(FDT; ) ist ein herstellerübergreifendes Konzept in der Automatisierungstechnik, welches die Parametrierung von Feldgeräten verschiedener Hersteller mit nur einem Programm ermöglicht.

FDT Einführung FDT ist eine Spezifikation für eine Software-Schnittstelle. Diese Software-Schnittstelle beschreibt den Datenaustausch zwischen einer Anwendung und Software-Komponenten für Feldgeräte. FDT ist als internationale Norm IEC 62453 und ISA103 standardisiert.

FDT wird sowohl in prozesstechnischen Anlagen als auch in der Fabrikautomation eingesetzt. Das Konzept unterstützt sowohl einfache Feldgeräte (mit wenigen Parametern) als auch komplexe Geräte (mit vielen Parametern und Modulen).

Um für den Anwender die Vielfalt der Gerätebedienwerkzeuge gering zu halten, verfolgt FDT das wesentliche Ziel, verschiedene Gerätesoftware (DTMs) in einer gemeinsamen Rahmenanwendung () zusammenzuführen. Von dieser zentralen Rahmenanwendung aus kann auf die verschiedenen Feldgeräte zugegriffen werden und mit den entsprechenden DTMs die Konfiguration erfolgen.

Das FDT-Konzept lässt sich in anschaulicher Form mit einem Drucker und dem dazugehörigen Gerätetreiber mit integrierter grafischer Benutzeroberfläche erklären. Letztere erscheint in beliebigen Office Anwendungen immer in der gleichen Weise und mit gleicher Funktionalität. Bei FDT stellt der Hersteller für das Feldgerät einen Gerätetreiber (DTM) zur Verfügung, der den Zugriff auf das Gerät von beliebigen FDT-Anwendungen über eine grafische Oberfläche erlaubt. Dies ermöglicht es den Anwendern, auf alle vom DTM zur Verfügung gestellten Gerätefunktionen zuzugreifen und ihre Geräte zu konfigurieren, zu bedienen und zu warten.

FDT unterstützt eine große Anzahl von Kommunikationsprotokollen sowie die Kommunikation über geschachtelte Netzwerkprotokolle ().

Mit Hilfe der standardisierten Schnittstelle zwischen DTMs und Rahmenanwendung können die DTMs in verschiedensten Rahmenanwendungen systemunabhängig eingesetzt werden.

Warum ist eine standardisierte Geräteintegration wichtig?

Die Geräteintegration ist seit Jahren ein viel diskutiertes Thema. Die intelligenten Feldgeräte von heute liefern neben den Prozessdaten immer mehr Informationen und Funktionen. Für die Anwender entscheidend: Eine standardisierte Systemumgebung zur zentralen Verwaltung, Inbetriebnahme, Konfiguration und Wartung aller Feldgeräte. Ein entsprechender Standard muss unabhängig von Hersteller und Kommunikationsprotokoll sein, damit für die jeweilige Anwendung das beste Gerät gewählt werden kann. Zudem muss die Lösung einen nahtlosen Datenaustausch zwischen Feldgeräten und übergeordnetem Automatisierungssystem sicherstellen. Um den Betreibern einen langfristigen Investitionsschutz gewährleisten zu können, kommt nur eine offene Technologie wie FDT in Frage. Nicht zuletzt ebnet FDT den Weg zu einheitlichen Gerätetreibern. Für jedes Gerät wird zur Integration in bestehende FDT-Systeme nur ein einziger DTM benötigt. Die universelle Einsatzmöglichkeit senkt also auch die Entwicklungskosten für die Hersteller.

Dies ist möglich, da die FDT Spezifikation Interoperabilität sicherstellt. Das bedeutet, dass jeder DTM unabhängig vom Hersteller in jeder FDT-Rahmenapplikation eingesetzt werden kann. Die FDT-Technologie erfordert keine spezifischen Anpassungen der Feldgeräte, wie etwa Firmware oder Hardware, sondern lediglich eine Kommunikationsschnittstelle zum Gerät und ist damit universell einsetzbar.

Die FDT Technologie bildet das vom Gerät unterstützte Kommunikationsprotokoll sowie die Geräteeigenschaften vollständig auf dem PC ab. Somit ist ein DTM auch ohne Gerät – offline – in der Lage, Parametrierung und Konfiguration durchzuführen und zu einem späteren Zeitpunkt auf das Gerät zu übertragen. FDT ist nicht nur für Neuanlagen geeignet, sondern auch für die nachträgliche Einführung in bestehende Anlagen – ohne in die installierten Geräte eingreifen zu müssen. Die Anwender können einfach ihr vorhandenes Netzwerk nutzen. Für die vorhandenen Geräte müssen lediglich DTMs und natürlich eine FDT-Rahmenapplikation installiert werden.

