Ferdinand Finken, 15. Mai 2014, Berlin 30. TechnikTreff bei ABB FDI der neue Standard in der digitalen Kommunikation

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1 Ferdinand Finken, 15. Mai 2014, Berlin 30. TechnikTreff bei ABB FDI der neue Standard in der digitalen Kommunikation

2 FDI Zukunftsvision Industrie 4.0 Industrie 4.0 ist ein Zukunftsprojekt in der Hightech-Strategie der Bundesregierung, mit dem die Informatisierung der klassischen Industrien, wie z.b. der Produktionstechnik, vorangetrieben werden soll. Das Ziel ist die intelligente Fabrik (Smart Factory), die sich durch Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz und Ergonomie sowie die Integration von Kunden und Geschäftspartnern in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse auszeichnet. Technologische Grundlage sind Cyber-Physikalische Systeme und das Internet der Dinge. Nahtlose Kommunikation vom Sensor bis ins Internet ist eine Voraussetzung für Industrie 4.0 May 20, 2014 Slide 2

3 FDI Zukunftsvision Industrie 4.0 May 20, 2014 Slide 3

4 FDI - Geräteintegration Commissioning Operation Engineering Maintenance Field Devices Automation System Mit Hilfe der Geräteintegration können Funktionen und Informationen von Geräten übergeordnet (an einer zentralen Stelle) zugänglich gemacht werden. Je komplexer die Geräte werden, umso zwingender ist die Geräteintegration erforderlich! May 20, 2014 Slide 4

5 FDI - Geräte Treiber Geräte-Treiber = Software Beschreibungen (Dateien) werden benutzt um die externen Schnittstellen (Kommunikation) und die interne Parameterwelt und Logik (Verhalten) eines Gerätes zu beschreiben. Ermöglicht die zyklische und azyklische Verbindung zum Gerät. Eingesetzt werden die Beschreibungen in Leitsystemen oder Stand-Alone Tools.

6 FDI - EDD oder FDT/DTM ECT = EDDL Cooperation Team ECT gegründet Mitglieder- Organisation (PA) Treiberdateien: EDD = Electronic Device Description FDT = Field Device Tools FDT Group gegründet 2003 > 70 Mitglieder (PA & FA) Treiber-Applikation: DTM = Device Type Manager

7 FDI - Geräte Treiber Datenverkehr zyklisch azyklisch GSD EDD

8 FDI - Geräte Treiber Datenverkehr zyklisch azyklisch GSD DTM GSD EDD

9 FDI - Einheitlicher Ansatz - Herstellern & Foundations Harmonized Device Package EDDL Harmonized EDD Advanced Features (optional) ABB Emerson Endress+Hauser Honeywell Invensys Siemens Yokogawa FDT Group Fieldbus Foundation HART Communication Foundation OPC Foundation PROFIBUS/PROFINET International May 20, 2014 Slide 9

10 FDI - Nur ein Gerätetreiber - Das Device Package Device Definition (Def) Business logic (BL) User Interface (UID) Programmed User Interface Device Applications Device Package EDD FDI encoded file format UIP (optional) Attachments Manuals Certificates Protocol specific Files (GSD(ML), etc.) Electronic Device Description Language (EDDL) Windows Presentation Foundation (WPF) May 20, 2014 Slide 10

11 FDI Die Struktur Eine einheitliche Geräteintegration für die Prozessindustrie, unabhängig von Kommunikationsstandards und Lieferanten Robust Unabhängig von Technologien Investitionssicher Grafisch Flexibel Innovativ Einheitliche Geräteintegration mit Device Packages EDDL UIP Attachments

12 FDI - Organisatorischer Rahmen FDT GROUP OPCF HCF FDI Cooperation, LLC PNO FF May 20, 2014 Slide 12 Die FDI Cooperation ersetzt das ECT (EDDL Cooperation Team) Foundations sind Eigentümer der FDI Cooperation, LLC Die FDI Cooperation wird durch ein Board of Managers bestehend aus Vertretern der Industrie und der Foundations geführt Zweck der Organisation: FDI zum IEC Standard bringen Wartung und Pflege der FDI Spezifikation Wartung und Pflege der EDDL Spezifikation Bereitstellen und Pflegen von protokollübergreifenden Tools Kits und Standard Host Komponenten

13 FDI Der Host FDI Host Verwaltet Device Packages. Copy and Paste, keine Software Installation! Verwaltet Gerätedaten und stellt sie bereit Bringt User Interfaces zur Anzeige: Mandatory EDDL based UID Optional WPF based UIP Führt EDD Business Logik aus Kommuniziert mit dem Gerät Device Package FDI Host FDI Client OPC UA Services FDI Server User Interfaces Device Applications Device defininition Business logic Communication EDDL UIP Optional Attachments OPC UA Services Communication Server Nested Communication May 20, 2014 Slide 13

14 FDI Host Standard Software Komponenten Standard Host Software Komponenten werden durch FDI Cooperation protokollübergreifend bereitgestellt FDI Host FDI Client Standard FDI Host Components OPC UA Services FDI Server Host System Hersteller setzen FDI Host Komponenten ein: Device Management Tools Asset Management Tools PLS FDI DTM for Device Packages OPC UA Services Communication Server May 20, 2014 Slide 14

