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Offene Standards sind notwendig

Lang sieht dies etwas anders: „Entscheidend ist die Frage, ob und wie einfach sich Steuerungen in vernetzte Umgebungen und Industrie-4.0-Anwendungen einfügen: Dazu sind offene Standards und herstellerübergreifend normierte Schnittstellen zwingend notwendig. Industrie 4.0 bedeutet das Ende proprietärer Systeme, weil Vernetzung Offenheit verlangt. IPC als Teil der Steuerungslösung bieten hier mehr Reserven für den ständig anwachsenden Aufgabenumfang der Steuerung.“ Über die Abarbeitung der NC-Sätze hinaus müsse die Be- und Entladung gesteuert und zunehmend auch Maschinen-, Prozess- und Produktionsdaten erfasst und ausgewertet werden, zum Beispiel für Condition Monitoring. Darüber hinaus steige der vertikale Datenaustausch mit übergeordneten Systemen deutlich an, was höhere Rechenleistungen erfordere.

Dem stimmt Wöhner zu: „Auch hier wird sichtbar, dass sich komplexere Maschinen ebenfalls von IPC-basierten Steuerungen realisieren lassen. Zumindest werden die etablierten Hersteller diesen Druck mittlerweile spüren.“

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Mit fortschreitender Digitalisierung zur weiteren Verbesserung der Produktivität und Verfügbarkeit wird es laut Bock zunehmend darauf ankommen, verschiedenste Systeme zu vernetzen, weitere Funktionen zu integrieren, etwa die Steuerung eines Roboters oder Handlinggerätes oder eine maschinennahe Intelligenz: „Die physikalische Welt wird ergänzt werden durch virtuelle Abbilder und Cloud-Plattformen, die zusätzliche Möglichkeiten für neuartiges Geschäft schaffen. Diese Anforderungen benötigen eine leistungsfähige, skalierbare Systemarchitektur. Ebenso wie der Aufwand für eine immer bessere Kundenschnittstelle, also Usability, um die immer komplexeren Funktionen der Software für den Anwender einfach handelbar zu machen.“

Varianz auf Hardwareseite wir minimiert

Mit der zunehmenden Leistungsfähigkeit der Prozessoren wird laut Dipl.-Ing. Holger Meyer, Head of Marketing der Business Unit Control Systems bei Phoenix Contact Electronics, die Steuerungshardware immer stärker Mittel zum Zweck, weshalb die Differenzierung verstärkt innerhalb der Firmware stattfinde: „Durch die zunehmende Leistungsfähigkeit der Prozessoren sind zudem nicht mehr viele Varianten innerhalb einer Plattform oder unterschiedliche Plattformen notwendig. Die Differenzierung kann somit über nachladbare Funktionen innerhalb einer Hardwareplattform vorgenommen werden, was die Varianz auf der Hardwareseite minimiert und die Stückzahl erhöht. Dafür muss die Firmware diese Flexibilität entsprechend unterstützen, aber auch die Verkaufssysteme müssen lernen, Firmware-Komponenten im Nachhinein zu lizenzieren.“

Dabei spiele der Sicherheitsaspekt eine entscheidende Rolle, damit es keine offenen Hintertüren für Angriffe gebe. „Allerdings gilt immer noch die Berücksichtigung der funktionalen Anforderungen, der technischen Möglichkeiten und der langen Kompatibilität respektive sehr hohen Produktlebenszyklen. Hier muss ein Optimum gefunden werden, denn neue Prozessoren kommen stetig schneller auf den Markt, haben jedoch einen immer geringeren Lebenszyklus“, gibt Meyer zu bedenken.

„Steuerungsplattformen sind für Maschinenhersteller wichtig, um die Leistung ihrer Maschinen wirtschaftlich zu skalieren“, sagt der technische Leiter von Bosch-Rexroth. Sei eine Steuerungshardware ausreichend fein abgestuft, ermögliche dies den Maschinenherstellern genau die Leistung auszuwählen, die sie für ihre Anwendung benötigen. „Wichtig ist dabei, dass sie bei allen Hardwarevarianten die gleichen normierten Programmiersprachen und Engineeringtools nutzen können. Damit schützen sie ihre Investitionen in die Software“, ergänzt Lang.

Industrie 4.0 bringt Trend zur Software

Die Bedeutung der Software wird durch Industrie 4.0 noch weit mehr zunehmen, als das bislang schon geschehen ist. Hier sind sich alle Fachleute einig. Der Technologieleiter von Siemens glaubt aber, dass man die Software nicht mehr nur in der klassischen Form haben wird: „Neuartige Modelle wie sie sich im Consumer-Bereich schon etabliert haben, werden dazukommen. Damit wird gleichzeitig die Lösung von Security-Themen bei offenen Systemen eine entscheidende Rolle spielen. Nur so kann ein sicherer Betrieb mit allen Vorteilen eines vernetzten Systems sichergestellt werden.“

„Schon seit vielen Jahren werden früher mechanisch ausgeführte Funktionen zunehmend in die Software verlagert“, ergänzt Lang. Industrie 4.0 werde diesen Trend noch beschleunigen. „Ein Ziel für die industrielle Fertigung ist die Umrüstung auf neue Produkte mit einem Mausklick. Auch vorausschauende Wartung erfordert entsprechende Softwarefunktionen. Automatisierungshersteller sind hier gefordert, Standardfunktionen bereits vorzudefinieren und Engineeringtools zur Verfügung zu stellen, die Routineaufgaben bei der Programmierung automatisieren. Eine immer größere Rolle spielen übrigens Hochsprachen in der Automatisierung. Auf jeden Programmierer mit SPS-Kenntnissen kommen bestimmt hundert, die C-Sprachen oder Java beherrschen.“

Software wird immer wichtiger

Auch für Meyer steht fest: „Die Software wird immer wichtiger, denn über sie kann die Varianz der Hardware klar verringert werden. Die Firmware-Konzepte müssen dem aber Rechnung tragen und diese Flexibilität mit sich bringen.“ Gerade bei der klassischen Steuerungstechnik reiche es nicht mehr, dass der Programmierer seine Programme lediglich in IEC 61131 schreiben kann. Der Trend gehe hier ungebrochen in Richtung Hochsprachenprogrammierung, weil die SPS neben ihrer klassischen Arbeit weitere Aspekte erfüllen soll.

„Und in diesem Umfeld dominieren die IT-Protokolle und neuerdings das Thema Cloud“, fährt Meyer fort. „Die SPS kann nämlich frühzeitig als IT-Gateway oder für das Fog Computing genutzt werden. Das heißt, die Steuerungsplattform muss in der Lage sein, auf der Firmware-Ebene funktionale Erweiterungen auch für den Anwender zulassen zu können, um ein Maximum an Flexibilität zu erreichen.“ Dies könne auch der Grund sein, weshalb immer weniger Maschinenhersteller auf selbstentwickelte Elektronik, sondern auf leistungsfähige Seriengeräte setzen, die die neuen Techniken integrieren können und außerdem eine „Weiterentwicklung“ mit den zukünftigen Trends sicherstellen.

Bitte lesen Sie dazu auch den Beitrag:

Von der SPS bis zur Sicherheitssteuerung

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Redakteur, MM MaschinenMarkt