Unterschiedliche Sichtweisen…

elektro Automation: Ziel der IEC 61800-7 ist die Vereinheitlichung der nicht kompatiblen Antriebsprofile verschiedener Bussysteme. Wird dieser Anspruch aus Ihrer Sicht erreicht?

Lutz: Im Teil 1 der IEC 61800-7 wird die Charakteristik der unterschiedlichen Antriebsprofile einem Vergleich unterzogen. Allerdings wird aus dieser Analyse keine profilneutrale Schnittstelle abgeleitet – vielmehr sind im Teil 2 die Spezifikationen der Antriebsprofile enthalten und Teil 3 beschreibt die Abbildung der Antriebsprofile auf verschiedene unterlagerte Bussysteme. So wird in der IEC 61800-7-304 beschrieben, wie das sercos-Antriebsprofil (FSP Drive) auf sercos I/II, sercos III und Ethercat abgebildet wird.

Möller-Nehring: Ziel der IEC 61800-7 ist nicht, die Geräteprofile zu vereinheitlichen, sondern sie einheitlich nach dem gleichen Schema zu betrachten und zu beschreiben. Dabei hat sich gezeigt, dass die Geräteprofile für elektrische Antriebe so inkompatibel oder unterschiedlich gar nicht sind. Alle in der IEC-Norm enthaltenen Antriebsprofile haben sehr vergleichbare Funktionen, die sich relativ problemlos aufeinander abbilden lassen.

Zeltwanger: Es war uns von Anfang an bewusst, dass wir keine Vereinheitlichung der Antriebsprofile erreichen können. Bei Normungsbeginn war das Antriebsprofil CiA 402 bereits seit über zehn Jahren im Markt. Eine Vereinheitlichung hätte spätestens Mitte der 90er Jahre beginnen müssen, wenn man ein singuläres Antriebsprofil hätte normen wollen. Zwar hätten wir auch zu Beginn der IEC 61800-7 theoretisch noch eine Vereinheitlichung vornehmen können, aber die Gerätehersteller hätten diese Norm sicherlich mit Nichtachtung gestraft. Sie wäre nur Papier geblieben und wäre nicht implementiert worden.

elektro Automation: Kennen Sie die Arbeiten des ISW zu einer funktional einheitlichen Schnittstelle und – wenn ja – wie bewerten Sie diese?

Lutz: Die Arbeiten zu einer funktional einheitlichen Schnittstelle sind uns bekannt, da wir schon seit über zehn Jahren mit dem ISW im Zusammenhang mit der Zertifizierung von sercos-Geräten zusammenarbeiten. Die Arbeiten des ISW zeigen, dass eine funktional einheitliche Schnittstelle trotz aller Unterschiede der verschiedenen Antriebsprofile realisiert werden kann. Für Steuerungs- oder Antriebshersteller, die mehrere Antriebsprofile unterstützen müssen, ist damit eine wesentliche Hilfestellung gegeben.

Möller-Nehring: Dieses oben genannte Mapping nun durch einen systematischen Ansatz konzeptionell zu unterstützen, wie es das genannte Vorhaben macht, ist aus Anwendersicht zu begrüßen. Die Arbeiten sind durch verschiedene Veröffentlichungen bekannt und eine Implementierung für Can-open und Profidrive ist bereits erfolgt. Die Implementierung einer Mappingschicht erfolgt sinnvollerweise auf der Steuerungsseite, um die Interoperabilität der Steuerungsapplikation mit den Antriebsgeräten verschiedener Hersteller mit unterschiedlichen Kommunikationssystemen und Geräteprofilen zu ermöglichen.

Zeltwanger: Nein, ich kenne diese Arbeiten nicht, da das ISW uns diesbezüglich nicht kontaktiert hat. Aber die Firma Bachmann aus Österreich hat auf Basis der IEC 61800-7 eine Hostcontroller-Software entwickelt, welche die Details der vier Antriebsprofile dem Systementwickler weit gehend „versteckt". Dieses Produkt ist schon einige Zeit auf dem Markt.

elektro Automation: Gibt es aus Ihrer Sicht überhaupt einen Bedarf für eine solche feldbusunabhängige Entwicklung und Integra-tion von Automatisierungsgeräten?

