FDT - fit für die Fertigung?

Die Wurzeln der Field- Device-Tool-Technologie – kurz FDT – liegen in der Prozessautomatisierung. Der Einsatz in der Fertigungsautomatisierung ist der nächste Schritt. Inwiefern deckt die bestehende FDTSpezifikation die neuen Anforderungen ab, und welche Ansätze existieren, um eventuelle Lücken zu schließen?

Die Wurzeln der Field- Device-Tool-Technologie – kurz FDT – liegen in der Prozessautomatisierung. Der Einsatz in der Fertigungsautomatisierung ist der nächste Schritt. Inwiefern deckt die bestehende FDTSpezifikation die neuen Anforderungen ab, und welche Ansätze existieren, um eventuelle Lücken zu schließen?

Die FDT-Technologie spezifiziert Schnittstellen zwischen Softwarekomponenten mit dem Ziel, Funktionalitäten von Feldgeräten in SCADA- und Engineering-Tools integrieren zu können. Im Fokus steht insbesondere die Konfiguration und Diagnose dieser Geräte in ausgedehnten, heterogenen Netzwerken. Ein Knackpunkt bei der Verwendung von FDT im Rahmen der Fertigungsautomatisierung ist die Verschaltung von Eingangs- und Ausgangssignalen. Beim Einsatz von unterschiedlichen Feldbussen und Protokollen zeigt sich, dass an dieser Stelle die Spezifikation auch feldbus- und protokollspezifische Informationen enthält. Sollen Prozessdaten mit Variablen im Engineering-System verschaltet werden, so stellt man fest, dass das entsprechende Objekt (FdtChannel) in der FDT-Spezifikation je nach eingesetztem Feldbus variiert. Dies hat zur Folge, dass jedes Engineering-Tool, welches Prozessdaten mit eigenen Objekten verknüpfen möchte, eine feldbusspezifische Implementierung vornehmen muss. Diese Anpassungen sind aufwendig und fehleranfällig. Des Weiteren reichen die angebotenen Informationen im Regelfall nicht aus, um eine Verknüpfung im Engineering- Tool durchzuführen. So benötigen beispielsweise Programmierwerkzeuge IEC-61131-konforme Datentypen beziehungsweise Variablennamen zur Verschaltung eines Signals.

Die FDT-Group, ein Zusammenschluss von Unternehmen, die es sich zur Aufgabe gemacht haben, einen internationalen Standard basierend auf der Field-Device-Tool-Technologie zu etablieren, hat diese Problematik erkannt und im August die technische Arbeitsgruppe „FDT Factory Automation“ ins Leben gerufen. Mit dem Ziel, FDT auch in der Fertigungsautomatisierung erfolgreich einzusetzen, besteht deren Aufgabe darin, spezifikationskonforme Lösungen zu erarbeiten, welche die Signalverschaltung ohne eine Änderung an der bestehenden Spezifikation zulassen und mit einem Annex oder „Best-Practice“-Dokument beschrieben werden können. Zwei Vorschläge sind diesbezüglich aktuell in der engeren Wahl:

1. Modellieren der Prozessdaten mittels des Interface IDtmSingelInstance- DataAccess:
Diese Schnittstelle wurde mit der FDTSpezifikation 1.2.1 eingeführt und ist gedacht für den Offline-Zugriff auf einzelne beziehungsweise auf Gruppen von Parametern im Device Type Manager (DTM), der „Treiber“-Komponente eines Feldgerätes. Ferner ist die Schnittstelle aufgrund ihrer Definition feldbus- und protokollunabhängig und könnte auch Gruppen von Prozessdaten modellieren. Die hier angestrebte Verwendung von IDtmSingel- InstanceDataAccess im Rahmen des Problems „Signalverschaltung“ entspricht jedoch nicht dem ursprünglichen Ziel dieser Schnittstelle. Der Grund: Eine Umsetzung der Anforderungen für die Signalverschaltung führt zu einer Vermischung zwischen Parameterdaten und Signaldaten. Laut FDT-Spezifikation ist aber das Interface IFdtChannel für die Darstellung von Signalinformationen zuständig. Für den Anwender würde es somit schwieriger, zu verstehen, warum die Signalinformationen über dieses Interface zur Verfügung gestellt werden.Ferner bedingt der Einsatz von IDtm- SingleInstanceDataAccess die Implementierung eines DTM nach FDT-Spezifikation 1.2.1. Das bedeutet für den Gerätehersteller, dass er existierende, FDT-1.2-konforme DTMs nach FDT 1.2.1 überführen müsste. Neben dem Aufwand für die Umsetzung weiterer Interfaces nach FDT 1.2.1 bringt dies ein entsprechendes Fehlerrisiko mit sich. Nicht zu vergessen die Kosten für eine neue Zertifizierung des DTM.

2. Definition eines zusätzlichen, feldbusunabhängigen Busprotokolls, welches die busunabhängigen Informationen für die Signalverschaltung repräsentiert:
Diese Informationen sind neben den feldbusspezifischen Daten ebenfalls am IFdt- Channel über die zugehörige Protokoll-ID abrufbar. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass sie genau an dem Interface implementiert würde, an dem auch die FDTSpezifikation die Informationen zu einem Prozessdatum ablegt. DTMs nach FDT 1.2 können ebenfalls von dieser Erweiterung Gebrauch machen. Bei dieser Umsetzung müssen lediglich ein neues allgemeines Schema und eine „Protokoll-ID“ der FDTSpezifikation in Form eines Annex hinzugefügt und keine weiteren Interfaces in der FDT-Spezifikation definiert werden. Nach der Implementierung des Busprotokolls„Signalverschaltung“ durch DTM und FDT-Container lassen sich sowohl DTM nach FDT 1.2 sowie 1.2.1 mittels FDTMechanismen für die Signalverschaltung heranziehen. Sollte sich die Arbeitsgruppe mit dem FDT-Core-Team für die zweite Lösung entscheiden, so kann zeitnah die Definition einer entsprechenden Schema- Datei erfolgen und im Jahr 2009 bereits eine praktikable Lösung für das Signalhandling vorliegen.