Aktueller Stand der Technik

Mit der neuen Spezifikation FDT2 stellt die FDT Group die Umsetzung aktueller Anwenderanforderungen sicher. Durch die Abwärtskompatibilität ist die Nutzung aller FDT 1.2.x DTMs weiterhin möglich und so der Investitionsschutz über den Lebenszyklus einer Anlage gewährleistet. Die Abwärtskompatibilität wird sichergestellt, indem FDT-Rahmenapplikationen sowohl FDT 1.2.x, als auch FDT2 unterstützen und die Transformation der Kommunikation zwischen den Komponenten unterschiedlicher Versionen übernehmen. Die .NET-Technologien als Basis machen die FDT-Technologie unabhängiger von der Hardware und unterschiedlichen Windows-Betriebssystemen. Zudem eröffnen sie durch die Möglichkeit des Einsatzes von WPF (Windows Presentation Foundation) den Weg zu neuen Gestaltungsmöglichkeiten der graphischen Bedieneroberflächen (GUIs), wie z. B. eine Fingerbedienung, wie sie die Anwender aus dem privaten Bereich von Smartphones oder Tablet-PCs gewohnt sind bzw. generell die Anwendung von modernem UI-Design.

DTMs und FDT-Rahmenapplikationen werden insbesondere durch die Einführung sogenannter Common Components optimiert. Die gemeinsamen Kernkomponenten erhöhen die Stabilität der Anwendung und verbessern das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten. Die Interoperabilität wird sichergestellt, da faktisch die Spezifikation nur einmal in zwei Komponenten implementiert wurde, welche intensiv getestet und von der FDT Group zertifiziert wurden. Außerdem erlauben sie eine konsistente Entwicklung der Standard-Softwarekomponenten. Dadurch wird die Markteinführung zertifizierter FDT-Produkte beschleunigt, und die Kosten für die Gerätehersteller reduziert. Durch strengere Vorgaben für die Zertifizierung und wiederkehrende Herstellertests (Interoperabilitätstests, bei denen sich Hersteller von DTMs und Frames treffen und ihre Komponenten wechselseitig testen.) konnte die Interoperabilität von FDT deutlich verbessert werden.

Parallel dazu erfolgen die Arbeiten zur Unterstützung weiterer standardisierter Kommunikationsprotokolle in FDT. Aktuell sind in Annexes (ergänzende Dokumente zum Standard) beschrieben: Profibus DP, Profibus PA, Hart, Foundation Fieldbus H1/HSE, Interbus, Profinet, Modbus TCP/RTU/ASCII, Ethernet/IP, Ethercat, Devicenet, Controlnet, IO-Link, AS-Interface, Canopen, SercosIII, CC-Link und ISA100; weitere Protokollbeschreibungen folgen. Ein Annex beschreibt, wie die protokollspezifische Kommunikation auf dem Feldbus softwareseitig im DTM abgebildet werden muss, damit DTMs unterschiedlicher Hersteller interagieren können.

Durchgängiger Gerätezugriff

FDT bietet dem Anwender viele Vorteile. Ihre Vorzüge kann die Technologie insbesondere in Anlagen ausspielen, in denen auf den unterschiedlichen Ebenen der Automatisierungspyramide unterschiedlichste Typen von Feldgeräten und Kommunikationsprotokollen, meist von diversen Herstellern, zum Einsatz kommen.

Je größer die Vielfalt der eingesetzten Gerätetypen, desto schwieriger und zeitintensiver gestaltet sich im Anlagenalltag die Konfiguration. Der Aufwand ist dann besonders hoch, wenn die Hersteller mit proprietären Parametrier- und Konfigurationstools arbeiten, die nicht standardisiert sind. Um einen Datenaustausch zwischen diesen Werkzeugen und den Engineering-Systemen der Steuerungen zu ermöglichen, ist häufig eine Datenkonvertierung notwendig, die spezielles Know-how erfordert. So werden konsistente Daten, Dokumentation und Konfigurationen für die Anwender zu einer wahren Sisyphusarbeit. Anders bei Tools wie FDT, die sich nahtlos in die Systemtools des Automatisierungssystems einfügen. So kann z. B. die Konfiguration des zyklischen Datenverkehrs der Steuerung integriert durchgeführt werden. Die universelle Technologie erlaubt über alle Ebenen der Automatisierungspyramide hinweg und unabhängig vom verwendeten Kommunikationsnetzwerk eine durchgängige Geräte- und Systemintegration.

