalten Umschaltung prinzipiell nicht, 

und es besteht eine höhere Flexibilität bezüglich 

des Einsatzes der Projektmannschaft. 

Allerdings können einer Abschaltung wirtschaftliche 

Überlegungen im Weg stehen; 

und aus einer betriebsbezogenen Sicht sind 

Übergänge auf die neue Automatisierungsplattform 

einfacher. Während Hochfahrvorgängen 

nach kalten Umschaltungen gibt es 

oft Unsicherheiten, ob schlechte Daten auf 

Geräteprobleme oder Prozessprobleme 

zurückzuführen sind. 

Die Entscheidung, die Umschaltung im laufenden 

Betrieb vorzunehmen, wird von der 

Betriebsführung getroffen, und dies beinhaltet 

auch die Übernahme einiger Verantwortlichkeiten 

und Verpflichtungen. Die Hauptverpflichtung 

ist die der Planung. Kreise, die 

umgeschaltet werden sollen, sind auf der 

Grundlage von Anforderungen durch den laufenden 

Betrieb zu priorisieren und nicht aus 

einer struktur- und effizienzorientierten Sicht. 

Die Erfahrungen haben gezeigt, dass der 

beste Erfolg erzielt wird, wenn schon früh im 

Projekt ein älterer und erfahrener Anlagenfahrer 

mit exzellenten Prozesskenntnissen, 

aber auch einer guten kommunikativen Kompetenz 

als Vollzeit-Mitarbeiter im technischen 

Projektstab zur Verfügung steht. Dieser Vertreter 

der Anlagenfahrer-Seite (im folgenden 

mit VA abgekürzt) bringt bei der Durchsicht 

der P&ID-Pläne seine reichhaltige Erfahrung 

bezüglich potentiell kritischer Regelkreise ein, 

um den Ingenieuren genügend Zeit zu geben, 

Strategien für die heiße Umschaltung zu entwickeln. 

Während der Umschaltphase spielt der VA 

eine Schlüsselrolle bei der Festlegung der 

Mess-/Regelungskreis-Umschaltsequenz, 

sowohl lang- als auch kurzfristige Vorgänge 

betreffend. Die langfristige Planung ist allgemeiner 

und betrifft einen Prozess-Teilbereich 

wie z.B. einen Hochofen, Reaktor, Dampfkessel 

oder eine Kolonne. Die kurzfristige 

Planung bezieht sich auf einzelne Mess-/Regelkreise 

und kann sich je nach Betriebsbedingungen 

in der Anlage täglich oder sogar 

stündlich ändern. 

11.6.2 Vor der Umschaltung im laufenden 

Betrieb 

Vor einer heißen Umschaltung, vorzugsweise 

vor der Festlegung des Vorgehens, ist eine 

detaillierte Prüfung der bestehenden Instrumentierung 

erforderlich. Die Art, die Bedingung 

und die Anordnungen aller Geräte müssen 

bestimmt werden. Der Zustand der Hilfskomponenten 

wie Blockventile, Dampf- und 

elektrische Begleitheizungen, Isolierkomponenten 

und Prozess-Spülsysteme muss 

ebenfalls ermittelt und die geeigneten Vorgehensweisen 

festgelegt werden. Nicht dicht 

schließende Blockventile können ggf. eine 

andere Vorgehensweise erforderlich machen 

(Installation eines P/I-Wandlers auf einem 

vorhandenen Messumformer, anstatt diesen 

ganz zu ersetzen), oder sogar eine Umschaltung 

im laufenden Betrieb ganz unmöglich 

machen. 



in der Anlage 

11.6.3 Während der Umschaltung im laufenden 

Betrieb 

Während der heißen Umschaltung ist üblicherweise 

zusätzliches Bedienpersonal einzuplanen, 

um der Umschaltmannschaft zur 

Hand zu gehen. Das zusätzliche Bedienpersonal 

wird in der Regel direkt an den betroffenen 

Komponenten in der Anlage eingesetzt 

und steuert den Prozess manuell durch Bedienung 

von Handventilen, während die Regelkreise 

umgeschaltet werden. Für diesen 

Zweck ist der Einsatz zuverlässiger drahtloser 

Kommunikationsgeräte unerlässlich, um den 

reibungslosen Informationsaustausch mit 

dem Personal in der Leitwarte sicherzustellen. 

