In der Prozessautomatisierung wird die FDT-Technologie für die Integration von Feldgeräten in Leitsystemen bzw. in Asset-Management Systemen verwendet. Durch die Offenheit der Schnittstelle ist die einfache Integration von Geräten verschiedener Hersteller möglich. In der Fabrikautomation kommen weitere Aspekte für den Einsatz von FDT hinzu. Gegenüber der Prozessautomation herrscht hier eine wesentlich höhere Vielfalt an Feldbussystemen vor. Zudem möchte man die Integration und Konfiguration mit nur einem Werkzeug durchführen und zwar mit dem jeweiligen SPS-Programmiersystem. Hierzu bildet die FDT-Technologie eine ausgezeichnete Basis. Heute werden über 13 verschiedene Feldbussysteme unterstützt und weitere werden in Kürze folgen (Tabelle 1). Bereits heute haben viele SPS-Hersteller FDT in ihr Programmiersystem integriert, um die Geräteintegration und Gerätekonfiguration gemäß dem IEC-Standard 62453 zu ermöglichen. Mit dem neuen Annex ist die FDT Group jetzt für eine tiefere Integration in SPS-Programmiersysteme noch einen Schritt weitergegangen. Ausgangspunkt der Überlegungen war der Wunsch der Anwender, auch die Prozesssignale bei der Integration zu berücksichtigen. Und zwar, dass diese für alle Feldbussysteme in einheitlicher Form verarbeitet werden können. Die von den Geräte-DTM zur Verfügung gestellten Prozesssignale (Process channels gemäß FDT Spezifikation) besitzen ein feldbusspezifisches Format. Dies verlangt vom SPS-Programmiersystem die Kenntnis dieser busspezifischen Formate. Des Weiteren existiert bis heute keine standardisierte Beschreibung der über den Feldbus übertragenen Signale in einer feldbusneutralen Form anhand dessen die SPS diese einheitlich verarbeiten kann. Hier setzt der neue Annex der FDT Group an. Die Bilder 1 und 2 zeigen den Unterschied in der Integration von Prozesssignalen. In der feldbusspezifischen Variante holt sich das Programmiersystem die Informationen zu den Prozesssignalen direkt bei dem Geräte DTM (Bild 1). In der feldbusunabhängigen Variante erfolgt die Integration in zweistufiger Form. Der Kommunikations-DTM (auch Master DTM genannt) holt sich die busspezifischen Prozesssignale vom Geräte DTM, da er als Busmaster diese Formate kennt. Diese Informationen fasst der Master DTM in einer feldbusneutralen Form zusammen. Diese Daten holt sich dann das Programmiersystem beim Master DTM ab. Die Bilder 2 und 3 zeigen diesen Zusammenhang. Damit diese feldbusunabhängige Integration der Prozesssignale möglich ist, werden in dem neuen Annex zusätzliche FDT Schnittstellen und ein neues Schema definiert. Der Kontext des neuen Annex zeigt Bild 3. Der Master DTM bietet die neuen Schnittstellen an, mit denen die feldbusneutrale Beschreibung als XML Schema übergeben wird (Fieldbus Image Description). Feldbus Image Beschreibung Die wesentlichen Inhalte des XML – Schemas zur Beschreibung des Feldbus-Images zeigt Bild 4. Die Wurzel des Schemas besteht aus einer Liste von möglichen Busmastern (\’Masters\‘), da eine SPS mit mehreren Feldbussen verbunden sein kann. Jeder Busmaster enthält eine Liste der angeschlossenen Geräte (\’Devices\‘) sowie einen Netzwerkstatus und der Möglichkeit der Definition von implementierungsspezifischen Informationen. Diese dienen zum Beispiel dazu HW-spezifische Adressen oder anderes zwischen dem Busmaster und der SPS zu vereinbaren, um spezielle Gegebenheiten abzudecken. Ein Gerät wiederum kann weitere Geräte beinhalten bzw. seine entsprechenden Signale (Bild 5). Diese Struktur erlaubt den Einbezug von unterlagerten Feldbussystemen in die Image-Beschreibung. Ist ein Gerät ein Gateway und stellt dieses Gateway I/O Signale aus der unterlagerten