IDA ist für alle da

AUTOMATISIERUNGSSTANDARD - Ethernet TCP-IP ist im Begriff, die Automatisierungstechnik zu erobern. Zum Durchbruch dürfte es kommen, sobald die Ebenen definiert sind, die zwischen der Anwendung, zum Beispiel einer Steuerung, und der Schicht 4 des ISO/OSI Modells liegen. Dies wird häufig mit dem Begriff Layer 7 etwas verkürzt dargestellt, doch es geht um weit mehr. IDA (Interface for Distributed Automation) als Standard hat für die Anwender den Vorteil, dass die lang ersehnte Offenheit endlich Realität wird. Damit kann jeder Hersteller seine Geräte IDA-kompatibel gestalten.

05. April 2001
Bild 1: IDA ist für alle da
Bild 1: IDA ist für alle da

Phoenix Contact, Jetter, Sick, Kuka und Lenze machen sich gemeinsam für einen Automatisierungsstandard stark. Dabei geht es um die Definition einer einheitlichen und offenen Schnittstelle für die Automatisierungstechnik, also um die fehlenden Schichten zwischen Ethernet TCP/IP und der Anwendung. Der Ausgangspunkt für die Entwicklung eines Kommunikationsstandards auf Basis Ethernet TCP/IP ist die für Hersteller und Anwender äußerst unbefriedigende Situation bestehender Steuerungsstrukturen. Insbesondere die im Bereich der Feldbusse vorherrschende verwirrende Vielfalt und deren konzeptionelle Einschränkungen bringen für beide Seiten einen viel zu hohen Aufwand mit sich. Der Kommunikationsweg durch die Hierarchien der Automatisierungspyramide verhindert den freien Datenfluss durch allzu viele Technologiebrüche. Um einen für die gesamte Branche offenen Standard zu erreichen, müssen sich neben der Netzwerkphysik auch die Strukturen ändern: von der dezentralen Steuerungstechnik mit ihrer Vernetzungspyramide hin zur hierarchielosen verteilten Intelligenz.

Verteilte Intelligenz versus dezentrale Steuerungstechnik

Die Verteilte Intelligenz nutzt die Vorteile der dezentralen Steuerungstechnik - in erster Linie den geringeren Verdrahtungsaufwand. Umgekehrt entfallen die Nachteile der dezentralen Steuerungstechnik. Über ein schnelles Netzwerk in harter Echtzeit kommunizieren die Netzteilnehmer mit einem netzweiten Datenpool und verteilten Programmen für die gesamte Anlage. Die einzelnen Programmteile werden unabhängig von den darin verwendeten Funktionen auf beliebige Netzteilnehmer verteilt. Ein Programmteil in einem bestimmten Gerät kann also sowohl Funktionen beinhalten, die sich physikalisch in demselben befinden, als auch Funktionen beliebiger anderer Netzteilnehmer. Der Aufwand für die Programmierung der Datenkommunikation zwischen den Systemen, wie er bei der dezentralen Steuerungstechnik notwendig ist, entfällt. Physikalische Basis für diese neuen Strukturen ist Ethernet TCP/IP.

Bei IDA geht es nicht um die Schaf-fung eines weiteren Feldbusstandards zusätzlich zu den bereits als weltweite Norm existierenden acht Feldbussen.

Mit IDA wird die Netzwerkpyramide der Automatisierungstechnik niedergerissen, und deren Nachteile in Sachen Aufwand und Kosten eliminiert. IDA setzt auf Ethernet TCP/IP auf, dem Quasi-Standard aus der IT-Welt. Ethernet ist nicht eine von einem einzelnen Hersteller getriebene Technologie, wie dies bisher in der Automatisierungtechnik der Fall war. IDA ist eine für jeden offene Lösung auf der Basis neuer, hierarchieloser Strukturen.

Es gibt kaum einen Begriff in der Automatisierungstechnik, der so überbeansprucht wird wie der Begriff der Offenheit. Dem Verständnis der IDA-Gruppe liegt diesbezüglich die Vorgehensweise im Bereich des Internet und der Open Source Software zu Grunde. Offen im Sinne von IDA heißt:

- IDA ist nicht Eigentum eines einzelnen Herstellers,

- Alle Spezifikationen werden in ihrer Gesamtheit frei im Internet veröffentlicht,

- Es gibt keine patentrechtlichen Eigentümer,

- Es wird Source-Code zur vereinfachten Implementierung in eigene Geräte zur Verfügung gestellt.