Lutz: Die meisten Hersteller von Automatisierungsgeräten müssen heutzutage verschiedene Bussysteme und damit oftmals auch unterschiedliche Geräteprofile unterstützen, um im Wettbewerb erfolgreich bestehen zu können. Wenn das Geräteprofil beibehalten wird, kann eine Feldbusunabhängigkeit noch mit überschaubarem Aufwand erreicht werden. So wird das sercos-Antriebsprofil, das sich in den letzten 20 Jahren insbesondere bei anspruchsvollen Motion-Control-Anwendungen als De-facto-Standard etablieren konnte, heute nicht nur in Kombination mit sercos I/II und sercos III eingesetzt, sondern auch von anderen Bussystemen (u.a. Ethercat) verwendet. Sehr viel anspruchsvoller ist es, wenn eine Implementierung nicht nur verschiedene Feldbusse, sondern auch verschiedene Geräteprofile unterstützen soll. Denn neben der Abbildung der funktionalen Eigenschaften auf das jeweilige Profil, muss die Antriebsschnittstelle auch hohe Anforderungen an die Performance und die Echtzeitfähigkeit erfüllen.

Möller-Nehring: Auf der Seite der Antriebshersteller ist auch die Notwendigkeit gegeben, verschiedenste Feldbusse in einem Gerät zu unterstützen, aber nach innen in der Gerätesoftware trotzdem nur mit einer Sprache zu sprechen. Hier haben viele Gerätehersteller ihre hausinternen Lösungen realisiert oder auf Kommunikationsmodule eines externen Anbieters gesetzt. Bedarf nach einem allgemein verfügbaren Standard besteht hier jedoch nicht, da sonst jeder Hersteller seine an dieser Stelle gemachte Investition wieder verlieren würde und ein zusätzliches Mapping hinzu käme.

Zeltwanger: Selbstverständlich wäre es wünschenswert, wenn es auf der Geräteprofilebene eine Busunabhängigkeit gebe. Im Bereich der hydraulischen Antriebe hat der VDMA ein entsprechendes Kommunikationssystem-unabhängiges Profil erarbeitet, welches bespielsweise auf das Profil CiA 408 abgebildet wurde. Auch die Übernahme der Canopen-Profile durch die EPSG (Ethernet-Powerlink), die ETG (Ethercat), die SNI (Safetynet-p) und die VNO (Varan) zeigt deutlich, dass eine Neuerfindung von Profilen mit weit gehend gleichen Funktionen nicht zielführend ist. Die Unterschiede bei den Kommunikationssystemen (z.B. Preis, Zuverlässigkeit, und Datendurchsatz) sollten auf die Anwendungsfunktionen (sprich: Geräteprofile) keine Auswirkungen haben. Der von mir Anfang 2000 gemachte Vorschlag, einheitliche Profile zu entwickeln, wurde damals leider nicht aufgegriffen.

elektro Automation: Gibt es neben den ISW-Entwicklungen ähnliche Projekte bzw. Technologien und welchen Stellenwert haben diese?

Lutz: Es gab in der Vergangenheit bereits verschiedene Projekte, die sich mit der Definition einer feldbusunabhängigen Anwenderschnittstelle beschäftigt haben. Allerdings haben sich bis heute ausschließlich Technologien durchsetzen können, die zwar einen feldbus- und profilunabhängigen Charakter haben (u.a. FDT, PLCopen oder OPC UA), allerdings nicht den hohen Performance- und Echtzeit-Anforderungen einer Antriebsschnittstelle genügen müssen. Bei den genannten Technologien handelt es sich demzufolge nach nicht um einheitliche Antriebsschnittstellen, sondern vielmehr um Technologien zur Anbindung und Integration von Feldgeräten auf einer höheren Abstraktionsebene, welche die spezifischen Ausprägungen des Antriebsprofils bzw. des verwendeten Bussystems kapseln.

Möller-Nehring: Eine Reihe von Technolgieanbietern für Ethernetlösungen arbeitet zurzeit mit Unterstützung des PNO-Arbeitskreises Antriebstechnik an der Implementierung von Profidrive auf ihren Entwicklungskits. Dadurch wird es Entwicklern von Antrieben leichter gemacht, das auf Profibus und Profinet am häufigsten genutzte Profil Profidrive zu integrieren.

Zeltwanger: Wie oben erwähnt, gab es die VDMA-Initiative bei den Hydraulikkomponenten. Bei den Niederspannungsschaltgeräten hat diese Aufgabe die IEC übernommen: Die ersten busunabhängigen Profilnormen für Motorstarter sind bereits kurz der Veröffentlichung. Außerdem bietet der CiA allen interessierten Buskonsortien eine Adaptierung der Canopen-Profile an. Auch die Euromap-Organisation (Hersteller von Kunststoffmaschinen) hat gemeinsam mit dem CiA Profile entwickelt, die auf unterschiedlichen Kommunikationssystemen eingesetzt werden können. zg