Um Schäden durch eventuelle Ausfälle zu 

begrenzen, sollten vorausgeschaltete und 

nachfolgende Einheiten über die bevorstehende 

heiße Umschaltung kritischer Kreise in 

Kenntnis gesetzt werden. Es ist ebenfalls 

angebracht, die Werksfeuerwehr und Notfalldienste 

zu informieren. Die Umschaltmannschaft 

benötigt unter Umständen zusätzliche 

Schutzausrüstungen wie z.B. eine Atemluftüberwachung 

auf H 2 S und brennbare Gase. 

11.6.4 Personal 

Erfahrene Vorarbeiter oder Inspektoren, die 

die Umschaltmannschaften leiten, sind fast 

so wichtig wie ein guter VA. Eine gute Kommunikation 

zwischen VA und Vorarbeitern reduziert 

das Risiko für Störungen. Bitte beachten 

Sie, dass Bedien- und Aufbaupersonal 

bei heißen Umschaltvorgängen die Schlüsselrolle 

spielen. Die technischen Vorbereitungen 

sollten vor der Umschaltung abgeschlossen 

sein; während des Umschaltvorgangs übernimmt 

der technische- oder Ingenieursstab 

eine mehr oder weniger interessierte Beobachterrolle. 

11.6.5 Arbeitsplanung 

Ein Arbeitspensum von zehn Stunden pro Tag 

kann während einer heißen Umschaltung effektiver 

sein als die übliche Arbeitszeit von 

acht Stunden, da der Zeitaufwand für Planung 

und Inszenierung einen geringeren 

Anteil an der Gesamtzeit in Anspruch nimmt. 

Der größte Zeitaufwand wird durch mechanische 

Arbeiten verursacht, nicht aufgrund der 

Elektronik oder Programmierung. Es dauert 

seine Zeit, Rohr- und Schlauchleitungen zu 

überarbeiten, besonders, wenn diese alt und 

korrodiert sind. Wenn der VA einen guten 

Umschaltplan ausgearbeitet hat, hat die Umschaltmannschaft 

Zeit, kleine Rohr- oder 

Schlauch-Hilfwerkzeuge herzustellen, um den 

Austausch von Messumformern zu erleichtern. 

Das beste Vorgehen für den VA ist es, 

am Ende eines Tages den Umschaltplan für 

den nächsten Tag zusammenzustellen. Aus 

Gründen eines reibungslosen Ablaufs sollte 

die Liste Alternativ-Kreise für die Umschaltung 

beinhalten, falls es wegen geänderter 

Prozess- oder Betriebsbedingungen nicht 

möglich ist, die zunächst geplanten Kreise zu 

ersetzen. 

11.6.6 Start mit einfachen Komponenten 

Damit sich das Bedienpersonal möglichst risikoarm 

an das neue System gewöhnen und 

darin navigieren kann, ist es ratsam, den heißen 

Umschaltprozess mit „einfachen“ Kreisen 

zu beginnen, z.B. ausschließlich Anzeigekreise 

für Temperatur oder andere Werte von 

außen. 

Anmerkung: 

Falls möglich, übertragen Sie diese Kreise 

kurz vor einer geplanten Anlagenstillstandszeit, 

während der ein Abgleich des Systems 

vorgenommen werden kann, da es dem 

Personal die Möglichkeit gibt, Erfahrung mit 

der Technologie zu sammeln. 

