30. TechnikTreff bei ABB FDI – der neue Standard in der digitalen Kommunikation Ferdinand Finken, 15. Mai 2014, Berlin
30. TechnikTreff bei ABBFDI – der neue Standard in derdigitalen Kommunikation
Ferdinand Finken, 15. Mai 2014, Berlin
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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
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ABB Messtechnik ProdukteFDI – Zukunftsvision Industrie 4.0
Commissioning
Field DevicesAutomation System
Engineering
Operation
Maintenance
…
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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
ABB Messtechnik ProdukteFDI - Geräte Treiber
GSD EDDDTM
Datenverkehrzyklisch azyklisch
GSD
ABB Messtechnik ProdukteFDI - Geräte Treiber
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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.)
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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
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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
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ABB Messtechnik ProdukteFDI – Der Host
OPC UA Services
Communication Server
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
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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
Communication Server
OPC UA Services
FDI Client
FDI Server
FDI Host
Hersteller B Hersteller A
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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
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ABB Messtechnik ProdukteFDI - Kommunikation
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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
Communication Server
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.
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ABB Messtechnik ProdukteFDI - Interoperabilität
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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
Communication Server
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
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FDI Field Device Integration
Handbuch für die einheitlicheIntegrationstechnologie
Daniel GroßmannMichael BraunBenjamin DanzerMatthias Riedel
ABB Messtechnik ProdukteFDI – Erstes Buch
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§ 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
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ABB Messtechnik ProdukteFDI - Zusammenfassung
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• ABB Leitsystem
• Kommunikationsprotokole: FF,HART, PROFIBUS
• Geräte verschiedener Hersteller
• Anwendungen:Parametrierung / Konfigurierung,Diagnose, Status Überwachungnach NE 107, VorbeugendeWartung.
ABB Messtechnik ProdukteZusammenfassung