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Mission Feldbus – 25 Jahre PROFIBUS & PROFINET International (PI)

erstellt am: 04.11.2015 | von: | Kategorie(n): Feldbus

Der langjährige PNO-Beirat Jürgen George im Interview über Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der Feldbustechnik

PROFIBULogo_PROFIBUS_PROFINETS & PROFINET International (PI) feiert 2015 seinen 25. Geburtstag. Von Anfang an dabei war Jürgen George von Pepperl+Fuchs. Über Jahrzehnte prägte er in verschiedensten Gremien, Ausschüssen und Arbeitsgruppen die Definition von Standards im Bereich Feldbustechnik mit. Anlässlich des Jubiläums von PI und seiner persönlichen Verabschiedung in den Ruhestand baten wir ihn zum Gespräch: Wo geht die Reise für die PI hin? Was bleibt ihm von seinem bewegten Berufsleben im Dienste der „Mission Feldbus“ in Erinnerung?

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Jürgen George prägte in verschiedensten Gremien, Ausschüssen und Arbeitsgruppen die Definition von Standards für die Feldbustechnik mit.

Herr George, PROFIBUS & PROFINET International (PI) wird 25 Jahre alt. Wenn Sie als „Mann der ersten Stunde“ sich einmal in der Zeit zurückversetzen – mit welcher Zielsetzung wurde PI gegründet und wie würden Sie die damalige Situation in der Automationslandschaft beschreiben?

Bereits in den 80er-Jahren gab es digitale Kommunikation für verschiedenste Anwendungen, z. B. zur Kopplung der Einheiten bei Steuerungen und Leitsystemen. Eine digitale Anbindung der Sensoren und Aktuatoren im Feld fehlte hingegen. HART setzte man überwiegend zur Konfiguration der Feldgeräte ein, aber weniger als Feldbus. Mit PROFIBUS wurde dann firmenübergreifend ein passendes Medium entwickelt. Für die Übertragungsphysik wählte man die bereits vorhandene RS-485-Schnittstelle, wodurch keine speziellen, integrierten Schaltkreise neu entwickelt werden mussten.

Vieles hat sich getan seitdem. Ungefähr 10 Millionen PROFINET- und 51 Millionen PROFIBUS-Feldgeräte waren 2014 weltweit installiert. Das sind überaus beeindruckende Zahlen. Wie erklären Sie sich den heutigen Erfolg dieser Standards?

Von vornherein standen Anwendungen im Industriebereich und im Speziellen der Fabrikautomatisierung im Vordergrund. Die Hürden für die Einführung digitaler Technologie sind hier niedriger als etwa in der Prozessautomation. PROFIBUS DP ist recht einfach zu implementieren und hat sich insbesondere im Bereich der speicherprogrammierbaren Steuerungen durchgesetzt. Praktisch jede SPS am Markt verfügt, zumindest als Option, über eine PROFIBUS-Kopplung und schon in der Hochschule lernen die künftigen Automatisierungstechniker den Umgang mit dieser Technik.

Können Sie diese langjährige Entwicklung herunterbrechen auf einige Meilensteine, die aus Ihrer Sicht wirklich Weichen gestellt haben?

Richtig Fahrt nahm die Feldbustechnologie in den frühen 90er-Jahren auf. Nachdem der PROFIBUS DP in der Fabrikautomation etabliert war, wurden die Voraussetzungen für den Einsatz von Feldbussystemen in der Prozessautomation erarbeitet. Man schuf ein allgemeines Anforderungsprofil und anschließend entwickelte und normte die physikalisch-technische Bundesanstalt mit der IEC-61158-2-Physik und dem FISCO, das heute Teil der IEC 60079 ist, die Voraussetzungen für die Speisung über den Bus und eine praktikable Variante der Eigensicherheit. Bis 1993 wurde dieser Ansatz international durch das Interoperable System Project „ISP“ verfolgt und nach dessen Auflösung durch die Fieldbus Foundation und PROFIBUS PA getrennt voneinander weitergeführt. Das PROFIBUS-Protokoll blieb dabei unverändert, aber die Übertragungsphysik war eine andere. Siemens und Pepperl+Fuchs produzierten zu dieser Zeit als einzige die Segmentkoppler, um Feldgeräte an den Bus anzubinden. Der Pepperl+Fuchs-Segmentkoppler zeichnete sich dadurch aus, quasi transparent zu sein und den direkten Blick auf die Feldgeräte ohne aufwendige Parametrierung zu ermöglichen.

