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30. TechnikTreff bei ABBFDI – der neue Standard in derdigitalen Kommunikation

Ferdinand Finken, 15. Mai 2014, Berlin

© ABB Inc.May 20, 2014 | Slide 2

ABB Messtechnik ProdukteFDI – 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 durchWandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz und Ergonomie sowie dieIntegration von Kunden und Geschäftspartnern in Geschäfts- undWertschöpfungsprozesse auszeichnet.

Technologische Grundlage sind Cyber-Physikalische Systemeund das Internet der Dinge.

Nahtlose Kommunikation vom Sensor bis ins Internetist eine Voraussetzung für Industrie 4.0


ABB Messtechnik ProdukteFDI – Zukunftsvision Industrie 4.0

Commissioning

Field DevicesAutomation System

Engineering

Operation

Maintenance

…


Mit Hilfe der Geräteintegration können Funktionen undInformationen von Geräten übergeordnet (an einer

zentralen Stelle) zugänglich gemacht werden.Je komplexer die Geräte werden, umso zwingender ist die

Geräteintegration erforderlich!

ABB Messtechnik ProdukteFDI - Geräteintegration

Geräte-Treiber = Software„Beschreibungen“ (Dateien) werden benutzt umØdie externen Schnittstellen (Kommunikation) undØdie interne Parameterwelt und Logik (Verhalten)

eines Gerätes zu beschreiben.

Ermöglicht die zyklische und azyklische Verbindung zum Gerät.

Eingesetzt werden die „Beschreibungen“ in Leitsystemen oderStand-Alone Tools.

ABB Messtechnik ProdukteFDI - Geräte Treiber

ECT = EDDLCooperation TeamECT gegründet 20035 Mitglieder-Organisation (PA)

Treiberdateien:EDD = ElectronicDevice Description

FDT = Field Device ToolsFDT Group gegründet2003> 70 Mitglieder (PA & FA)

Treiber-Applikation:DTM = Device TypeManager

ABB Messtechnik ProdukteFDI - EDD oder FDT/DTM

GSD EDD

Datenverkehrzyklisch azyklisch


GSD EDDDTM

Datenverkehrzyklisch azyklisch

GSD



ABBEmersonEndress+HauserHoneywellInvensysSiemensYokogawa

FDT GroupFieldbus FoundationHART CommunicationFoundationOPC FoundationPROFIBUS/PROFINETInternational

EDDL

Device Package

HarmonizedEDD

AdvancedFeatures(optional)

Harmonized

ABB Messtechnik ProdukteFDI - Einheitlicher Ansatz - Herstellern & Foundations

Device Package

EDDFDI encoded file format

UIP(optional)

Attach-ments

Electronic DeviceDescriptionLanguage

(EDDL)

WindowsPresentationFoundation

(WPF)

Device Definition (Def)Business logic (BL)User Interface (UID)

Programmed User InterfaceDevice Applications

ManualsCertificatesProtocol specificFiles (GSD(ML),etc.)


ABB Messtechnik ProdukteFDI - Nur ein Gerätetreiber - Das Device Package

ABB Messtechnik ProdukteFDI – Die Struktur

§ Robust

§ Unabhängig vonTechnologien

§ Investitionssicher

§ Grafisch

§ Flexibel

§ Innovativ

Eine einheitliche Geräteintegration für die Prozessindustrie,unabhängig von Kommunikationsstandards und Lieferanten

Einheitliche Geräteintegration mitDevice Packages

EDDL UIP Attachments

§ 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

FDICooperation, LLCHCF

FDT GROUP OPCF

FF

PNO


ABB Messtechnik ProdukteFDI - Organisatorischer Rahmen

OPC UA Services

Communication Server

OPC UA Services

FDI Client

FDI Server

NestedCommunication

Device Package

EDDL UIPOptional

Attach-ments

FDI HostFDI HostVerwaltet Device Packages. Copy and

Paste, keine Software Installation!Verwaltet Gerätedaten und stellt sie

bereitBringt User Interfaces zur Anzeige:

Mandatory EDDL based UIDOptional WPF based UIP

Führt EDD Business Logik ausKommuniziert mit dem Gerät

DevicedefininitionBusiness logicCommunication

User InterfacesDeviceApplications


ABB Messtechnik ProdukteFDI – Der Host

OPC UA Services


OPC UA Services

FDI Client

FDI Server

FDI HostStandard Host Software Komponenten werden

durch FDI Cooperation protokollübergreifendbereitgestellt

Host System Hersteller setzen FDI HostKomponenten ein:

Device Management ToolsAsset Management ToolsPLSFDI DTM for Device Packages

StandardFDI Host Components


ABB Messtechnik ProdukteFDI – Host Standard Software Komponenten

§ Erlaubt MES Systemen Zugriff aufGeräteinformationen§ Die in FDI spezifizierten Regeln stellen

sicher, dass Drittanwendungen nicht aufsensitive Teile des Informationsmodellszugreifen können§ Der FDI Server kontrolliert den Zugriff

Generic OPCUA Client

OPC UA Services


OPC UA Services

FDI Client

FDI Server

FDI Host

Hersteller B Hersteller A


ABB Messtechnik ProdukteStandardisierter Zugriff auf das FDI Informationsmodell

§ FDI ist grundsätzlich protokollunabhäng.Protokollspezifika werden in Anhängen zurSpezifikation definiert, zunächst FoundationFieldbus, HART, PROFIBUS und PROFINET

§ Jedes Gerät , auch einKommunikationsgerät, wird über einFDI Package dargestellt .

