Technologie auf dem richtigen Weg

elektro Automation: Inwieweit unterstützen Sie derzeit die FDT/DTM-Technologie in den Programmiersystemen und Engineering-Tools für Ihre Steuerungen?

Hess: Im IEC-61131-3-Programmiersystem CoDeSys haben wir FDT bereits vor zwei Jahren integriert. Das heißt: CoDeSys kann als FDT-Frame-Applikation gerätespezifische Benutzerschnittstellen in Form von DTMs zur Verfügung stellen. Die DTMs werden dazu innerhalb von CoDeSys im so genannten Device Repository installiert, die zugehörigen DTM-Daten im Projekt abgespeichert. Darüber hinaus haben wir für Canopen und Profibus einen eigenen Kommunikations-DTM entwickelt. Die FDT/DTM-Technologie ergänzt dadurch unsere integrierten, komfortablen Feldbuskonfiguratoren, wenn der Gerätehersteller spezifische Bedienoberflächen bereitstellen will.

Orant:: Aktuell unterstützen wir die FDT/DTM-Technologie für CC-Link und Profibus. In Zukunft wird sicherlich unser Ethernet-basierter Bus mit 1 Gbs, CC-Link IE Field unterstützt. Für CC-Link und Profibus bieten wir ein Kommunikations-DTM, das transparent über alle MELSEC-Netzwerke von Mitsubishi Electric kommunizieren kann. Für CC-Link sind wir noch einen Schritt weitergegangen und haben ein Generisches DTM implementiert. Dieses DTM kann auf Basis einer CC-Link-Profile-Datei (CSP-Datei) z.B. einen korrespondierenden Antrieb völlig autark konfigurieren. Der Anwender erhält standardmäßig das CC-Link-Profile vom Gerätehersteller und braucht sich nicht mehr um Details der Konfigura- tionsmethoden zu kümmern, da das DTM alle vorhandenen Konfigurationsmöglichkeiten in einem Übersichtbaum darstellt und nach Anforderung selbständig ausführt. Wenn das Gerät, also z.B. der Antrieb konfiguriert ist, können die kompletten Datensätze im FDT-Container gespeichert werden und sogar mit einem einzigen Mausklick wieder zum Antrieb geschrieben werden. Das ist sehr vorteilhaft, wenn man viele ähnliche Antriebe verwendet oder ein Antrieb online ersetzt werden muss.

Ruttkamp: Die Anforderungen unserer Kunden nach höherer Geschwindigkeit, Qualität und Produktwechselzeiten steigen stetig – und damit auch die Herausforderungen an offene und flexible Automatisierungsstrukturen. Zudem ist die Automatisierung einfach, modular und die Komplexität so gering wie möglich zu halten, sind Abhängigkeiten zwischen den Tools zu vermeiden und ein durchgängiges Geräteintegrationskonzept anzustreben. Siemens trägt dieser Anforderung Rechnung mit der Unterstützung der bewährten Technologien EDD und TCI bei der Integration von komplexeren Geräten. Wir unterstützen die FDT/DTM nicht.

Sasse: Rexroth hat FDT/DTM bereits seit Jahren im Engineering-Framework IndraWorks integriert und bietet damit seinen Anwendern die offene Software-Schnittstelle zur Integration von 3rd-Party-Tools an. Heute ist die Technologie als Norm IEC 62453 international standardisiert. Zudem steht die Technologie bspw. auch zur Parametrierung von Feldkomponenten in Verbindung mit unseren Steuerungssystemen zur Verfügung. Zur weitergehenden Systemintegration hat Rexroth die FDT/DTM-Spezifikation in Zusammenarbeit mit Sercos International erweitert, um den Ethernet-Kommunikationsstandard Sercos zu unterstützen.

Wegener: Phoenix Contact und KW-Software setzten bereits seit einigen Jahren auf die FDT-Technologie. Das Programmiersystem PCWorx verfügt über eine FDT-Schnittstelle, aber auch in unserem Netzwerkkonfigurator Config+ ist sie integriert. Wir verwenden die Schnittstelle, um eigene Bedienoberflächen (DTM) für verschiedene intelligente Feldgeräte, wie elektronische Motor- Management- oder Wägezellen-Module, in eigene Tools und in die Tools anderer Hersteller einfach einbinden zu können. Darüber hinaus öffnet FDT unsere Tools auch für Geräte-Bedienoberflächen von Fremdgeräten, wie IO-Link Sensoren/Aktoren oder HART-fähige Geräte. Über die zugehörigen DTM lassen sich die Geräte komfortabel parametrieren und diagnostizieren. Zusätzlich bieten wir eine kostenfreie standalone FDT-Rahmenapplikation zur Integration beliebiger DTM, den AutomationXplorer+

elektro Automation: Worin liegen die Vor- und Nachteile der Technologie sowohl für Steuerungsanbieter als auch für Anwender?

