Adaptive Internetanbindung von Feldbussystemen

Abstract

Feldbusse sind spezialisierte Netzwerke, um automatisierungstechnische Geräte wie Sensoren, Aktoren und Steuerungen miteinander zu verbinden. In der letzten Zeit wird immer mehr nach Möglichkeiten gesucht, um mit Hilfe des Internets von entfernten Orten aus an Informationen zu gelangen, die in feldbusvernetzten Systemen verarbeitet werden. Die Verfügbarkeit dieser Informationen verleihen Teleservices, wie z.B. der Ferndiagnose, oder der vertikalen Integration automatisierungstechnischer Anlagen mit kaufmännischen Geschäftsbereichen von Unternehmen einen enormen Auftrieb und versprechen Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen beträchtlichen Ausmaßes. Nichtsdestotrotz erweist sich die fehlende Interoperabilität zwischen Feldbussystemen und darauf zugreifenden Softwarewerkzeugen und -anwendungen nach wie vor als schwer überwindbares Hindernis. Dass zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten standardisierte Anwendungsschnittstellen und Datenaustauschformate notwendig sind, darüber ist man sich weitgehend einig. Die Meinungen über deren Gestaltung liegen jedoch weit auseinander und trotz zahlloser Anstrengungen ist keine Einigung absehbar.

Mit der adaptiven Internetanbindung von Feldbussystemen wird die Frage der Interoperabilität von Feldbussystemen und -werkzeugen aus einer völlig neuen Richtung angegangen. Nicht der Anwender soll gezwungen sein, sich nach den Begebenheiten des Feldbussystems zu richten. Stattdessen soll die Technik, sprich das Feldbussystem, in die Lage versetzt werden, sich in flexibler Weise an die jeweilige Werkzeuginfrastruktur des Anwenders anzupassen. Die Verwirklichung dieser Idee erfolgt mit Hilfe von Transformationsvorschriften, die an einem bekannten Ort im Internet bereitgestellt werden. Sobald ein Feldbuswerkzeug und -system miteinander in Verbindung treten, werden die zwischen ihnen ausgetauschten Nachrichten mit Hilfe der passenden Transformationsvorschrift übersetzt, sodass sie von der jeweiligen Gegenseite verstanden und ordnungsgemäß verarbeitet werden können. Auf diese Weise kann die Interoperabilität von Feldbussystemen und -werkzeugen erstmals auch dann hergestellt werden, wenn keine einheitliche Form des Informationsaustausches vereinbart werden kann und beide Seiten im herkömmlichen Sinne inkompatibel sind.

Field busses are specialized networks to link up automation devices such as sensors, actuators and controllers. Since recently, there is an increasing demand for integrating field busses with the Internet so that information processed within field bus systems can be accessed at distant locations. The availability of such information enables many kinds of remote diagnostics and maintenance as well as a vertical integration of automation plants with business departments in companies. In a word, it promises to increase efficiency and to reduce costs at a considerable extent. However, the lack of interoperability between field bus systems and the software tools or applications used for accessing them still causes many problems and inconveniences. In order to overcome theses difficulties, most people agree that standardized application interfaces and data exchange formats must be established. Nevertheless, the opinions of what such a standard should look like are most different and in spite of tremendous efforts no agreement is in sight.

The adaptive Internet integration of field bus systems represents a completely new approach towards ensuring the interoperability of field bus systems and tools. It is no longer the duty of the user to conform to standards or conventions implemented at field bus side. Rather, the technology, i.e. the field bus system, must be so designed that it can adapt itself flexibly to the user’s tool environment. The realization of this idea is based on transformation dictionaries which are made available at a known location on the Internet. When a field bus tool and a field bus system get in touch the messages exchanged between them are translated using the suitable transformation dictionary so that both sides are able to understand and process them as expected. Consequently, interoperability of field bus systems and tools can be achieved even when no common manner of information exchange can be arranged and both sides would be incompatible in the traditional sense.