11.6.7 Durchschnittliche Umschaltzeiten 

Erfahrungswerte zeigen, dass es möglich ist, 

in einer Raffinerie durchschnittlich acht heiße 

Kreise (±2) pro Tag umzuschalten. Es können 

pro Tag wesentlich mehr einfache, Nur- 

Anzeige-Kreise wie z.B. Thermoelemente, als 

komplexe Regelkreise umgeschaltet werden. 

Die Erhöhung der Anzahl der Umschaltmannschaften 

bewirkt in der Regel keine Erhöhung 

des täglichen Durchschnitts, denn der begrenzende 

Faktor sind betriebliche Bedingungen. 

Beispielsweise ist es normalerweise 

nicht möglich, zwei heiße Regelkreise gleich- 



in der Anlage 

zeitig umzuschalten. Umschaltungen bei 

schon vorhandenen FOUNDATION Fieldbus- 

Systemen können schneller ausgeführt werden, 

da die Bedienmannschaft in der Leitwarte 

die Philosophie schon kennt und weniger 

Zeit braucht, sich an die umgeschalteten 

Kreise zu gewöhnen. 

11.6.8 Probleme in der Leitwarte 

Ein erhöhter Verkehr durch die Umschaltmannschaften 

in der Leitwarte ist üblicherweise 

eine Störung und kann die Arbeit des 

Bedienpersonals beeinträchtigen. Daher wird 

meist eine eigene DCS-Bedienstation, entfernt 

von der Leitwarte und näher beim Prozess, 

eingerichtet. Die Umschaltmannschaften 

verwenden diese Bedienstation, um vor 

Beginn der Umschaltung die Geräte zu überprüfen 

und sicherzustellen, dass Verdrahtung 

und Konfiguration in Ordnung sind. 

11.6.9 Heiße Umschaltverfahren bei 


Für jedes FOUNDATION Fieldbus-Gerät sind 

vom Lieferanten des Hostsystems Prozeduren 

für die heiße Umschaltung zu erstellen 

und vom zuständigen Mess- und Regelgerätespezialist 

des Projekts zu genehmigen. Für 

die folgenden typischen Fieldbus-Geräte sind 

diese Umschaltprozeduren erforderlich: 

• Digitale Ventilstellungsregler 

• Digitale Ein/Aus-Ventile 

• Druckmessumformer, die für die Regelung 

eingesetzt werden 

• Druckmessumformer, die nur für die 

Anzeige eingesetzt werden 

• Temperaturmessumformer, die für die 

Regelung eingesetzt werden 

• Temperaturmessumformer, die nur für die 


• Durchflussmessumformer, die für die 

Regelung eingesetzt werden 

• Durchflussmessumformer, die nur für die 


• Analysatoren, die für die Regelung eingesetzt 

werden 

• Analysatoren, die nur für die Anzeige eingesetzt 

werden 

11.7 Prüfplatz zur Simulation 

Der Lieferant soll in seinem Angebot die 

Möglichkeit der Einrichtung eines Prüfplatzes 

zum Testen der Hardware und Software des 

Steuer- und Regelungssystems anbieten. 

Dieser Prüfplatz ermöglicht die Prüfung der 

Hardware, Software und Grafik und der 

Kommunikation zwischen dem FOUNDATION 

Fieldbus-System, dem DCS-System und den 

Motorsteuerschränken. 

Dieser Prüfplatz ist im Betrieb des Endanwenders 

einzurichten. Für die Dauer des 

Projekts stellt der Endanwender dafür einen 

besonderen Raum für die Systementwicklung 

zur Verfügung. 

Der Prüfplatz soll auch dazu dienen, eine vorläufige 

Inbetriebnahme aller neuen Geräte vor 

deren Installation vorzunehmen. 

Der Lieferant ist für die Bereitstellung und 

Einrichtung aller Prüfgeräte und der Software 

verantwortlich. Alle Prüfplätze sind auf ihre 

Funktion zu testen einschließlich Anzeigen, 

Trendanzeigen, Alarmanzeigen und allen 

Alarm- und Diagnosefunktionen. 