Die Vorteile auf einen Blick Planung, Inbetriebnahme, Diagnose und Wartung mit direktem Zugriff auf sämtliche Feldgeräte von einem zentralen Arbeitsplatz aus Durchgängiger Zugriff auf die Geräte, unabhängig von den gegebenen Netzwerkstrukturen und Kommunikationsprotokollen, sowohl von zentraler als auch dezentraler Stelle Austausch von gemeinsamen Daten zwischen Systemtools (Engineering- oder Plant Asset Management -System (PAM)) und bzw. gerätespezifischen Bedienoberflächen Zentrale Datenverwaltung und -sicherheit sowie Verwaltung von Mehrplatz-Systemen Möglichkeit zum Einsatz in Systemtools (z. B. Engineeringtool, Leitsystem), als auch Stand-Alone-Konfigurations-Tools im Werkstatt- und Wartungsbereich

Was FDT alles kann

FDT unterstützt jedoch weit mehr als nur die Konfiguration oder Parametrierung von Geräten. Jede Phase des Lebenszyklus einer Anlage erfordert spezifische Funktionen, die FDT den Anwendern zur Verfügung stellt.

Offline Engineering

FDT ermöglicht bereits in der Planungsphase ein Offline-Engineering ohne Geräte. Hierzu gibt man die Parametrierdaten der Geräte in den zugehörigen DTM ein und speichert sie in der Projektdatei der FDT-Rahmenapplikation. Nach erfolgter Installation der Geräte werden die Daten dann einfach heruntergeladen. Dies verkürzt die Inbetriebnahmezeit einer Anlage deutlich.

Netzwerk-Scan

FDT-Rahmenapplikationen können am Bus angeschlossene Feldgeräte automatisch erkennen. Diese Scan-Funktion erlaubt eine automatische Generierung bzw. Überprüfung der Systemtopologie. Darüber hinaus liefert der Netzwerk-Scan auch die Feldbusadressen der identifizierten Geräte. Die FDT-Projekte von existierenden Anlagen-Topologien können so automatisch durch Scanning und Daten-Upload aus den Feldgeräten erzeugt werden.

Topologie-Import/Export

FDT definiert eine Methode zum Austausch von Topologie-Informationen zwischen FDT-Rahmenapplikationen. In der Export-Information enthalten sind auch applikationsspezifische Daten aus den jeweiligen DTMs. Diese Funktion kann beispielsweise dazu genutzt werden, um historische Datensätze von DTM-Instanzen zu archivieren. Durch wechselseitigen Export / Import von Projekten, können diese zwischen unterschiedlichen Rahmenanwendungen, ohne weitere Konvertierung ausgetauscht werden.

Audit Trail (Prozess- und Gerätehistorie)

Durch Audit-Trail lassen sich Bedienereingriffe zurückverfolgen. Eine Art Logbuch dokumentiert, wer wann welche Änderungen vorgenommen hat – eine essentielle Funktion bei der Anlagenvalidierung.

Konsistente Datenhaltung

FDT-Rahmenapplikationen stellen eine Datenbank für die konsistente Datenhaltung aller Geräte einer Anlage in einer einzigen Projektdatei zur Verfügung. Alle Projektdaten können zentral gesichert (Backup) und wiederhergestellt (Restore) werden.

Benutzermanagement

FDT spezifiziert ein einheitliches Benutzermanagement mit individuellen Zugriffsrechten für festgelegte Benutzer oder Benutzergruppen: Beobachter, Bediener, Wartungs- und Planungs-Ingenieure und Administratoren. Dies stellt sicher, dass bestimmte Funktionen des DTMs oder der FDT-Rahmenapplikation nur autorisierten Nutzern zugänglich sind. Sensible Funktionen und Daten können so geschützt und für bestimmte Bedienungen unnötige Daten verborgen werden.

Anlagendokumentation

Für die Dokumentation einer Anlage werden alle Parameter und „Typenschildinformationen“ der installierten Geräte benötigt. Eine einheitliche Schnittstelle gewährleistet, dass diese Daten elektronisch abgerufen und für die gewünschte Art der Dokumentation aufbereitet bzw. ausgegeben werden können. Typisch ist die Möglichkeit zum Ausdruck (auch als PDF) der Geräte-Informationen in einheitlichen Vorlagen.

Diagnosen und Online-Werte

Der DTM erlaubt den Online-Zugriff während der Laufzeit der Anlage und zeigt Diagnose-, Zustandsüberwachungs- oder Messwerte des Gerätes oder des Prozesses an.

Anwendungen über den gesamten Lebenszyklus