§ Alle zur Kommunikation notwendigenOperationen und Dienste werden über EDDLCode, als Teil des FDI Packages instandardisierter Form beschrieben.

§ Ausführung und Management aller Aufgabenübernimmt der FDI Server.

PROFIBUS DP

HART

USB

CommunicationDevice

FDI Host

GatewayDevice


ABB Messtechnik ProdukteFDI - Kommunikation


Anbindung vonKommunikationshardwarean einen FDI Host

FDI CommunicationServer

Anbindung an FDI Hostüber OPC UA…

PROFIBUS DP

HARTFDI Device PackageBeschreibung derGerätefunktionen, abgebildetim FDI Server

FDI CommunicationPackageEDD Logik, ausgeführt im FDIServer, verantwortlich für„Übersetzung“ derDatenpakete

FDI CommunicationPackageEDDL Logik, ausgeführt imFDI Server, zur Anbindungdes zur Hardware passendenCommunication Servers

StandardisierteIntegration in FDI Host durch…

OPC UA Services


OPC UA Services

FDI Client

FDI Server

FDI Host

“Netz-Zugang”Communication

Device

Field Device

FDI Host

“Netz-Übergang”

GatewayDevice

USB

ABB Messtechnik ProdukteFDI - Nested Kommunikation

NestedCommunication

Device Package

EDDL UIPOptional

Attach-ments

iDTM Business Logic

Import

iDTM

Communication DTMs

FDT

Fram

eA

pplic

atio

n

iDTM UI

Device Packages werdenauch von FDT Systemen

verarbeitet!Gerätehersteller brauchen

keine DTMs mehr zuliefern.


ABB Messtechnik ProdukteFDI - Interoperabilität


ABB Messtechnik ProdukteFDI - NAMUR Anforderungen, abgeleitet aus NE 105

New Work Item Proposal

New Work Item Approval

First Committee Draft

Second Committee Draft

Committee Draft for Vote

InternationalerStandard

2014201320122011

Freigabe der SpezifikationVorabversion Entwicklungstoolkit

Final Draft International StandardBeta Version Entwicklungstoolkit

ABB Messtechnik ProdukteFDI - Projektverlauf

• FDI Standard Host Componentsbeeinhalten• UI Engine• EDD Engine FDI Host

FDI Client


UI Engine

FDI Server

Information Model

EDD Engine

EDD

FDI Device Package

EDDLencoded file

format

UIP(optional)

Attachments

Import

ABB Messtechnik ProdukteFDI – Common Host Components

• FDI IDE beeinhaltet• Tokenizer für FF, HART, PROFIBUS• Reference Host• Sample Device Packages

Integrated Development Environment (IDE)

Reference Host

UI Engine

EDD Engine

Pack

agin

g

Toke

nizi

ng

Editi

ng

ABB Messtechnik ProdukteFDI – IDE (Integrated Development Environment)

Integrated Development Environment (IDE)

Package

EDDL UIP

Package

EDDL UIP

Package

EDDL UIP

Emerson 3051C

Reference Host

UI Engine

EDD Engine

Pac

kagi

ng

Toke

nizi

ng

Edi

ting

UIP

Siemens Sitrans P

ABB TTX 300

Erstmalig umfasst eine einzige Host-Softwarealle drei Protokolle

ABB Messtechnik ProdukteFDI – Life Demonstration NAMUR


FDI Field Device Integration

Handbuch für die einheitlicheIntegrationstechnologie

Daniel GroßmannMichael BraunBenjamin DanzerMatthias Riedel

ABB Messtechnik ProdukteFDI – Erstes Buch


§ Kollisionsprobleme!

§ Drei Wege?

Nutzbringende Verbindung!Eine Geräteintegration!

Aus Vortrag von Prof. Klaus Bender

Harmon.

PrototypFDT + EDD + OPC UA = FDD UA?

Serienreifes ModellFDI (Field Device Integration)

ABB Messtechnik ProdukteFDI – Die Idee

§ Hersteller der Prozessautomatisierungunterstützen FDI

§ Die Spezifikationen liegen als Entwurf vor

§ Die IEC Standardisierung wurde auf denWeg gebracht

§ Die EDDL wurde protokollübergreifendharmonisiert

§ FDT FDI Interoperabilität ist sichergestellt

§ Die “Foundations” arbeiten in der FDICooperation gemeinsam an derFertigstellung von FDI Spezifikationen,Tools und Standardkomponenten

§ ABB erfüllt die Anforderungen an dieImplementierung

FDI ServerFDIClient

OPC UA

Device Package


ABB Messtechnik ProdukteFDI - Zusammenfassung


• ABB Leitsystem

• Kommunikationsprotokole: FF,HART, PROFIBUS

• Geräte verschiedener Hersteller

• Anwendungen:Parametrierung / Konfigurierung,Diagnose, Status Überwachungnach NE 107, VorbeugendeWartung.

ABB Messtechnik ProdukteZusammenfassung

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