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Industrielle Kommunikation: HART-Geräte für Feldbusse ertüchtigen

Fortsetzung des Artikels von Teil 2.

Die Geräte-Anbindung

Feldbus-Modul, Softing Bildquelle: © Softing

Bild 1: Das Feldbus-Modul enthält die Software für den Feldbus-Anschluss sowie den HART- beziehungsweise Modbus-Master für den Zugriff auf das Feldgerät. 

HART definiert mit den Universal Commands und den Common Practice Commands einen Satz an standardisierten Funktionen. Der Zugriff auf weitere Daten erfolgt herstellerspezifisch über User Defined Commands. Bei Modbus sind den Grundfunktionen wie Lesen oder Schreiben zwar bestimmte Adressbereiche zugeordnet; eine weitergehende Semantik ist aber nicht standardisiert. Deshalb ist für die Abbildung der Funktionsblockparameter auf die Daten im Feldgerät für jedes einzelne Objekt festzulegen, mit welchem HART-Kommando oder über welches Modbus-Register der Wert des Objekts gelesen oder geschrieben werden kann und wie die Geräte-Antwort (HART) oder der Register-Inhalt (Modbus) zu interpretieren sind. Diese Zuordnung erfolgt gerätespezifisch in einem Script. Aufgrund der Ähnlichkeit der Modelle von Foundation Fieldbus und Profibus PA ist dasselbe Script für beide Protokolle verwendbar. Nur einige wenige darin enthaltene Informationen sind protokollspezifisch. Mit einem commScripter genannten Script-Interpreter wird das Script auf syntaktische Korrektheit überprüft und in eine binäre Konfigurationstabelle umgewandelt. Diese Tabelle wird im FLASH-Speicher des Feldbus-Moduls abgelegt und steuert die Abbildung der Feldbus-Dienste auf HART- beziehungsweise Modbus-Kommandos (siehe Bild 1). Soll beispielsweise ein HART-Gerät für FF ertüchtigt werden, ergibt sich folgender Workflow gemäß Bild 2.

Geräte-Ertüchtigung, Softing Bildquelle: © Softing

Bild 2: Der Workflow der 'Geräte-Ertüchtigung'.

Der Geräte-Entwickler beschreibt sein Gerät aus Feldbus-Sicht in der obligatorischen Device Description (1) und erstellt zusätzlich eine Script-Datei (2). Hier wird festgelegt, wie die Funktionsblöcke und ihre Parameter über HART-Kommandos gelesen oder geschrieben werden können. Der Tokenizer (3) – ein von der FieldComm Group vertriebener DD-Compiler – übersetzt die Device Description (4) in ein binäres Format (.ff5) und erzeugt dabei auch eine Symboldatei (.sy5), die vom Werkzeug commScripter (5) für die Generierung der Konfigurationstabelle (6) benötigt wird. Diese Tabelle liegt dann in einem Standardformat vor (.mot), welches mit geeigneten Tools – im Beispiel ein Flash Programmer Tool und ein Emulator von Renesas (7/8) – in das Feldbus-Interface-Board übertragen wird (9).

Das commModule wird in einer neutralen Version mit allen genannten Stacks und der Mapping-Applikation bezogen und bei der Produktion des Feldgeräts als ‚Single-Chip-Lösung‘ auf eine Platine aufgebracht. Auf dieser Platine muss ein Stecker für die Programmierung des Moduls vorhanden sein, sodass die Abbildungs-tabelle im Zuge eines Produktionsschrittes oder auch zu einem späteren Zeitpunkt 
als geräte- oder projektspezifischer Konfigurationsschritt aufgespielt werden kann. Die Kombination aus commModule und commScripter ermöglicht somit eine aufwandsarme und flexible Integration von Foundation Fieldbus und Profibus PA in existierende, aber auch in neu zu entwickelnde Feldgeräte.

Autor: 
Dr. Hans Endl ist Senior Product Manager Fieldbus Technology bei Softing Industrial Automation.