Die Einführung der Feldbustechnologie in Branchen wie Chemie und Pharmazie war jedoch kein Selbstläufer. Die Anwender hatten für den explosionsgefährdeten Bereich die Schutzart Eigensicherheit gefordert, was natürlich eine Begrenzung der Speiseleistung und damit der Zahl der angeschlossenen Feldgeräte auf dem Segment nach sich zog. In enger Zusammenarbeit mit den deutschen Chemie- und Pharmafirmen erarbeitete Pepperl+Fuchs seinerzeit den Feldbus- und Remote-I/O-Systemvergleich „FuRIOS“. Basierend auf den Resultaten dieser Studie ist das heute weitbekannte High-Power-Trunk-Konzept entstanden. Bei diesem ist das Stammkabel in der Zündschutzart Erhöhte Sicherheit oder in einer vergleichbaren Variante ausgeführt. Über Feldbarrieren, die zugleich das Segment vor Gerätekurzschluss sicherten, wurden die Feldgeräte eigensicher und damit im Ex-Bereich manipulierbar angeschlossen. Diese Konzepte führten wiederum zur Entwicklung der FieldConnex-Feldbusinstallationstechnik. Erwähnenswert ist sicherlich auch die Entwicklung von Profisafe.

Für die erfolgreiche Zukunft hat PROFINET mit der Nutzung der Ethernet-Technologie und dem besonderen Fokus auf die Objektorientierung bereits die Weichen gestellt. Hier sind weitere Innovationen zu erwarten.

Bei der Definition von Standards sind sicher viele Aspekte wichtig und verschiedene Perspektiven zu beachten. Geben Sie uns einen kleinen Einblick in die Herausforderungen Ihrer Arbeit in den letzten 25 Jahren?

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Das Portfolio an Komponenten für die Feldbusinfrastruktur von Pepperl+Fuchs reicht von Stromversorgungen und Feldbusverteilern bis zu Feldbus-Abschlusswiderständen.

Für die Entwicklung der ersten Feldbussysteme war ein erhebliches Umdenken bei den Herstellern nötig. Da die Systeme offen sein sollten, musste die Normierung erfolgen, bevor die Produkte am Markt verkauft werden konnten. Unternehmen trugen also Entwicklungslasten, die ihnen nicht automatisch einen Vorsprung verschaffen würden, da letztlich ja auch die Wettbewerber von den Entwicklungsergebnissen profitieren würden. Dann kamen die nationalen Befindlichkeiten zum Tragen: Bereits 1986 war in Frankreich die Basis für einen Feldbus-Standard gelegt worden, woraus dann FIP und WorldFIP hervorging. Dieses wiederum ging in der Fieldbus Foundation auf. Parallel zu der Entwicklung in Frankreich schritt in Deutschland die Verbreitung von PROFIBUS voran.

Beide Gremien waren natürlich überzeugt, den jeweils besten Feldbus entwickelt zu haben und so zog sich aufgrund der unterschiedlichen Interessen die europäische Normung der Feldbussysteme in die Länge. Letztlich war es die in den USA entstehende Konkurrenz in Form von Modbus, die dafür sorgte, dass eine europäische Norm entstand. Damit war die sprichwörtliche Kuh aber noch nicht vom Eis. In der Prozessautomatisierung entwickelte sich trotz gemeinsamer Physik eine weltweite Polarisierung zwischen PROFIBUS und Fieldbus Foundation. Der Begriff „Feldbuskriege“ beschreibt sehr gut, mit welcher Hitzigkeit die Auseinandersetzung zwischen den Lagern geführt wurde. Diese Härte führte natürlich auch zu einer Verunsicherung der Anwender. Heute liefern fast alle der Konkurrenten auf Kundenwunsch beide Technologien. Ich würde von einem technologieorientierten Neben- und Miteinander sprechen. Ohnehin waren und sind beide Systeme ebenbürtig und gleichermaßen leistungsstark.

Wohin geht die Reise für die beiden Standards und auch die Organisation selbst? Was sind die langfristig beherrschenden Themen, mit denen man sich auseinandersetzen wird?