Damit hat jeder Hersteller die Möglichkeit, seine Geräte IDA-kompatibel zu gestalten. Mehr als zwanzig Unternehmen haben sich bereits diesem Standard angeschlossen, viele weitere sind konkret interessiert.

Auch die Firma Microsoft hat bereits ihre volle Unterstützung für IDA zugesichert.

(Martin Buchwitz)

IDA wiegt mehr als Layer

Bei IDA handelt es sich nicht um den viel diskutierten fehlenden Layer 7 von Ethernet TCP/IP in der Automatisierungstechnik. IDA schließt diesen ein, geht aber weit darüber hinaus, definiert alle fehlenden Kommunikationsschichten zwischen der Schicht 4 (TCP, UDP) und der eigentlichen Anwendung. In der Definition von IDA sind somit alle notwendigen Protokolle, Dienste und Schnittstellen enthalten, die für einen echten Standard in der Automatisierungstechnik notwendig sind. IDA heißt in der Praxis:

Der Aufwand für Projektierung und Programmierung der Kommunikationsbeziehungen ist stark vereinfacht,

Der Programmierer kann sich vollständig auf den Prozess konzentrieren,

Einsatz von Produkten unterschiedlichster Hersteller durch die Offenheit von IDA,

Maximale Skalierbarkeit durch die Verteilung der Intelligenzen,

Geringer Aufwand bei Erweiterungen durch einfachen Funktions- und Datenzugriff,

Bessere Wartbarkeit, da Zugriff auf das Gesamtsystem nicht ortsgebunden,

Die Programmierung anlagenübergreifender Funktionalitäten ist stark vereinfacht (Anlage starten/stoppen, Hochfahren der Anlage, Herunterfahren der Anlage, anlagenübergreifende Bedienerführung und Visualisierung).

Von IDA profitieren sowohl Hersteller als auch Anwender. Hersteller müssen bei der Implementierung lediglich die im Programmier-Interface (API) beinhalteten Definitionen berücksichtigen. Alles was unterhalb des API liegt (Middleware, Layer 7) ist transparent. Eine Netzwerkphysik, ein einheitlicher Standard von der Software bis hin zu den Geräten und deren Kommunikation - das macht das Leben des Anwenders um ein Vielfaches einfacher. Er kann Geräte unterschiedlicher Hersteller, programmiert mit unterschiedlicher Software einsetzen - und diese verstehen sich.

Pioniere setzen Standard

Auf der factory automation 2000 wurden die Weichen in Richtung Zukunft gestellt. Eine solche Weichenstellung verspricht IDA (Interface for Distributed Automation). Mit IDA schaffen die Verbundpartner Jetter, Kuka, Sick, Phoenix Contact und Lenze die Basis- Plattform zur Nutzung der IT-Technologien in der Automatisierungstechnik, und damit die praktische Basis für den vieldiskutierten Paradigmenwechsel.

Jetter, Kuka, Sick, Phoenix Contact und Lenze haben sich zum Ziel gesetzt, mit IDA (Interface for Distributed Automation) ein Standardinterface auf Basis von Ethernet TCP/IP für verteilte Automatisierungslösungen zu schaffen“, erklärte Roland Bent von Phoenix Contact auf der factory automation in Hannover. „Angst, dass unsere Wettbewerber in diese Initiative eingebunden werden, haben wir keine“, sagte Heinrich Munz von Kuka Roboter. Im Gegenteil: Dieser Standard wird nach der Realisierung allen interessierten Unternehmen frei zur Nutzung zur Verfügung gestellt. Martin Jetter ergänzt die Zielformulierung: „Diese Automatisierungsanbieter haben nicht nur das Ziel, interoperabel zu werden. Sie unterstützen vielmehr aktiv die Schaffung eines Standards, der weit über die »klassische« Schicht 7 hinausgeht.“ Mit IDA entsteht ein Standard, der einen Paradigmenwechsel in der Automatisierungstechnik herbeiführen wird. Dieser Standard wird den Gesetzmäßigkeiten und Standards der IT-Welt folgen. Dazu gehört vor allem auch Offenheit, eine schnelle Umsetzung, eine breite Verfügbarkeit und ein schnelles Time-to-market. Um dies zu erreichen, will die Gruppe gemeinsam aktiv die fehlenden beziehungsweise undefinierten Schichten entwickeln und offenlegen.

„IDA stellt eine Suite von Softwaremodulen und Application Programming Interface (API) zur Verfügung, die eine Verteilung der Intelligenz bis auf Feldgeräteebene in heterogenen Automatisierungslösungen ermöglicht“, beschreibt Roland Brend.

Erschienen in Ausgabe: 03/2000