Hess: Für Anwender und Hersteller bietet FDT/DTM natürlich den Vorteil, dass die geräte- bzw. herstellerspezifische Konfigura- tion in unterschiedlichen Umgebungen identisch betrieben werden kann. Das spart natürlich Anpassungs- bzw. Einarbeitungsaufwand. Andererseits hat FDT seinen Schwerpunkt in der Gerätekonfiguration. Die Konfiguration von Feldbuskommunikation ist im Vergleich zu speziellen Feldbus-Konfiguratoren umständlicher, uneinheitlich und wird auch nicht von allen DTMs unterstützt. Dies betrifft etwa die Vergabe von Teilnehmeradressen oder die Unterstützung von Prozessvariablen. Das ist auch der Grund, warum wir in CoDeSys die wichtigsten Feldbusse wie Profibus, Profinet, Canopen, Ethercat etc. mit eigenen integrierten Tools unterstützen.

Orant: Die Vorteile der FDT/DTM-Technologie bestehen in den Möglichkeiten, die das FDT/DTM-Konzept selbst anbietet. Das ist vor allem die leichte Integration von Geräten von Drittanbietern, die Konfiguration inklusive der Abspeicherung der Datensätze und die Diagnose in einem Konfigurationswerkzeug. Ohne FDT/DTM-Technologie macht es sich der Anwender sehr schwer, mit stark unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten zu agieren, was sogar schon bei unterschiedlichen Geräten vom gleichen Hersteller passieren kann. Nachteile sind sicherlich die Akzeptanz dieser neuen Methoden und Werkzeuge beim Anwender und die Lernkurve für diese neue Technologie. Die Verwendung von generischen DTM bietet sicherlich einen sehr leichten Zugang zu den Gerätedaten. Hier gibt es aber Einschränkungen bei komplexeren Konfigura-tionsvorgängen, die nicht so einfach durch ein Profil beschrieben werden können und deswegen auch von einem generischem DTM nicht unterstützt werden. Die Philosophie ist es, dem Anwender die Komplexität der Konfiguration des Gerätes abzunehmen bzw. wesentlich zu vereinfachen.

Ruttkamp: FDT/DTM ermöglicht es, für jedes Feldgerät, unabhängig von der Komplexität, ein Stück Software anzubieten, das in das Leitsystem integriert werden muss. Darin liegt aber auch der Nachteil von FDT/DTM: dass auch für einfache Geräte Software angeboten werden muss. Unserer Ansicht nach sollten einfache Geräte ohne zusätzliche Software mit Gerätebeschreibungen ähnlich GSD-Dateien integrierbar sein. Zwar sind mittels FDT/DTM herstellerspezifische Oberflächen und, wie bei den anderen Technologien auch, ein einfacher Start des Tools bei einer gemeinsamen Datenhaltung realisierbar, die FDT/DTM-Architektur bedingt aber eine starke Verkopplung der Softwarestrukturen. Insbesondere bei Release-Wechseln, Updates von Feldgeräte-Software-Ständen sowie bei Um- und Nachrüstungen, was im Lebenszyklus gängige Praxis ist, sehen wir in dieser Abhängigkeit Nachteile.

Sasse: Die Anforderungen der Anwender sind klar formuliert: Mit dem Ziel, die Effizienz im Engineering zu steigern, möchten sie die möglichst vollständige Integration sämtlicher benötigter Werkzeuge in eine durchgängige Software-Umgebung. Die Unterstützung der FDT/DTM-Technologie ist damit der logische und konsequente Schritt, um diese Anforderungen zu erfüllen. Bei der Entwicklung neuer Softwaretools lässt sich dieser Standard sehr gut implementieren und sich so die geforderte Gesamtintegration realisieren. Bereits heute sind mehr als 2500 Feldgeräte im Markt verfügbar, die die Technologie über zertifizierte DTM unterstützen. FDT/DTM stellt zudem eine ideale Kombination mit der IO-Link-Technologie dar, insbesondere mit Blick auf deren Marktdurchdringung. Denn die meisten Hersteller IO-Link-fähiger Feldgeräte stellen gleichzeitig auch die passenden DTMs zur Integration in Engineering-Tools zur Verfügung. Damit lässt sich jedes dieser Feldgeräte über eine standardisierte Oberfläche konfigurieren, bedienen und instand halten – unabhängig vom Hersteller, Typ oder Kommunikationsprotokoll. Die Erweiterungen von FDT 2.0, wie Migration auf .net, vereinfachte Implementierung und erhöhte Performance bei vollständiger Abwärtskompatibiltät, wird die weitere Marktdurchdringung der Technologie fördern.

