Auch die Hersteller von Industrie-PCs haben das Jahr 2009 nicht ungeschoren überstanden.

Die Marktstellung der gängigen Industrial- Ethernet-Protokolle bezogen auf den Umsatz mit entsprechenden Komponenten unterhalb der Steuerungsebene in einer Größenordnung zwischen 500 und 600 Mio. Euro. Nach wie vor auf Platz 1: Modbus TCP/IP.

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Doch während beispielsweise die Anbieter von Speicherprogrammierbaren Steuerungen im Vergleich zum Jahr 2008 im Schnitt über 25 % ihres Umsatzes einbüßten - im Bereich Antriebstechnik lagen die Verluste teilweise sogar bei 30 und 40 % - kam die IPC-Branche mit etwa minus 19 % noch vergleichsweise glimpflich davon.

In den nächsten Jahren wird der weltweite IPC-Markt - ausgehend von einem Umsatz von rund 1,8 Mrd. Euro in 2009 - voraussichtlich mit 8 bis 9 % pro Jahr wachsen. Generell hat sich der Markt für Industrie-PCs in den letzten Jahren meist besser entwickelt als der SPS-Markt und dabei viele neue Wettbewerber aus Taiwan und China auf den Plan gerufen; aber auch klassische Automatisierungsund Steuerungsanbieter haben in diesem Segment eine Vielzahl neuer Produkte auf den Markt gebracht.

Neben IPC-Spezialisten wie Noax oder Stahl HMI sind hier eine Reihe von breiter aufgestellten Automatisierungsanbietern vertreten wie zum Beispiel B&R, Beckhoff und Phoenix Contact, aber auch Marktgrößen wie Siemens und Rockwell Automation. Ebenso vielfältig wie die Anbieterstruktur sind die Anforderungen der Anwender an die IPC-Technologie: Auf der einen Seite ist - unter anderem begünstigt durch den stetigen Preisverfall - in diesem Markt klarer Trend hin zu mehr CPULeistung und mehr RAM zu beobachten. Für viele Anbieter ist ein mehr an Leistung anscheinend ein klares Muss.

Die Anwender sehen dies allerdings oft anders: Eine geringe CPU-Leistung mit rund 800 MHz reicht meist komplett aus, um nicht nur Logik-, sondern auch Motionund Visualisierungsaufgaben zu meistern. Dies ändert jedoch nichts daran, dass tendenziell der Datenhunger in der Fabrik stetig zunimmt. Gab es zum Beispiel früher zwei bis fünf Messstellen in einer aseptischen Abfüllanlage, gibt es heute bis zu 40. Das erfordert stärkere Rechenleistungen, eine höhere Bandbreite bei hoher Geschwindigkeit und die Fähigkeit zur Datenspeicherung und -analyse.

Klein, kleiner, Atom

Kurzum: Neben der Tendenz „Größe" zu zeigen, gibt es einen klaren Trend, kleinere Leistungsklassen anzubieten. Die Grundlage für kleine dezidierte Industrie- PCs bietet oft der Atom-Prozessor von Intel. Diese Entwicklung ermöglicht vor allem neue Form-Faktoren und ist ein wesentlicher Treiber auf dem Gebiet der Embedded-Industrie-PCs. Diese lösen zwar teilweise die SPS ab; in den meisten Fällen stehen sie jedoch nicht im direkten Wettbewerb.

Der Atom-Prozessor bietet Rechenleistung von 800 MHz bis 2 GHz, und das bei geringer Abwärme. Die Rechenleistung ist gerade für Panel-PCs gut geeignet, da viele ARM-Chips nur über verhältnismäßig schwache Grafikleistungen verfügen. Speziell für lüfterlose Embedded-IPCs, die sich nicht nur in der Industrie, sondern auch im Umfeld der Gebäudeautomatisierung ideal einsetzen lassen, kann die Atom-Technologie einen Quantensprung bedeuten.

Die Adaption erfolgt gegenwärtig vor allem durch PC-Spezialisten und kleinere Anbieter, die durch den Atom schnell und kostengünstig Anwendungen umsetzen können. Der größte IPC-Anbieter, Siemens, nutzt allerdings die Möglichkeiten, mit einem eigenen Design des Motherboards genau abgestimmte Hardware zu bauen, um so mit geringerer Prozessorleistung gleiche Performance zu erzielen.

Die Hardware ist das Eine - die darauf laufende Software das Andere: In den vergangenen Jahren feierte Windows einen Siegeszug ausgehend von den Büros bis in die Fabrik. Microsoft-Technologie wird in den Fabriken heute auf breiter Front eingesetzt und ermöglicht den Betreibern ein gewohntes Bedienumfeld. Für Visualisierungssoftware war Windows XP lange das am schnellsten wachsende Betriebssystem - im Jahr 2008 kam es für rund 60 % der Visualisierungssoftware zum Einsatz. Windows Vista hingegen entwickelte sich in der Fabrik zum Ladenhüter. Originalton eines IPC-Anbieters: „Wir bieten Vista an, aber keiner kauft es."

