Ver­ein­fach­tes Engi­nee­ring, mehr Fle­xi­bi­li­tät mit her­stel­ler­un­ab­hän­gi­ger Automatisierung

Grund­le­gen­de gesell­schaft­li­che Ent­wick­lun­gen fin­den ihren Nie­der­schlag immer auch in Anfor­de­run­gen an die Indus­trie. Die Pro­zess­in­dus­trie ist da kei­ne Aus­nah­me. Aktu­ell dies­be­züg­lich von größ­ter Bedeu­tung sind sicher­lich die um sich grei­fen­de Digi­ta­li­sie­rung, die neue Wett­be­wer­ber und Geschäfts­mo­del­le auf den Plan ruft, sowie die dro­hen­de Kli­ma­kri­se. Wer im schar­fen inter­na­tio­na­len Wett­be­werb bestehen will, der kommt um die Poten­zia­le der Digi­ta­li­sie­rung bezie­hungs­wei­se das The­ma Indus­trie 4.0 nicht her­um. Schließ­lich bedeu­ten hohe Aus­fall­si­cher­heit, ver­ein­fach­tes Engi­nee­ring und mehr Fle­xi­bi­li­tät enor­me öko­no­mi­sche Vor­tei­le. Beim Kli­ma­schutz ist es zudem der Gesetz­ge­ber auf natio­na­ler und euro­päi­scher Ebe­ne, der immer stren­ge­re Vor­ga­ben nach der Maxi­me der Nach­hal­tig­keit beschließt. Vor­ga­ben, die natür­lich auch in der Pro­zess­in­dus­trie zu beach­ten sind.
 
Digi­ta­li­sie­rung ist die Antwort
In den Griff zu bekom­men sind die genann­ten Her­aus­for­de­run­gen mit den Mit­teln der Digi­ta­li­sie­rung. Denn wer aus öko­no­mi­schen Grün­den ver­netzt, digi­tal gestützt über­wacht oder vor­aus­schau­end war­tet, bei dem pro­fi­tie­ren nicht nur die Mar­gen. Die spar­sa­me und nach­hal­ti­ge Nut­zung von Res­sour­cen ver­bes­sert auch die Nach­hal­tig­keits­bi­lanz sei­nes Unternehmens.
In der betrieb­li­chen Rea­li­tät stel­len sich der kon­se­quen­ten Digi­ta­li­sie­rung aber immer wie­der Hin­der­nis­se in den Weg. Zu nen­nen sind hier zuvor­derst pro­prie­tä­re Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­te­me und Insel­lö­sun­gen, die die prak­ti­sche Umset­zung wirk­lich fle­xi­bler, effi­zi­en­ter und aus­fall­si­che­rer Anla­gen erschwe­ren und sogar ver­hin­dern. Was ist also zu tun?

Auto­ma­ti­sie­rung auf neu­em Niveau
Die Auto­ma­ti­sie­rung einer pro­zess­tech­ni­schen Anla­ge ist eine anspruchs­vol­le Auf­ga­be, bei der unter­schied­lichs­te Anwen­dun­gen und Anla­gen­be­stand­tei­le auto­ma­ti­siert und feh­ler­frei inein­an­der­grei­fen müs­sen. Beson­ders kom­pli­ziert wird es, kom­men Steue­run­gen ver­schie­de­ner Her­stel­ler oder unter­schied­li­cher Genera­tio­nen zum Ein­satz. Ohne tie­fes Fach­wis­sen sind Pro­ble­me bei Ver­än­de­run­gen an einer Maschi­ne in sol­chen Fäl­len vor­pro­gram­miert. Und fle­xi­bel ist ein der­ar­ti­ger Umbau ganz sicher nicht. Ähn­lich hoch ist der Auf­wand, steht die Migra­ti­on auf eine neue Steue­rungs­ge­nera­ti­on an. An die­sen Bei­spie­len zeigt sich, dass ehe­mals nütz­li­che Auto­ma­ti­sie­rungs­lo­gi­ken und Stan­dards heu­te über­holt sind. Mit ihnen ist eine Annä­he­rung von OT und IT nicht machbar.
Ent­spre­chend laut ist mitt­ler­wei­le die For­de­rung nach hard­ware­un­ab­hän­gi­ger Auto­ma­ti­sie­rung mit­hil­fe von Soft­ware­ap­pli­ka­tio­nen. Tech-Kon­zern Schnei­der Electric hat dies erkannt, die Her­aus­for­de­rung früh­zei­tig ange­nom­men und mit dem Eco­S­tru­xu­re Auto­ma­ti­on Expert schon 2020 das welt­weit ers­te soft­ware­zen­trier­te, indus­tri­el­le Auto­ma­ti­sie­rungs­sys­tem auf Basis der Norm IEC 61499 vorgestellt.