Wegener: Der Vorteil für uns als Steuerungsanbieter liegt vor allem darin, dass wir mit FDT eine Offenheit unseres Systems erreichen, für die einfache Integration, Parametrierbarkeit und Diagnose einer ständig wachsenden Zahl verschiedener Feldgeräte am Markt. Ein weiterer Vorteil ist die Wiederverwendbarkeit unserer DTM in verschiedenen Engineering-Systemen unterschiedlicher Systemhersteller, also im Komponentengeschäft. Der Anwender profitiert von FDT, da er die Geräte-Bedienoberflächen (DTM) eines Herstellers in unterschiedlichen Engineering-Umgebungen einsetzen kann. Eine unterschiedliche Handhabung und Bedienung eines intelligenten Geräts beim Einsatz verschiedener Steuerungen ist damit passé. In der Fabrikautomation (FA) gibt es durch generische DTM für Parametrierung und Diagnose einer Geräteklasse wie IO-Link einheitliche Oberflächen. Für die komfortable Bedienung dieser Geräte per DTM brauchen die Anwender weiterhin nur eine Gerätebeschreibung einbinden.

elektro Automation: Welche Zukunftschancen geben Sie FDT/DTM im Bereich der Steuerungssoftware, insbesondere auch gegenüber der XML-basierten Gerätebeschreibung wie AutomationML?

Hess: So wie unterschiedliche Feldbus-Systeme ihre Berechtigung und ihren Haupteinsatz in ganz unterschiedlichen Branchen und Applikationen haben, hat auch FDT/DTM seinen Platz im Markt. Es ist die Standard-Technologie im Prozess- und Verfahrensbereich und wird sie wohl auch zukünftig bleiben. Als einziger Technologiestandard für die Integration von Oberflächen ist FDT auf diesem Gebiet quasi konkurrenzlos. AutomationML ist eher als Anlagenbeschreibungsstandard gemacht und weniger zur Beschreibung von Feldbusteilnehmern. Ich sehe hier keine Überschneidungen. Natürlich hat jeder Feldbus seine eigene Beschreibungssprache, die durch Konfiguratoren, wie etwa die in CoDeSys, interpretiert wird. Dadurch bekommt man eine einheitliche Bedienung aller Teilnehmer und eine optimale Unterstützung des Feldbusses sowie eine perfekte Integration in die Steuerung. Dies kann FDT so nicht abdecken.

Orant: Die Zukunftschancen von FDT/DTM liegen in der Hand der Gerätehersteller. FDT/DTM bietet die Funktionalität, die sich jeder Anwender wirklich wünscht. Man darf den Fokus nicht verlieren, denn der Kunde fragt den Hersteller nicht explizit nach FDT/DTM, aber nach dessen Funktionalität. Dabei spielt letztendlich keine Rolle, welche Norm verwendet wird, aber Normung sollte in jedem Fall stattfinden. Das sehen wir als Hausaufgabe der Gerätehersteller, diese geforderte Funktionalität durch FDT/DTM anzubieten, damit von Natur aus komplex konfigurierbare Geräte leichter zu handhaben sind.

Ruttkamp: Da die AutomationML einen anderen Usecase, nämlich die Auslegung einer Automatisierungsanlage, unterstützt, sehen wir diese Schnittstellentechnologie als ideale Ergänzung im Lifecycle einer Anlage. Bereits heute ist diese AML-Schnittstelle bei uns im Automation Designer integriert, um CAE-Daten aus dem Anlagenplanungswerkzeug zur Weiterbearbeitung bis hin zur SPS-Programmgenerierung im Automation Designer zu übernehmen. FDT/DTM ist für die Parametrierung und Diagnose einzelner Geräte konzipiert und ermöglicht z.B. die Übergabe von mechanischen 3D-Daten oder Abläufen einer ganzen Anlage gar nicht. Daher ist und bleibt AutomationML eine sinnvolle und notwendige Vervollständigung der Schnittstellendefinitionen im Automatisierungsumfeld.

Sasse: AutomationML bezeichnet zunächst ein Datenformat für die Speicherung und den Austausch von Anlagenplanungsdaten. FDT/DTM dagegen standardisiert die Kommunikations- und Konfigurationsschnittstellen zwischen den Feldgeräten und den Engineering-Tools. Damit erhalten Anwender eine einheitliche Softwareumgebung für den Zugriff auf spezielle Funktionen von Feldgeräten. Rexroth wird im Bereich der industriellen Automation den eingeschlagenen Weg zur Unterstützung von FDT/DTM weiter folgen.