Bei der Integration in eine Braunkohle-Bergbauanlage 

muss der Endanwender einen Satz 

der vorhandenen DCS-Baugruppenträger und 

Module zur Verfügung stellen. Der Lieferant 

ist für die Einrichtung aller Prüfgeräte und der 

Software verantwortlich. Alle Prüfeinrichtungen 

sind auf ihre Funktion zu testen einschließlich 

Anzeigen, Trendanzeigen, Alarmanzeigen 

und allen Alarm- und Diagnosefunktionen. 

Als Teil der Simulations- und Prüfeinrichtung 

soll der Lieferant die Feldinstrumentierung 

und Motorsignale simulieren, um die Arbeit 

jeder Komponente prüfen zu können. 

Der Lieferant ist nicht für die Einrichtung und 

Prüfung von Motorsteuerschränken als Teil 

des Simulations- und Prüfplatzes verantwortlich. 

Die Prüfung der Motorsteuerschränke 

(MCC) liegt in der Verantwortung des MCC- 



in der Anlage 

Lieferanten. Die Motorsteuersignale sind jedoch 

als Teil der Simulations- und Prüfeinrichtung 

des Lieferanten zu simulieren. 

11.8 Raum für die Systementwicklung 

Auch wenn das Regelungssystem und die 

Kommunikation eingerichtet und geprüft sind, 

soll der Lieferant ausreichend Hard- und 

Softwareausstattung im Systementwicklungsraum 

belassen, um für die Dauer des Projekts 

die Prüfung und Konfiguration der Feldgeräte 

zuzulassen. 

Diese Forderung beinhaltet nicht die Verfügbarkeit 

der Hardware und Software zu jedem 

beliebigen Zeitpunkt des Projekts. 

Das Entwicklungssystem bleibt Eigentum des 

Lieferanten und dieser ist auch für die Entfernung 

des Systems nach Projektabschluss 

oder zu einem mit dem Geldgeber des Projekts 

vereinbarten Zeitpunkt verantwortlich. 

11.9 Prüfung der Motorsteuerschränke 

Der Lieferant ist für die Koordination und 

Organisation der Werksabnahmeprüfungen 

(FAT) für die Motorsteuerschränke (MCC) verantwortlich. 

Der Lieferant informiert den Endanwender 

oder dessen Vertreter, wann diese 

Abnahmeprüfungen stattfinden. Der Endanwender 

hat das Recht, als Beobachter an 

diesen Abnahmeprüfungen teilzunehmen. 

11.10 Bereitstellung von Ersatzteilen 

Der Lieferant ist finanziell für die Bereitstellung 

von Ersatzteilen verantwortlich, die bei 

Inbetriebnahme und Hochfahren des Projekts 

benötigt werden. 

Diese Ersatzteile betreffen die gesamte 

FOUNDATION Fieldbus-Feldinstrumentierung 

und das zugehörige Hostsystem. 

11.11 Entfernen von redundanter 

Ausrüstung 

Das Entfernen oder Entsorgen von Ausrüstungskomponenten, 

die durch das Projekt 

redundant bzw. überflüssig geworden sind, 

z.B. im Feld oder in Schalttafeln montierte 

Geräte, Verkabelung, Signalverrohrung für 

pneumatische Geräte etc., gehört NICHT zu 

diesem Aufgabenbereich. 

11.12 Wartungsverfahren 

Die Wartungsverfahren für Fieldbus-Geräte 

sollten auch den Einfluss berücksichtigen und 

aufnehmen, den eine Geräteänderung auf 

andere Geräte und das Hostsystem haben 

kann. 

Anmerkung: 

Da sich die Wartung bei Fieldbus nicht auf 

einzelne Punkt-zu-Punkt-Systeme, sondern 

auf ein ganzes Computer-Netzwerk bezieht, 

beeinflusst die Änderung eines Geräts mindestens 

das Hostsystem, aber sehr wahrscheinlich 

auch andere Geräte im Netzwerk. 

