Engineering-Software Aktuell: Vier neue Engineering-Software-Entwicklungen

Redakteur: Gudrun Zehrer

In diesem aktuellen Themencluster stellen wir vier neue Entwicklungen zum Thema Engineering-Software vor: Toolplattform mit Domain-specific Scoping, digitalisierte Elektroplanung im Maschinen- und Anlagenbau, ein System, mit dem jeder Linux-Code im Automatisierungssystem verwendbar ist sowie ein System zur Umsetzung und Handhabung von Automatisierungsprojekten im Sondermaschinenbau.

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Komplexe Bibliothek-Sicht mit vielen Bausteine und Strukturen.
Komplexe Bibliothek-Sicht mit vielen Bausteine und Strukturen.
(Bild: Logicals)

Mit Domain-specific Scoping nur relevante Bausteine nutzen

Die Toolplattform Logi.CAD 3 von Logicals stellt einen transparenten Datenfluss bereit und erlaubt ein Datenmanagement, welches Entwickler- und Programmierteams lokal wie global unterstützt.

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Im Bereich der SPS-Programmierung hat z. B. das Bibliotheksmanagement einen wesentlichen Einfluss auf die Verweilzeit eines Projektes in der Programmierabteilung: Hier geht es um die effiziente und transparente Verwaltung der Bausteine, die Versionierung und Änderungsverfolgung bis hin zum Domain-specific Scoping. Beim Domain-specific Scoping innerhalb des Bibliotheksmanagements wird der Scope auf die Bausteine gelegt, welche für die Umsetzung der Programmlösung erforderlich sind (Technologie-Domäne). Damit wird der einzelne Nutzer nicht mehr mit allen Bausteinen einer applikationsübergreifenden Bibliothek konfrontiert, sondern nur mit den für ihn relevanten. Ferner kann dieser Auszug auch in einer reduzierten Entwicklungsumgebung wie Logi.Web genutzt werden, welche als browser-basierte Lösung ebenfalls eine fokussierte Funktionalität bereitstellt. Damit ist ein großer Teil so mancher Toolkomplexität zusätzlich verdeckt.

Mit der Engineering-Software Logi.CAD 3 können Steuerungsapplikationen für die Automatisierung unterschiedlichste Systeme nach der Industrienorm IEC 61131-3 programmiert werden – vom Mikrocontroller über vielfältige OEM-Plattformen bis zum Multi-Core Industrie-PC. Gemeinsam mit dem Laufzeitsystem Logi.RTS und auf der Basis unterschiedlichster Hardwaresysteme können Steuerungs-Plattformen (Custom PLC) umgesetzt werden.

Elektroplanung im Maschinen- und Anlagenbau digitalisiert

Mit Control Panel Design integriert Siemens Smart Infrastructure neue Elektroplanungsfunktionen in die Konfigurations- und Bestellsoftware TIA Selection Tool. Damit erfolgt die elektrische Vorplanung nun durchgängig digital. Elektroplaner können die Hauptelektrik einer Maschine normenkonform nach IEC und UL auslegen und dimensionieren. Mit dem TIA Selection Tool lassen sich sämtliche Komponenten für den industriellen Steuerschrank konfigurieren und auswählen. Durch die Integration der Control-Panel-Design-Funktionen lässt sich nun neben der Mechanik und Automatisierungstechnik auch die Elektrik auslegen – auf einer Datenbasis und innerhalb einer Plattform.

Control Panel Design im TIA Selection Tool soll die Aufgaben in der Elektroplanung vereinfachen und beschleunigen. Bei der Planung der Maschinenelektrik müssen lediglich die betreffenden Motordaten eingegeben werden. Davon ausgehend wird der Elektroplaner schrittweise anhand frei wählbarer und für die Ermittlung des Leitungsquerschnitts relevanter Parameter durch die Konfiguration geführt. Dazu gehören auch Verlegeart, Häufung oder Umgebungstemperaturen. Auf Knopfdruck werden ihm automatisch für den Motor passende Schutz- und Schaltkomponenten inklusive Zubehör sowie Leitungsquerschnitte und Kurzschlusswerte angezeigt. Unterstützt wird das komplette Siemens-Portfolio an Schalt- und Schutztechnik für den IEC- und UL-Markt.

Zudem wird der Hauptstromkreis der Maschine im Single-Line Diagramm dargestellt und lässt sich somit visuell planen. Nach Fertigstellung der Planung werden alle technischen Daten und die unter anderem für den Nachweis der Kurzschlussfestigkeit nach IEC 61439-1 notwendigen Berechnungsergebnisse in Form einer umfangreichen Dokumentation ausgegeben.