Wegener: Zusammen mit FDT 2.0 ist ein PLC-Tool-Interface entstanden. Diese Ergänzung der Spezifikation ermöglicht den Einsatz von FDT als Basis für protokollunabhängige Netzwerkkonfiguratoren. Einige Steuerungs-Hersteller setzen bereits auf diese Technologie und erfüllen damit gleichzeitig die Anforderungen, sowohl verschiedene Bus- /Netzwerkprotokolle zu unterstützen, als auch eigene und Fremdgeräte-Bedienoberflächen zu integrieren. Durch vorgefertigte Basiskomponenten, die sogenannten Common Components, bietet FDT 2.0 einen schnelleren Weg zur DTM-Erstellung. Insofern sehen wir die Zukunft von FDT sehr optimistisch. Der neue Mitgliedsstatus von Phoenix Contact in der FDT Group (Sponsoring Member) unterstreicht diese Einschätzung. AutomationML sehen wir dagegen als wichtige Schnittstelle zum Austausch umfassender Engineering-Daten zwischen verschiedenen Tools innerhalb der Wertschöpfungskette. Damit werden hier Daten auf einer anderen Ebene ausgetauscht. Somit beeinflussen sich diese Technologien nur wenig.

elektro Automation: Welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang der Ansatz von FDI?

Hess: Das sind zwei Ansätze, die natürlich technisch Sinn machen, aber nur durch Standardisierung einen Mehrwert bringen. Ob diese Standardisierung gelingt, wage ich zu bezweifeln, da zu viel an bestehenden Systemen geändert werden müsste.

Orant: Beides sind Technologieansätze, die dem Anwender Zusatznutzen bringen können. Als Steuerungshersteller werden wir mit unseren existierenden und zukünf- tigen CC-Link-Technologien sicherlich die vom Anwender geforderten Funktionalitäten unterstützen.

Ruttkamp: Für viele Gerätehersteller und Anwender ist die Integration von einfachen Geräten per GSD ein einfaches, stabiles und auch mehr als ausreichendes Verfahren. Die GSD wurde seit Beginn der Profibus- und Profinet- Standardisierung kontinuierlich erweitert und wird auch in Zukunft weitergepflegt. Für Siemens ist FDI ein Meilenstein auf dem Weg der industrieweiten Harmonisierung der Geräteintegra-tion bei komplexeren Geräten. Mit FDI lassen sich nun die verschiedenen Stufen einer anspruchsvolleren Geräteintegration, von einer vielfältigen Parameterabhängigkeit bis hin zu eigenen Bedienoberflächen, durch ein einheitliches Verfahren lösen – und dies auch für weitere Feldbussysteme. Bei FDI werden die Vorteile einer beschreibenden Integrationsmöglichkeit mittels EDD mit den darauf aufbauenden Konzepten für gerätespezifische Bedienoberflächen kombiniert. Außerdem ermöglicht die neue FDI-Architektur einen zeitgemäßen Client-Server-Aufbau mit einer reduzierten Abhängigkeit der Tools und damit einer verbesserten Robustheit. Daher engagieren wir uns sowohl bei der Standardisierung und bei der Erstellung von gemeinsamen Komponenten im FDI-Konsortium. Siemens wird die FDI-Technologie in allen entsprechenden Systemen und Produkten voll unterstützen.

Sasse: Im Bereich der Prozessautomation werden innerhalb der FDT Group feldbusspezifische Harmonisierungslösungen mit Field Device Integration FDI für den Anwender erarbeitet. In der Fabrikautoma- tion hat das Thema bisher jedoch keine Bedeutung erlangt.

Wegener: Für den FDI-Ansatz müssen die in der Prozesstechnik (PA) verwendeten, verschiedenen EDDL-Dialekte vereinheitlicht werden. EDDL als Basis für FDI ist als Geräte-Beschreibungssprache ausschließlich in der Prozesstechnik bekannt und spielt in der Fabrikautomation keine Rolle. Darüber hinaus werden mit FDI, anders als mit FDT, nicht alle Netzwerkprotokolle unterstützt, die in der Fabrikautomation eingesetzt werden. Das Thema ‚Nested Communication', also die Kommunikation über beliebig viele, unterschiedliche Netzwerkprotokolle hinweg, ist – im Gegensatz zu FDT – mit FDI nicht abschließend gelöst. Neben der Schnittstelle zu DTM (den Gerätebedienoberflächen und den Kommunikationstreibern) bietet FDT2.0 eine Schnittstelle zur Integration der ‚Device-Packages', dem DTM- Pendant aus der FDI-Welt. Damit ist FDT eine absolut offene und branchenübergreifende Technologie, die auf dem richtigen Weg ist, und auch im Bereich Factory Automation zukünftig immer mehr Unterstützer finden wird.