Anfang September 2007 war alles im Lot: Die Mitglieder hatten die WirelessHART-Spezifikation angenommen, die mit der aktuellen HART7-Spezifikation veröffentlicht wurde. Erklärtes Ziel von Herstellern und HART-Communication-Foundation (HCF) war – nach der Verabschiedung der Spezifikation – zügig wirelessHART-konforme Geräte auf den Markt zu bringen. Damals war HCF-Geschäftsführer Ron Helson überzeugt, dass viele Hersteller die ersten WirelessHART-Geräte bereits im ersten Quartal 2008 vorstellen würden. Eigentlich keine überzogene Erwartungshaltung, hatten einige Hersteller schon auf der Interkama+ im April 2007 erste WirelessHART-Prototypen und Geräte-Studien auf dem HCFStand präsentiert.

Auch in diesem Jahr bleibt es bei der Vorstellung von Gerätestudien und Prototypen zu WirelessHART. Eine Ursache ist die fehlende wirelessHART-konforme Hardware. Die Technologie-Lieferanten brauchen für die Implementierung der Spezifikation in ihre Protokoll-Stacks und die Integration in die Wireless-Module länger als erwartet. Und ohne diese Technologie-Module können die Gerätehersteller ihre Sensoren und Gateways nicht mit der „echten“ WirelessHARTSchnittstelle ausrüsten.

Die ISA SP100.11a standardisiert eine einzige Wireless-Infrastruktur, auf der andere Applikationsprofile aufsetzen können.

Kurzfristig kann auch der amerikanische Chip-Hersteller Freescale nichts mehr ändern, der mit einer eigenen Produktlinie in den WirelessHART-Markt einsteigt: In der Entwicklung sind verschiedene Module, mit denen sich Sensoren, Access-Points und Gateways realisieren lassen. Erste Muster will Freescale Ende 2008 bereitstellen, größere Stückzahlen ab dem zweiten Quartal 2009.

Ein weiterer Verzögerungsgrund scheint hausgemacht: Die für die Geräte-Entwicklung und spätere Zertifizierung notwendige Test-Spezifikation ist noch in Arbeit und wird erst im Sommer zur Verfügung stehen. Mit ersten wirelessHART-konformen Geräten ist daher frühestens Ende 2008 zu rechnen. Schließlich können ohne die Test-Spezifikation weder die Hersteller noch die HART-Foundation prüfen, ob der Software-Stack korrekt implementiert wurde und die Geräte verschiedener Hersteller problemlos miteinander kommunizieren. Zudem vergibt die HCF ihr Wireless-HART-Zertifikat nur nach erfolgreichen Tests. „Echte“ WirelessHART-Geräte können deshalb noch nicht verfügbar sein.

Die Prototypen 2008

Endress+Hauser (Halle 7, Stand E29) zeigt auf der Interkama am HCF-Stand (Halle 6, Stand K24) beispielsweise zwei Technologie-Studien für WirelessHART: ein Gateway und einen Wireless-Adapter, mit dem sich vorhandene HART-fähige Feldgeräte nachrüsten lassen. Die Prototypen mit IP66-Gehäuse können in Ex-Umgebungen eingesetzt werden. Endress+Hauser sieht lokale, drahtlose Sensornetzwerke als Ergänzung zu ihren GSM/GPRS-gestützten Fieldgates, die eine globale Fernabfrage von Sensordaten ermöglichen. Darüber hinaus erweitert ein Industrie-PDA (Field-Xpert) die Konfiguration von Feldgeräten über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Bluetooth) im Nahbereich. Endress+Hauser ist mit Sicherheit nicht der einzige Hersteller, der mit Prototypen sein Engagement für WirelessHART dokumentiert. Die Firma Yokogawa gehört jedoch nicht zu dieser Anbietergruppe: Der Leitsystem- und Feldgeräte-Lieferant beobachtet die Entwicklungen im Bereich drahtloser Sensor-Netzwerke und will entsprechende Produkte erst auf den Markt bringen, sobald eine internationale Norm (ISA100) verbindlich wird und die Zuverlässigkeit drahtloser Messtechnik sichergestellt ist. Auf den Anwendertreffen des Herstellers wurden bereits 2005 und 2006 funktionsfähige drahtlose Sensornetzwerke vorgestellt. Es liegt daher nicht an der fehlenden Technologie, sondern an einer fehlenden verbindlichen internationalen Norm, die eine Markteinführung aus Yokogawa-Sicht verhindert.