Jeden beliebigen Linux-Code im Automatisierungssystem verwenden

Das Enhanced Crossover Operating System (EXOS) ermöglicht es, jeden beliebigen Linux-Code im B&R-System zu verwenden. Dadurch erhalten Maschinenbauer nun mehr Freiheit bei der Erstellung von Automatisierungslösungen. Programmcode aus sämtlichen höheren Programmiersprachen wie C++, Python oder Java Script lässt sich in die Maschinenautomatisierung integrieren.

Mit der engen Anbindung von Linux an das B&R-Echtzeitbetriebssystem Automation Runtime können Softwareentwickler Programmcode in jeder beliebigen Programmierumgebung (IDE) entwickeln, kompilieren und debuggen. Mit EXOS lässt er sich anschließend einfach in die Maschinenapplikation integrieren und ausführen. Moderne Automatisierungslösungen im Sinne von Industrie 4.0 und dem Industrial IoT erreichen damit neue Freiheitsgrade. Zum Beispiel können mit EXOS Machine-Learning-Algorithmen direkt auf der Edge-Ebene ausgeführt werden. Dazu läuft ein Tensorflow-ML-Modell unter Linux auf einem Automation-PC und erhält Maschinendaten von der Maschinensteuerung über die EXOS-Schnittstelle. Maschinelles Lernen lässt sich so u.a. heranziehen, um die Wartung zu optimieren.

Entwicklungsingenieure erstellen den Linux-Code in den ihnen vertrauten Werkzeugen wie Eclipse oder Visual Studio. Anschließend wird der Linux-Code als EXOS-Paket ins B&R-System importiert. Dadurch kann Automation Studio als zentrales Engineering-Tool verwendet werden. Das Softwaremanagement und die Softwarediagnose sollen sich so einfacher und übersichtlicher gestalten. Zusätzliche Werkzeuge sind für die Inbetriebnahme nicht mehr notwendig.

IT-Funktionen in Linux lassen sich über etablierte OT-Abläufe und Werkzeuge verteilen und warten. Zum Beispiel ist im Service-Fall oder bei einem Hardware-Tausch die nötige Softwareinstallation ohne Expertenwissen möglich. Zudem bietet exOS umfangreiche Diagnosefunktionen für die Installation und Code-Ausführung. Das B&R-System zeichnet sämtliche Fehlermeldungen des Steuerungsbetriebssystems und Linux durchgängig auf und stellt sie dem Anwender zur Verfügung.

Umsetzung von Automatisierungsprojekten im Sondermaschinenbau

Mit der neuen Version des Nexeed Automation Softwaresystems Control Plus sowie des Assistenzsystems Virtual Assist von Bosch Connected Industry soll die Umsetzung und Handhabung von Automatisierungsprojekten jetzt auch im Sondermaschinenbau einfach werden. Entstanden ist eine Lösung, die sowohl Maschinenbauern als auch Maschinenbetreibern und -bedienern mehr Flexibilität bietet soll.

Die Automatisierungsplattform Nexeed Automation steht seit vielen Jahren für ein effizientes Baukasten-Engineering im Sondermaschinenbau: Mit dem auf dem SPS-Standard IEC 61131 basierenden Softwaresystem Control Plus und dessen Objektbibliothek lassen sich Softwareprojekte generieren und um prozessspezifische Abläufe und Funktionen ergänzen. Bei den Nutzertests für die neue Version von Control Plus lag der Fokus auf einer optimalen Anlagenbedienung und der nahtlosen Integration der Assistenzsysteme in die Nutzeroberfläche.

Ein Beispiel dafür ist die 3D-Maschinenvisualisierung: Im Unterschied zu herkömmlichen, textbasierten Alarmsystemen zeigt die Control Plus HMI mit dem Virtual Assist die Fehlerquelle direkt an. Maschinenbediener sehen aufgrund farblicher Kennzeichnung auf einen Blick, wo ein Fehler in der Maschine aufgetreten ist. Zudem bietet das Assistenzsystem die Möglichkeit, Maßnahmenlisten in einer Wissensdatenbank zu hinterlegen – damit Fehler schnell behoben werden können und neue oder fachfremde Mitarbeiter sich sofort zurechtfinden. Dabei ist das Virtual Assist Assistenzsystem nicht auf Control Plus beschränkt, sondern auch über Standardschnittstellen mit Steuerungen anderer Hersteller nutzbar.

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