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Systemintegration: Der Nutzen von TCI und iPar-Server

Wer sich nicht für einen einzigen Systemanbieter entscheidet, sondern seine Automatisierungslösung aus herstellerübergreifenden Einzelkomponenten aufsetzt, steht unweigerlich einem erhöhten Integrationsaufwand gegenüber. Hier helfen standardisierte Dienste und Interfaces, wie das von der PNO definierte Tool Calling Interface oder der Individual-Parameter-Server, aus vielen Einzel­komponenten ein homogenes System zu machen – und dies auch im Safety-Umfeld.

Wago, Automatisierungslösung Bildquelle: © Wago

Ein wesentlicher Teil der Leistungs­fähigkeit heutiger Automatisierungs­technik ist durch die große Auswahl unterschiedlicher Komponenten von einer Vielzahl von Herstellern begründet.

Neben den notwendigen Innovationen, die der vorherrschende Wettbewerb mit sich bringt, stellt die Hersteller- und Komponentenvielfalt aber auch Herausforderungen an die Automatisierungsexperten. Diverse verfügbare Hardware­systeme, für unterschiedliche Funktionalitäten, für unterschiedliche Schnittstellen und unterschiedliche Protokolle, setzen ein immenses Fachwissen voraus. Alleine der Blick auf die Anzahl an Schnittstellen, die nötig sind, um die Geräte optimal auf die gewünschten Funktionen einzustellen, verdeutlicht das Problem: Vielfach wird das Konfigurations- und Parametrier-Tool lokal angeschlossen – mal mit einer klassischen seriellen 24-Volt-Schnittstelle, mal über RS 422 und differenziellem 5-V-Pegel, mal via USB oder über eine firmenbeziehungsweise produktspezifische Eigenentwicklung des Herstellers.

In der Praxis führt das auf mehreren Ebenen zu erhöhtem Aufwand: Einerseits muss unter Umständen eine ganze Reihe verschiedener Kabel- und Steckervarianten vorgehalten werden – wobei im Servicefall erfahrungsgemäß nie das richtige Verbindungselement auffindbar ist. Erschwert wird das Ganze durch herstellerspezifische Protokollversionen, die zudem über die Laufzeit eines Produkts verschiedene Versionsstände haben. Andererseits steigt mit wachsender Hardware-Auswahl die Vielfalt an physikalischen Interfaces, die über das jeweilige Betriebssystem angesprochen werden. Hier muss das Betriebssystem, auf dem alle Schnittstellen beziehungsweise deren Software-Treiber zusammenlaufen, mit in die Betrachtung einbezogen werden. Denn gerade bei Maschinen und Anlagen älteren Jahrgangs besteht mitunter keine Garantie für den reibungslosen Ablauf; wenn etwa die entsprechende Schnittstelle vom PC-Hersteller nicht mehr unterstützt wird – man denke beispielsweise an das einst weitverbreitete serielle RS-232-Interface.

Wago, TCI Bildquelle: © Wago

Mit dem TCI entfallen die proprietären Eins-zu-eins-Verbindungen, da das Engineeringtool das passende Parametriertool direkt aufruft.

Über den zeitlichen, finanziellen und fachlichen Aufwand hinaus kommt insbesondere bei Safety-Anwendungen ein weiterer Aspekt hinzu: Für elektronische, einstellbare Komponenten der Funktionalen Sicherheit muss eine möglichst komfortable Benutzerführung gewährleistet sein. Denn eine klare Orientierung und Übersicht im System, eine eindeutige Zuordnung von Komponente und Tool sowie die Einbindung in das Projektverzeichnis erleichtern dem Anwender die Arbeit und erlauben ihm, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren: und zwar auf die Einstellung der für ihn optimalen Funktion der sicheren Baugruppe.

Im Gegensatz zum bitorientierten Ansatz einfacher Gerätebeschreibungen stellt ein gerätespezifisches Tool den Nutzen für den Anwender in den Vordergrund und unterstützt durch eindeutige Benutzerführung sowie mittels klarer Hilfetexte und kontextbezogener Menüs den Anwender gerade in Safety-Anwendungen auf vielfältige Art und Weise. Interpretationsfehler, wie sie bei der Bearbeitung auf Bit-Ebene entstehen können, lassen sich somit weitestgehend ausschließen. Nicht zuletzt liefert solch ein spezifisches Tool eine saubere Dokumentation, die neben Datum und Bearbeiter unter anderem die Verifizierung der durchgeführten Änderungen beinhaltet.

Das Tool Calling Interface (TCI), ein im Jahr 2007 von der PNO im Rahmen von Profibus, Profinet und Profisafe spezifizierter Dienst, ermöglicht eine komfortable Integration der gerätespezifischen Tools in das Engineering-System. Weil mit dem TCI das Engineering-System das passende Parametriertool direkt aufruft und die notwendigen Daten zur Identifikation des Devices übergibt, ist ein klarer Bezug zur Topologie der Automatisierung gegeben. Zusätzlich ermöglicht es die Spezifikation von TCI, auch die Kommunikation über den Feldbus zu standardisieren: Damit entfallen die vorher notwendigen proprietären und oft lokalen Verbindungen zu den Feldgeräten. Auf diese Weise kann der Anwender sein Subsystem über den Feldbus oder das Netzwerk komfortabel einrichten. Das heißt: Die ursprünglich der Feldebene zugeordneten CPD-Tools mit lokaler Kommunikation werden der Steuerungsebene zugeordnet und können über die vorhandene und standardisierte Infrastruktur zentral kommunizieren.