Eine Wireless-Physik für alle

Für die Standardisierung im Bereich Wireless ist die Arbeitsgruppe 3 der ISA SP100 (ISA: Instrument Society of America) zuständig, meist auch als ISA SP100.11a bezeichnet. Deren Mitglieder arbeiten an der Definition einer einzigen Wireless-Infrastruktur für die Prozessindustrie, die verschiedene Applikationsprotokolle gleichzeitig nutzen können, beispielsweise WirelessHART, aber auch Foundation-Fieldbus, Modbus, Profibus und andere. Ende Dezember 2007 hat die Arbeitsgruppe einen ersten Vorentwurf des Standards (Preliminary Draft) vorgelegt, zu dem insgesamt 320 Kommentare eingegangen sind. Diese sind in den ersten Norm-Entwurf (Draft Standard) eingeflossen, der Anfang April vorgelegt wird. Nach zwei weiteren Modifikationsläufen soll der Wireless-Standard Mitte Oktober verabschiedet sein.

Um die Kompatibilität der verschiedenen Kommunikationsprofile untereinander sicherzustellen, arbeiten die Fieldbus-Foundation (FF), HCF und die Profibus Nutzerorganisation seit Ende September 2007 im eigens dafür gegründeten Wireless-Cooperation-Team (WCT) zusammen. Ziel der Kooperation ist es, eine gemeinsame Schnittstelle zu einem Wireless-Gateway zu entwickeln. Die Grundlage dafür bilden die WirelessHART-Technologie sowie der Wireless-Standard der ISA.

Daher arbeiten die HCF und die ISASP100.11a auch an einer Lösung, die WirelessHART-Spezifikation in den ISA-Standard zu integrieren. Aus Zeitgründen soll das im ersten Schritt über eine Dual-Gateway-Architektur realisiert werden. Eine tiefergehende Integration wird mit dem zweiten Release angestrebt.

Die proprietären Lösungen

Die Firma Honeywell hat im Rahmen ihrer OneWireless-Strategie bereits die zweite Generation an Wireless-Geräten im Einsatz.

Während HCF, FF, PNO und ISA an einer gemeinsamen Lösung arbeiten, realisieren Hersteller wie Emerson und Honeywell mit ihren proprietären Wireless-Lösungen schon Applikationen. Honeywell ist bereits mit der zweiten Generation einer drahtlosen Netzwerklösung am Markt präsent. Die OneWireless-Lösung ist kompatibel zu den drahtlosen Transmittern der ersten Generation (Modellreihe XYR 5000), welche laut Honeywell in über 500 Industrie-Anlagen installiert wurden. XYR 6000, die aktuelle Sensor-Reihe, umfasst Korrosions-, Prozessdruck-Differenzdruck-, Analog- und Temperatur-Transmitter, die als Basis für eine Reihe von Pilot-Anlagen dienen. Die Nucor Steel Tuscaloosa in Alabama vernetzt über ein Wireless-Netzwerk mehrere Temperatur- und Drucksensoren, um die Effizienz verschiedener Prozesse zu verbessern: Über die Drucksensoren wird beispielsweise die Leistung des Luftfiltrationssystems erfasst – ein Indikator, den die Instandhalter nutzen, um Wartungsarbeiten bedarfsorientiert zu planen. Die Wireless-Infrastruktur von Honeywell unterstützt ebenso drahtgebundene Transmitter und mobile Geräte sowie WiFi- und Ethernet-Clients. Auch Anwendungen wie WirelessHART können implementiert werden.

Auf Basis seiner SmartWireless-Plattform hat das Unternehmen Emerson desgleichen eine Reihe von Applikationen vorzuweisen. Der Fokus der jüngsten Entwicklungen liegt auf einer einfacheren Integration der Wireless-Gateways in das Leitsystem DeltaV. Bislang erfolgte die Anbindung des Funk-Gateway über OPC oder Modbus. In der aktuellen Leitsystem-Version 10.3 werden die Gateways wie ein Netzwerk-Knoten in das Leitsystem eingebunden und damit vom Konfigurationstool (DeltaV-Explorer) automatisch erkannt und konfiguriert. Zudem leitet das Leitsystem die HART-Alarme direkt an den Gerätemanager des Asset-Management-Tools (AMS) weiter. Dadurch entfällt das zusätzliche Ethernet-Netzwerk für den Aufbau eines Gerätemanagement.

Auch Emerson steht hinter WirelessHART und hat als erster Hersteller seit Mitte März WirelessHART-Geräte in sein Produkt-Sortiment aufgenommen. Lieferbar sind die mit der aktuell verfügbaren Test-Spezifikation geprüften Geräte ab Sommer 2008.

Wireless – die Namur-Sichtweise

Dr. Norbert Kuschnerus, Dr. Wolfgang Morr