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Einfache Geräte-Integration in FDT/DTM-Umgebungen
Einfache Geräte-Integration in FDT/DTM-Umgebungen
Nach mehr als 8-jähriger Reifezeit hat sich die FDT/DTM-Technologie als offener Standard zur Parametrierung und Konfiguration von Feldgeräten in der Automatisierungstechnik etabliert. Um so dringender stellt sich die Integrationsfrage für den Gerätehersteller bezogen auf seine Geräte bzw. für den Steuerungshersteller der Geräte an seiner Steuerung betreiben muß, für die es noch keine DTMs gibt. Die Firma Hilscher stellt hier mit sogenannten Generischen DTMs einen interessanten Ansatz vor.
Die FDT-Technologie definiert einen Schnittstellen-Standard, nicht mehr und nicht weniger. Sie ist feldbus- und herstellerübergreifend, ein GUI-Style-Guide sorgt für eine einheitliche Oberfläche der DTMs verschiedener Hersteller.
Protokollspezifische Besonderheiten werden als Annex zur FDT-Spezifikation betrachtet und standardisiert. Hierzu gehören u.a. protokollspezifische Schemata für die XML-Dokumente, über welche die verschiedenen DTMs und FDT-kompatiblen Frame-Applikationen Informationen untereinander austauschen.
Für FDT enabled Protokolle gilt folgendes: Ein Gerätehersteller kann eine Software-Komponente in Form eines DTM (Device Type Manager) implementieren, mit dem Gerät ausliefern und sicher sein, dass sein Gerät in einer FDT/DTM Umgebung reibungslos eingebunden werden kann.
Der dritte Weg - Generische DTMs
Für die Erstellung von DTMs gibt es drei Wege. Ein Gerätehersteller kann ein Gerät mit einem selbst kreierten maßgeschneiderten DTM ausliefern oder er nimmt die Dienste eines FDT/DTM-Dienstleisters für die Entwicklung des DTMs in Anspruch. Der dritte Weg, eines Migrationspfads für die Geräteintegration in eine FDT/DTM-Umgebung führt über generische Geräte-DTMs zu einer Lösung. Dabei werden vorhandene Gerätebeschreibungsdateien (EDS, GSD, EDDL, GSDML, SDDML, ESI etc.) eingelesen und die darin vorhandenen gerätespezifischen Eigenschaften dem generischen DTM "eingepflanzt". Dieser Ansatz ist für viele Gerätefamilien, insbesondere bei geringer Konfigurationskomplexität völlig ausreichend.
Hilscher hat sich von Anfang an zur FDT/DTM-Technologie bekannt und kann heute mit einem breiten Angebot an DTMs aufwarten. Für nahezu alle traditionellen Feldbus- und Echtzeit-Ethernet-Systeme bietet Hilscher Kommunikations-, Geräte- oder Gateway-DTMs an. Ein FDT-Container, eine firmeneigene Entwicklung, erhältlich als Stand-Alone-Anwendung oder Embedded-Komponente, rundet das Portfolio ab. Zur Vereinheitlichung und Vereinfachung der DTM-Entwicklung hat Hilscher ein DTM- und GUI-Framework entwickelt. Dadurch können sich die Entwickler-Teams mit Feldbus-Know-How auf das Wesentliche konzentrieren und maßgeschneiderte Lösungen liefern.
Die von Hilscher angebotenen Generischen Geräte-DTMs ermöglichen den Slave-Geräteherstellern die Integration ihrer Geräte in FDT/DTM-Umgebungen, unabhängig von der eingesetzten Frame-Applikation und unabhängig vom Kommunikationskanal. Generische DTMs von Hilscher stehen für die Protokolle CANopen, DeviceNet, EtherNet/IP, PROFINET IO und PROFIBUS zur Verfügung:. Für AS-Interface, EtherCAT und SERCOS III laufen Entwicklungen.
Wann greifen Generische DTMs
Um ein Feldgerät mit einem Generischen DTM von Hilscher zu parametrieren bzw. für den Bus-Master zu konfigurieren, muss die passende Gerätebeschreibungsdatei vorliegen. Im Idealfall ist sie Spezifikations- oder Schema-konform. In einigen Bussystemen können Feldgeräte ihren vollständigen Parametersatz aus dem Gerät auch online, d.h. über das jeweilige Protokoll auslesbar bereit halten. Diese in der FDT-Terminologie als „device data“ bezeichneten Datensätze sind meist in der Kommunikationsphase zugänglich, in der auch ein Bus-Scan möglich ist. Im EtherCAT-Protokoll ist dies z.B. der INIT State, im SERCOS III-Protokoll die CP2 Phase. In besonderen Anwendungsfällen ist es sogar unumgänglich, ausschließlich mit diesen Informationen, also völlig ohne Gerätebeschreibungsdatei zurechtzukommen. Dazu ist ein Generator für Gerätebeschreibungsdateien im DTM mit integriert. Zusammenfassend greift der generische Ansatz bei Geräten mit
einer vollständigen Gerätebeschreibungsdatei
einem online verfügbaren Parametersatz
einer minimalistischen Gerätebeschreibungsdatei und online verfügbarem ergänzenden Parametersatz
Aufbau des Geräte-Daten-Modells
Unabhängig davon, ob die Gerätebeschreibung für ein Gerät als Datei vorliegt oder im Gerät hinterlegt ist und über das Bussystem zugänglichen Parametersatz online generiert wird, ist sie die Grundlage für das Geräte-Daten-Modell im DTM. Das Parser-Modul führt die Inhalte der Beschreibungsdatei in ein Objekt-Daten-Modell über. Darauf basierend wird das Geräte-Daten-Modell des DTMs (siehe Bild) aufgebaut.
Die Komplexität der in einem generischen Geräte-DTM umgesetzten Funktionen ist direkt proportional zur Vollständigkeit der für das Gerät mitgelieferten Gerätebeschreibungsdatei bzw. der Gerätebeschreibungssprache. Gewisse ergänzenden, weiterführenden Features können, abhängig von dem Zielprotokoll und Kundenwunsch, eingebaut werden.
Geräte DTMs sofort auslieferbar
Mit diesem Ansatz kann der Hersteller alle seine Geräte die über eine standardisierte Gerätebeschreibungsdatei verfügen, sofort mit einem DTM ausliefern. Optionales Anpassen der Bedieneroberfläche auf firmenspezifische Besonderheiten bietet Hilscher als Dienstleistung an. Alternativ kann der Steuerungshersteller mit seinem FDT/DTM basierenden Konfigurationswerkzeug die generischen DTMs mit ausliefern. Damit verfügt er über eine offene Schnittstelle für alle Geräte die nur über eine standardisierte Gerätebeschreibungsdatei verfügen.
Angaben zum Autor:
David Tsava ist Gruppenleiter bei Hilscher im Bereich kundenspezifischer FDT/DTM-Entwicklungen und leitet die FDT/DTM-Working Group für SERCOS