Ergeb­nis­se lie­fern, Inno­va­ti­ons­kräf­te freisetzen
Die Norm IEC 61499 stellt die Auto­ma­ti­sie­rung auf eine neue Basis, mit der zahl­rei­che für das Engi­nee­ring einer Indus­trie­an­la­ge zuvor not­wen­di­ge Arbeits­schrit­te ent­fal­len. Ein Bei­spiel ist die auf­wän­di­ge Kon­fi­gu­ra­ti­on der Kom­mu­ni­ka­ti­ons­schnitt­stel­len zwi­schen mecha­tro­ni­schen Kom­po­nen­ten, die nun auto­ma­tisch durch den Eco­S­tru­xu­re Auto­ma­ti­on Expert erfolgt.
IEC 61499 führt zu einem kom­plet­ten Wech­sel der Per­spek­ti­ve. Ent­wick­lung und Betrieb auto­ma­ti­sier­ter Anwen­dun­gen haben sich nicht mehr an Hard­ware-Gege­ben­hei­ten zu ori­en­tie­ren. Sie wer­den rein soft­ware­sei­tig rea­li­siert. Und dies im Ide­al­fall schon dann, ehe auch nur ein rea­les Stück Hard­ware ins Spiel kommt. Mög­lich wird dies über in die IEC 61499 imple­men­tier­te und vor­ge­fer­tig­te Funk­ti­ons­bau­stei­ne, etwa für eine Pum­p­an­wen­dung, die sich im Eco­S­tru­xu­re Auto­ma­ti­on Expert rein gra­fisch mit­ein­an­der ver­bin­den las­sen. Ist dies erfolgt, geben auto­ma­ti­sche Plau­si­bi­li­tätschecks sowie intel­li­gen­te Simu­la­tio­nen sofort Aus­kunft dar­über, ob und wie eine Anla­ge im rea­len Betrieb bei­spiels­wei­se unter Effi­zi­enz­aspek­ten funk­tio­nie­ren wür­de. Ein­mal erstell­te Appli­ka­tio­nen las­sen sich gemäß IEC 61499 danach frei und her­stel­ler­un­ab­hän­gig auf ande­re Anwen­dungs­kom­po­nen­ten ver­tei­len, sei­en es Fre­quenz­um­rich­ter oder ein IPC. Die beschrie­be­ne Arbeits­wei­se beschleu­nigt nicht nur das Engi­nee­ring kom­ple­xer Anla­gen und Sys­te­me. Mit der Hard­ware­un­ab­hän­gig­keit stei­gen auch die Frei­hei­ten bei deren Entwicklung.
 
IT-Logi­ken für die Auto­ma­ti­sie­rung
Ana­log zur IT-Welt ermög­licht IEC 61499 für die Auto­ma­ti­sie­rung von Maschi­nen die Nut­zung event­ba­sier­ter Model­le. Deren Bedeu­tung wird klar, hält man sich vor Augen, dass etwa 80 Pro­zent der Aktio­nen, die durch den Code einer zykli­schen SPS ver­an­lasst wer­den, kei­ne Echt­zeit benö­ti­gen, son­dern event­ba­siert erfol­gen. Der Eco­S­tru­xu­re Auto­ma­ti­on Expert berück­sich­tigt dies nach dem Mot­to „Right Time“ statt „Real Time“ als neue Maxi­me. Pro­gram­me wer­den nicht zyklisch abge­ar­bei­tet, bestimm­te Auf­ga­ben lau­fen erst dann ab, wenn vor­her defi­nier­te Maschi­nen­er­eig­nis­se den Start­schuss dazu gege­ben haben. Tech­nisch funk­tio­niert dies über zusätz­li­che Ein- und Aus­gän­ge für Events, die die Daten­schnitt­stel­len der Soft­warebau­stei­ne ergänzen.
 
Plug-and-Play in der Auto­ma­ti­sie­rung
Mög­lich wird mit IEC 61499 auch das aus der IT bekann­te Plug-and-Play. In heu­ti­gen hete­ro­ge­nen Sys­tem­land­schaf­ten Uto­pie, wird es bei offe­ner Auto­ma­ti­sie­rung geleb­ter All­tag. Kommt neue Hard­ware zum Ein­satz, lässt sich bereits erstell­te Soft­ware ganz ein­fach dafür nut­zen und die Kom­mu­ni­ka­ti­on mit ande­ren Anla­gen­kom­po­nen­ten wird auto­ma­tisch gene­riert. Egal ob Umbau oder Erwei­te­rung, die Anla­ge ist in kür­zes­ter Zeit wie­der betriebs­be­reit, da die zeit­auf­wän­dig zu pro­gram­mie­ren­de Quer­kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen den Steue­run­gen entfällt.
 
 
Fazit
Die her­stel­ler­un­ab­hän­gi­ge Auto­ma­ti­sie­rung reißt ent­schei­den­de Hemm­nis­se ein, die der durch­gän­gi­gen IoT-Ver­net­zung bis­lang im Wege stan­den und macht Pro­zes­se nach­hal­ti­ger und fle­xi­bler. Ohne gro­ße pro­phe­ti­sche Gabe lässt sich daher der Erfolg des Ansat­zes aus der IT-Welt auch für den Bereich der OT pro­gnos­ti­zie­ren. Damit beginnt eine Ent­wick­lung, die ver­schie­de­ne wei­te­re Kon­se­quen­zen nach sich zieht. So hat IEC 61499 auch für die erfor­der­li­chen Qua­li­fi­ka­tio­nen benö­tig­ter Fach­kräf­te ihre Bedeu­tung. Da mit ihr IT-Logi­ken für die Auto­ma­ti­sie­rung wich­ti­ger wer­den, wird die Bran­che auch für IT-Fach­kräf­te und ihr Know-how attrak­ti­ver. Wei­ter­hin lässt sich eine Maschi­ne mit dem Eco­S­tru­xu­re Auto­ma­ti­on Expert nicht nur pla­nen und pro­gram­mie­ren. Die Soft­ware­um­ge­bung unter­stützt auch deren zen­tra­le Über­wa­chung und War­tung. Gene­rell pro­fi­tie­ren intel­li­gen­te Ser­vices ganz all­ge­mein von der dar­aus resul­tie­ren­de Daten­trans­pa­renz. Und all dies im Ein­klang mit gesell­schaft­lich drän­gen­den Fra­gen. Für eine Pro­zess­in­dus­trie, die gleich­zei­tig ren­ta­bel, fle­xi­bel und nach­hal­tig ist.
 
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