15 Standardisierter Zugriff auf das FDI Informationsmodell Hersteller B Hersteller A FDI Host Generic OPC UA Client FDI Client Erlaubt MES Systemen Zugriff auf Geräteinformationen Die in FDI spezifizierten Regeln stellen sicher, dass Drittanwendungen nicht auf sensitive Teile des Informationsmodells zugreifen können Der FDI Server kontrolliert den Zugriff OPC UA Services FDI Server OPC UA Services Communication Server May 20, 2014 Slide 15

16 FDI - Kommunikation FDI ist grundsätzlich protokollunabhäng. Protokollspezifika werden in Anhängen zur Spezifikation definiert, zunächst Foundation Fieldbus, HART, PROFIBUS und PROFINET Jedes Gerät, auch ein Kommunikationsgerät, wird über ein FDI Package dargestellt. Alle zur Kommunikation notwendigen Operationen und Dienste werden über EDDL Code, als Teil des FDI Packages in standardisierter Form beschrieben. Ausführung und Management aller Aufgaben übernimmt der FDI Server. USB PROFIBUS DP HART FDI Host Communication Device Gateway Device May 20, 2014 Slide 16

17 FDI - Nested Kommunikation FDI Host FDI Client Anbindung an FDI Host über OPC UA Standardisierte Integration in FDI Host durch OPC UA Services FDI Server FDI Host USB FDI Communication Server Anbindung von Kommunikationshardware an einen FDI Host FDI Communication Package EDDL Logik, ausgeführt im FDI Server, zur Anbindung des zur Hardware passenden Communication Servers OPC UA Services Communication Server Netz-Zugang Communication Device PROFIBUS DP FDI Communication Package EDD Logik, ausgeführt im FDI Server, verantwortlich für Übersetzung der Datenpakete Netz- Übergang Gateway Device HART FDI Device Package Beschreibung der Gerätefunktionen, abgebildet im FDI Server Field Device May 20, 2014 Slide 17

18 FDI - Interoperabilität idtm idtm UI Device Package EDDL UIP Optional Attachments Import idtm Business Logic FDT Frame Application Device Packages werden auch von FDT Systemen verarbeitet! Gerätehersteller brauchen keine DTMs mehr zu liefern. Communication DTMs Nested Communication May 20, 2014 Slide 18

19 FDI - NAMUR Anforderungen, abgeleitet aus NE 105 May 20, 2014 Slide 19

20 FDI - Projektverlauf New Work Item Proposal New Work Item Approval First Committee Draft Second Committee Draft Committee Draft for Vote Freigabe der Spezifikation Vorabversion Entwicklungstoolkit Final Draft International Standard Beta Version Entwicklungstoolkit Internationaler Standard

21 FDI Common Host Components FDI Standard Host Components beeinhalten UI Engine EDD EDD Engine FDI Host FDI Client UI Engine FDI Device Package EDDL encoded file format UIP (optional) Attachments Import FDI Server Information Model EDD Engine Communication Server

22 FDI IDE (Integrated Development Environment) FDI IDE beeinhaltet Tokenizer für FF, HART, PROFIBUS Reference Host Sample Device Packages Editing Tokenizing Packaging Reference Host UI Engine EDD Engine Integrated Development Environment (IDE)

23 FDI Life Demonstration NAMUR UIP Emerson 3051C Package EDDL UIP Editing Tokenizing Packaging Reference Host UI Engine Siemens Sitrans P Package EDDL UIP EDD Engine Integrated Development Environment (IDE) ABB TTX 300 Package EDDL UIP Erstmalig umfasst eine einzige Host-Software alle drei Protokolle

24 FDI Erstes Buch FDI Field Device Integration Handbuch für die einheitliche Integrationstechnologie Daniel Großmann Michael Braun Benjamin Danzer Matthias Riedel May 20, 2014 Slide 24

25 FDI Die Idee Prototyp FDT + EDD + OPC UA = FDD UA? Serienreifes Modell FDI (Field Device Integration) Harmon. Aus Vortrag von Prof. Klaus Bender May 20, 2014 Slide 25 Kollisionsprobleme! Drei Wege? Nutzbringende Verbindung! Eine Geräteintegration!

26 FDI - Zusammenfassung FDI Client OPC UA Device Package FDI Server Hersteller der Prozessautomatisierung unterstützen FDI Die Spezifikationen liegen als Entwurf vor Die IEC Standardisierung wurde auf den Weg gebracht Die EDDL wurde protokollübergreifend harmonisiert FDT FDI Interoperabilität ist sichergestellt Die Foundations arbeiten in der FDI Cooperation gemeinsam an der Fertigstellung von FDI Spezifikationen, Tools und Standardkomponenten ABB erfüllt die Anforderungen an die Implementierung May 20, 2014 Slide 26

27 Zusammenfassung ABB Leitsystem Kommunikationsprotokole: FF, HART, PROFIBUS Geräte verschiedener Hersteller Anwendungen: Parametrierung / Konfigurierung, Diagnose, Status Überwachung nach NE 107, Vorbeugende Wartung. May 20, 2014 Slide 27

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