Wissenschaftlicher Newsticker November 2015
Generische Modellierung von Kommunikationssystemen mit AutomationML
Im Rahmen des am IAF bearbeiteten GecKo Projektes konnten die ersten Forschungsergebnisse der Fachwelt vorgestellt werden. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung ein neuartiges Vorgehensmodells und eines entsprechenden Softwarewerkzeuges, um die protokoll-, technologie- und architekturübergreifende Planung, Konfiguration und Dokumentation von beliebigen industriellen Kommunikationsnetzwerken zu unterstützen bzw. zu ermöglichen. Insbesondere klein- und mittelständische Unternehmen werden so in die Lage versetzt, den wachsenden Ansprüchen ihrer Kunden nach Individualisierung zu begegnen. Wichtigster Baustein ist dabei die Nutzung von AutomationML zur generischen Modellierung von Kommunikationssystemen, die eine automatische Weiterverarbeitung der erstellten Modelle zu Gerätekonfigurationsanleitungen oder Installationsanleitungen ermöglicht und die nun beispielhaft auf dem jährlichen Kongress der Open Device Vendors Association (ODVA) vorgestellt wurde
Bild 1: Betrachtungsgegenstände der Kommunikationssystemmodellierung mit AutomationML
In Produktionssystemen wie in Energieerzeugungs- und -übertragungssystemen bilden Kommunikationssysteme das Rückgrat des Informationsaustauschs zwischen den Automatisierungsgeräten. Die Kommunikationssysteme müssen bei der Planung der Produktionssysteme auf den Bedarf des Nachrichtenaustauschs abgestimmt werden, um die wesentlichen Zielsetzungen der Zusicherung des Datenaustauschs und einer effizienten Nutzung der Kommunikationstechnologie zu erreichen.
Nachteilig ist die momentan nicht einheitliche Behandlung der Planungsdaten. Gründe hierfür sind Einflüsse der herstellerspezifischen Engineeringwerkzeuge bzw. auch Unterschiede der betrachteten industriellen Kommunikationssysteme. Dem Problem hat sich in 2013 der AutomationML e.V. angenommen und mit dem „AutomationML Whitepaper Part 5 Communication“ ein Dokument vorgelegt, das die Nutzung von AutomationML zur generischen Modellierung von Kommunikationssystemen beschreibt.
Die entwickelte Methode zur Abbildung der Planungsdaten basiert auf der Betrachtung der logischen und physikalischen Topologie des industriellen Kommunikationssystems und der daran angeschlossenen Geräte. Im Ergebnis wurde eine Bibliothek von kommunikationsspezifischen Rollen spezifiziert, die alle notwendigen semantischen Objekte für die Beschreibung von Kommunikationssystemen enthält. Sie beinhaltet Rollen, die für physikalische Netzwerke, physikalische Geräte und physikalische Verbindungen sowie für logische Netzwerke, logische Geräte und logische Verbindungen sowie die in diesen ausgetauschten Kommunikationsdaten die entsprechenden Semantiken bereitstellen.
Im Rahmen des GecKo Projektes wird nun die AutomationML basierte Kommunikationssystemmodellierung gemeinsam mit den Projektpartnern iPLON und Dehof in ein Softwarewerkzeug und ein für dieses Softwarewerkzeug angepasstes Vorgehensmodells zum modellbasierten protokollunabhängigen Entwurf von Kommunikationsnetzwerken, zur automatischen Generierung von Implementierungs- und Konfigurationsanweisungen und zur technologieunabhängigen erweiterbaren Konfigurationsunterstützung von Kommunikationsgeräten integriert.
Bild 2: Generelle Architektur des GecKo Softwarewerkzeuges
Hierbei entstehen neben einem umfassenden Software-Prototypen auch weitreichende AutomationML Bibliotheken, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle und -technologien abbilden können. Hier wird das IAF nicht nur die üblichen Industrieprotokolle der Fabrikautomation sondern auch Protokolle des Energiesektors mit berücksichtigen.
Ansprechpartner: apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Arndt Lüder