Feldbusebene bereit, so können diese berücksichtigt werden. Mit dem Element \’IO\‘ beginnt die eigentliche Beschreibung des Feldbus-Images. Dieses Element beschreibt den sogenannten \’Process channel\‘ des Geräte DTM (\’Attributes\‘ von IO), sowie die diesem entsprechenden I/O Signale und deren Lage im Feldbus-Image. Dies wird mit den Attributen \’name\‘, \’iecDataType\‘, \’dataLength\‘ sowie \’startAddress\‘ und einem optionalen \’addressOffset\‘ beschrieben. Neue Schnittstellen für den Master DTM Um die Beschreibung des Feldbus-Images im SPS-Programmiersystem zu nutzen, muss der Master DTM die folgenden dazugehörigen Schnittstellen implementieren: Abfragen der Feldbus-Image Beschreibung – Interface Name: Get Process Image Description Request Mit dieser Schnittstelle kann das SPS-Programmiersystem die Bereitstellung der Image Beschreibung bei dem Master DTM anstoßen. Der Aufruf ist asynchron, d.h., der Master DTM schickt dem Programmiersystem ein entsprechendes Ergebnis, wenn die Image Beschreibung fertiggestellt ist. Übergabe der Feldbus Image Beschreibung an den DTM-Master – Interface Name: Set Process Image Description Request Mit dieser Schnittstelle kann das Programmiersystem eine Image Beschreibung an den DTM-Master übergeben. Hierfür sind folgende Anwendungsfälle denkbar: Das SPS-Programmiersystem möchte I/O Signale \’sperren\‘ (entspricht dem Flag \’Protected By Channel Assignment\‘ in FDT), die im SPS Programm genutzt werden. Das heißt, dass ein Signal am Geräte DTM nicht gelöscht werden kann. Ein weiterer Fall könnte eine Optimierung des Images aus Laufzeitgründen sein, welche ein Programmiersystem vornimmt und die \’optimierte\‘ Image Beschreibung dem Master DTM mitteilt, damit der Busmaster die Signale zur Laufzeit entsprechend verarbeitet. Selbstverständlich muss in einem solchen Fall der Busmaster diese Funktionalität auch erlauben. Vorzeitiger Abbruch von asynchronen Interface-Aufrufen – Interface Name: Cancel Request Diese Schnittstelle erlaubt es dem Programmiersystem, die zuvor beschriebenen Aufrufe vorzeitig abzubrechen. Nachricht über Änderungen in der Feldbus Image Beschreibung – Interface Name: On Process Image Description Changed Mit dieser Nachricht informiert der Master DTM das Programmiersystem, dass sich das Feldbus Image geändert hat (z.B. zusätzliches Gerät am Feldbus). Nachricht, dass ein asynchroner Aufruf abgearbeitet ist – Interface Name: On Get/ Process Image Operation Finished Mit dieser Nachricht informiert der Master DTM das Programmiersystem, dass die entsprechende asynchrone Operation (Lesen bzw. Schreiben der Image Beschreibung) abgeschlossen ist. Zusammenfassung Der neue Annex erweitert die Einsatzmöglichen der FDT-Technologie. Durch die Integration in SPS Programmiersysteme entsteht ein Gesamtsystem für die Integration der unterschiedlichsten Feldbussysteme und Geräte von verschiedenen Herstellern. Neben der Gerätekonfiguration mittels DTM ist die feldbusunabhängige und standardisierte Verwendung von I/O Signalen im SPS-Programmiersystem ein großer Fortschritt. Dies sowohl für die Anwender als auch die Anbieter von solchen Systemen. Die zusätzliche Funktionalität, die der neue Annex für die existierende FDT-Spezifikation V1.2.x definiert, wurde bereits in der nächsten Version der FDT-Spezifikation berücksichtigt und ist somit in Zukunft integrierter Bestandteil der FDT-Technologie. Kasten: FDT-unterstützte Feldbusse – Ethernet/IP – CC_LInk – CANopen – Componet – Devicenet – EtherCAT – HART – Interbus – Foundation Fieldbus – IO-Link – Modbus Serial Line – Modbus TCP – Profibus DP – Profibus PA – Profinet I/O –
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