Die Anlagenwartung bei Fieldbus-Geräten 

sollte sich beschränken auf: 

• Inspektion der Kabel und Gehäuse, um 

sicherzustellen, dass die Anforderungen für 

explosionsgefährdete Bereiche eingehalten 

werden. 

• Austausch fehlerhafter Komponenten und 

Geräte. 

• Nullpunkteinstellung der Geräte, sofern bei 

der Kalibrierung erforderlich. 

• Abnahmeprüfungen bei sicherheitgerichteten 

Geräten. 

• Erforderliche zugehörige mechanische Arbeiten 

(z.B. Abdichten von Ventilen, Rohrleitungslecks 

etc.). 

Vom Lieferanten ist eine Liste der empfohlenen 

Ersatzteile für die Feldinstrumentierung 

und das Steuer- und Regelungssystem zu 

erstellen und dem Endanwender zu übergeben. 



in der Anlage 

Ein zentrales Wartungswerkzeug sollte zur 

Verfügung stehen, um Änderungen in den 

Fieldbus-Geräten auszuführen und zu verwalten. 

Jedes dafür angebotene System sollte 

folgende Forderungen erfüllen: 

Es sollte ein integraler Teil des Systems sein. 

Für die Fehlersuche in den intelligenten Feldgeräten 

sollte es mindestens über folgende 

Fähigkeiten verfügen: 

• Konfiguration 

• Kalibrierung 

• Überwachung 

• Erweiterte Diagnosefähigkeiten 

Das System sollte gezielte Wartungsmöglichkeiten 

umfassen und eine einzelne, gemeinsame 

Datenbank mit folgenden Datenbankfunktionen 

beinhalten: 

• Konfigurationseinstellungen aller Fieldbus- 

Geräte. 

• Ablage sowohl der momentanen als auch 

der historischen Gerätedaten. 

• Vergleichs- und Abgleichsmöglichkeit zwischen 

momentanen und früheren 

Konfigurationen. 

• Möglichkeit der Rückverfolgung 

• Überwachung von Geräteparametern 

(Alerts), um eine frühzeitige Warnung bei 

sich abzeichnenden Problemen zu ermöglichen. 

• Möglichkeit der Vorher/Nachher-Geräteprüfung. 

• Erzeugung von Musterschablonen für die 

Geräte. 

• Suchfunktionen für Tag-Nummern und 

Geräte. 

• Online-Hilfesystem. 

• Datenimport- und exportfunktionen. 

• Möglichkeit für Diagnose-Zusatzfunktionen. 

• Anschluss an Datenbanken von 

Drittherstellern via OPC. 

Es sollten detaillierte Wartungsrichtlinien entwickelt 

und die entsprechenden Verfahren 

eingerichtet werden. Diese sollten mindestens 

folgende Punkte beinhalten: 

• Kalibrierverfahren. 

• Entfernen und Ersetzen eines Feldgeräts. 

• Vorbeugende Wartungsmaßnahmen. 

• Prüfung von sicherheitsgerichteten Geräten. 

• Verwaltung von und Verfahren bei Änderungen 

(z.B. Aktualisierung bei neuen Software-Revisionen). 

• Aktualisierungen bei Software-Revisionen 

sind ausführlich zu dokumentieren. 

• Für die Handhabung von Reservekomponenten 

und die aktualisierung der Sofware- 

Revisionen sollten spezielle Funktionen vorhanden 

sein. 

Anmerkung: 

Das Vorhandensein detaillierter Wartungspläne 

ist besonders wichtig, wenn verschiedene 

Arten der Feldgeräte-Kommunikation 

verwendet werden. Ein Beispiel ist die Änderung 

des Sperr- bzw. Verriegelungsverfahrens, 

da dies vom Aufbau der Regelkreise abhängt.

Richtlinien für die Softwarekonfiguration - Fieldbus Foundation

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