Microsoft selbst wendet sich bereits Applikationen mit kleinem Footprint zu und plant unter anderem, die Kollaborationsplattform Sharepoint und andere Software für das Maschinenlevel abzuspecken. Doch Microsoft ist sich auch einer Sache bewusst - selbst wenn die Software komplexen Aufgaben (Visualisierung, Logik, Motion, Kollaboration etc.) schon lange gewachsen ist, so ist sie doch auf eine solide und leistungsfähige Hardware angewiesen.

Die Netzwerk-Landschaft

Zwar können Hutschienen-PCs - egal ob von Beckhoff, B&R oder Siemens - auch IO-Module direkt über einen (herstellerspezifischen) Bus ansteuern; das „Heimspiel" der Industrie-PCs ist jedoch Ethernet. Über die vergangenen Jahre zeigten nahezu alle Industrial-Ethernet-Protokolle ein rasantes Wachstum.

Wenn auch Modbus TCP derzeit immer noch das verbreitetste System ist - die höchsten Wachstumsraten weisen Ethercat, Ethernet Powerlink und vor allem Profinet auf. Was die installierte Basis betrifft, kann Profinet heute rund 2,1 Mio. Knoten vorweisen. Die Ethercat Technology Group (ETG) meldete jüngst, dass ihr „Verein" mittlerweile knapp 1200 Mitglieder zählt und bereits 900 Implementierungskits verkauft hat - 880 davon allerdings durch Beckhoff selbst. Auch die Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG) arbeitet weiter an ihrer Wachstumsstrategie und stellte auf der Hannover Messe openSafety vor; eine Lösung, die bis dato Sicherheitsanwendungen über die Protokolle Powerlink, Ethernet/IP, Sercos und Modbus ermöglicht.

Weitere Protokolle sollen folgen, da openSafety grundsätzlich busunabhängig ist. In dem Maße, wie die Migration des Industrial-Ethernet in die E/A-Ebene andauert, wird der Markt für Industrie-PCs hiervon profitieren. Allerdings, so David Humphrey, Director of Research der ARC Advisory Group: „Die Utopie eines einzelnen Netzwerks in der Fabrik und die damit verbundenen Vorteile überstrahlt oft die Tatsache, dass traditionelle Netzwerke vielfach unschlagbare Preisvorteile bei der Installation bieten."

Die Qual der Wahl

Sicherlich gibt es viele Bereiche, in denen die klassische SPS mittlerweile Konkurrenz durch den IPC bekommen hat - in vielen Belangen sind die Leistungs-Charakteristika beider Steuerungsarten allerdings noch sehr unterschiedlich. Die SPS besticht durch ihre Schnelligkeit, Wiederholbarkeit und Wartungsfreundlichkeit. Ein IPC plus Soft- Steuerung bietet eine flexible, offene Plattform und einen direkt Datenaustausch mit artenreichen PC-Anwendungen, wie Visualisierungssoftware, Datenbanken und MES-Software.

Vor diesem Hintergrund hat sich vor etwa zehn Jahren aus der klassischen SPS der so genannte „Programmable Automation Controller" (PAC) entwickelt - eine Steuerungsplattform, die neben der Logiksteuerung andere Aufgaben wie Motion-Control, Betriebsdatenerfassung oder Visualisierung in sich vereint. Der PAC-Vorteil ist vor allem der einfache Datenaustausch zwischen Anwendungen. Der IPC mit Windows als Standard- Plattform stellt letztlich den idealen PAC dar.

Mit ihm verwischen letztlich die Grenzen zwischen IPC und SPS. Letztendlich hat die Evolution der SPS zum Programmable Automation Controller wohl auch ihr Aussterben verhindert. Und während Industrie-PCs bei der Bewertung vor allem durch ihre Flexibilität und die Möglichkeiten einer durchgängigen Vernetzung punkten, hat die SPS in puncto Robustheit und wenn es um die längere Ersatzteilversorgung geht, immer noch die Nase vorn. Zwar bieten gerade Firmen aus der Automatisierungswelt für ihre Industrie- PCs langen Support an; vor allem asiatische Firmen können diesen oft jedoch nicht gewährleisten.

Und sogar Firmen wie Microsoft und Chip-Lieferanten wie Intel haben bedeutend kürzere Produktlebenszyklen als die typischen Produkte im Maschinenund Anlagenbau. Nachholbedarf existiert zudem im Bereich der fehlersicheren PCs, die als Sicherheitssteuerung verwendbar sind. Hier gibt es derzeit nur wenige Hersteller, die diese Nachfrage bedienen. Einer davon ist die Firma Siemens, deren Soft-SPS „Simatic WinAC RTX F" sicherheitsrelevante Steuerungsaufgaben bis SIL3 ermöglicht.

Insgesamt lässt sich also festhalten, dass die geschilderten Entwicklungen sicher dazu führen werden, dass einige vormalige SPS-Aufgaben mehr und mehr von Industrie- PCs erledigt werden. Allerdings erlebt die klassische SPS derzeit selbst eine Evolution und ist damit zumindest mittelfristig nicht vom Aussterben bedroht.

Autor: Florian Güldner ist Analyst bei der ARC Advisory Group.