Obwohl sie die großen Stückzahlen in den Anwendungen darstellen, geraten die bewährten Technologien wie PROFIBUS DP und PA aber auch Foundation Fieldbus H1 etwas aus dem Fokus. Das Konzept von PROFINET geht über die reine Anwendung der Ethernet-Physik hinaus. Hier haben wir derzeit gute Steigerungsraten am Markt und es wird demnächst weitere Innovationen geben – etwa den Explosionsschutz für PROFINET. Verschiedene Firmen versuchen außerdem gerade, PROFINET-Feldgeräte in die Prozessautomation zu bringen. PROFINET und darunter die Feldbussysteme werden für Industrie 4.0 gebraucht, aber hier sind noch viel weiter reichende Technologien notwendig. Es geht nicht mehr um die reine Übertragung von Mess- und Regeldaten, die Maschinen selbst müssen z. B. wissen, wie die Geräte im Produktionsverbund beschaffen sind. Eine maschinenlesbare Syntax wie die von eCl@ss ist notwendig.

IO-Link ist relativ neu in der Fabrikautomatisierung, etabliert sich aber sehr erfolgreich und ist als feldbusneutrale Technologie auch ein Zeichen für die neue Denke in der „Feldbusnachkriegszeit“. Um eine zusätzliche Organisation zu vermeiden, wird diese von der PROFIBUS-Nutzerorganisation zur Verfügung gestellt. Auch Interbus wird von der PNO gepflegt, AS-Interface ist integriert. Technologie adaptieren statt Konkurrenz zu fördern ist die politische Ausrichtung der PNO. Die organisatorischen Voraussetzungen wurden hierfür schon vor Jahren geschaffen.

In 25 Jahren gab es sicherlich auch zahlreiche nicht ganz alltägliche Ereignisse. Welche Momente sind Ihnen auf persönlicher Ebene besonders in Erinnerung geblieben?

1997 holten mich ABB und Siemens als Gründungsmitglied in die PROFIBUS-PA-Firmenrunde, damals angedacht als ein loses Arbeitsteam, das die Entwicklung des PROFIBUS PA steuerte. Ganze zwölf Jahre dauerte meine Teilnahme in diesem freien und nicht formell in die PNO eingebundenen Arbeitsteam an (lacht). Bereits 1996 war ich in die PNO Working Group „Eigensicherer Feldbus“ gekommen. Unser Inbetriebnahme-Leitfaden PROFIBUS PA wurde erst dieser Tage zugunsten neuerer Dokumentation abgelöst. 2005 wurde ich auf der Hannover Messe Industrie zum ersten Mal in den Beirat der PNO gewählt und im Laufe der Jahre zweimal im Amt bestätigt. Die Arbeit mit den unterschiedlichen Beiratskollegen war immer sehr konstruktiv, fair, angenehm und bleibt mir sicherlich in guter Erinnerung.

In meiner Schreibtischschublade findet sich übrigens noch die Anstecknadel „10 Years PROFIBUS – Your Future Is Us“. Das Jubiläum wurde damals auf der Interkarma in Düsseldorf mit einem Festakt gefeiert. Stargast war Heinz Riesenhuber, der ehemalige Bundesminister für Forschung und Technologie, auch heute noch bekannt für sein Markenzeichen, die farbenfrohen Fliegen (lacht). Dass er – im Gegensatz zu seinen Vorrednern aus der Industrie – bei seinem Vortrag das Podium verließ und inmitten des Publikums sprach, war damals noch eine kleine Sensation. Aus diesen zehn Jahren sind jetzt 25 geworden. Diese Anekdote zeigt uns doch, wie sehr sich unsere gesamte Kultur seitdem gewandelt hat und wie langlebig gleichzeitig derartige Technologieentwicklungen sind. Das Schöne ist, dass wir auch nach all den Jahren immer noch genügend Raum für Wachstum und Verbesserung haben und sich bei der Erarbeitung von gemeinsamen Standards zur Interoperabilität eine Kooperationsbereitschaft zwischen den Unternehmen entwickelt hat, in der dieses Wachstum überhaupt erst möglich ist.

Herr George, wir danken Ihnen, dass Sie sich Zeit für das Interview genommen haben und wünschen Ihnen nur das Beste für den wohlverdienten Ruhestand!

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