„Die größten Herausforderungen auf dem Weg zu Industrie 4.0 liegen zwischen der Automatisierungs- und der IT-Welt“, erläutert Peter Brügger, Geschäftsführer von iniNet Solutions. „Zwei Welten treffen also aufeinander – und dieses Problem gilt es zu lösen.“ Mit seiner neuen Hardware- und Software-Architektur will das Unternehmen die beiden Welten zu einer produktiven Einheit zusammenführen.

Um Redundanzen zu vermeiden, müssen die Produktionsprozesse laut Peter Brügger ausschließlich auf der Automatisierungsebene programmiert werden: „Die Leitebene legt fest, welche Aufträge bearbeitet und welche Produkte gefertigt werden sollen. Sie erteilt auch die Anforderungen an Produktionsmittel, Produktionszeiten, Stücklisten, Testprotokolle und vieles mehr. Dies bedeutet auch, dass die Leitebene festlegt, was produziert werden soll – wie es aber produziert werden soll, bestimmt die Maschine.“

Auf der Produktionsebene wird deshalb ein möglichst objektorientierter Ansatz verfolgt, im Sinne einer Orientierung an der Maschine als mechatronische Einheit. „Die jeweiligen Produktions- und Steuerungseinheiten holen sich also die Aufträge von der Leitebene, kommunizieren mit den für die Produktfertigung nötigen Subsystemen, allozieren diese und liefern ihnen den Link auf die Vorgaben aus der Leitebene“, führt Peter Brügger aus. Der Materialbedarf und -verbrauch wird an ein Logistiksystem gemeldet und der Produktionsstatus zurück an die Leitebene. Jedes Objekt beschäftigt sich ausschließlich mit seiner eigenen Aufgabe. „Das bedeutet, dass zu jeder Steuerung nicht nur die I/O-Ebene für die klassische Automatisierung programmiert wird, sondern auch die Kommunikationsebene für die Einbindung in das Industrie-4.0-Netzwerk des Unternehmens.“ Für jedes dann gefertigte Produkt wird möglichst ‚klassisch‘ in IEC 61131 auf der I/O-Ebene der Automatisierungssysteme programmiert.

Die Basis für den Aufbau der Steuerungseinheit bildet die SCADA-Software ‚SpiderControl SCADA Server‘, die für diverse Betriebssysteme verfügbar ist. Wenn der SCADA-Server in der SPS integriert ist, kann er direkt mit der lokalen SPS-Applikation oder mit abgesetzten Automatisierungskomponenten kommunizieren. In den SCADA-Server ist das Programmier-Tool ‚SpiderPLC‘ eingebunden, das eine Programmierung mit Funktionsplan nach IEC 61131 über den Browser ermöglicht. Das Besondere daran: „Die Funktionsbausteine führen nicht nur einfache Logik aus, sondern können zusätzlich Funktionen aus externen Skripten der wichtigsten aktuellen Hochsprachen aufrufen, unter anderem JavaScript, also NodeJS und NodeRED, PHP, Python sowie .NET“, sagt Peter Brügger. Hierzu wird zusätzlich eine Runtime für die Ausführung der benötigten Script-Sprachen in der SPS installiert. Die Runtime wird im Hintergrund gestartet und wartet darauf, dass sie eine Anfrage für die Ausführung einer Funktion aus SpiderPLC empfängt.

Damit wird es möglich, den SPS-Code direkt mit den Daten und Funktionen aus der Leitebene zu verknüpfen. Zur Anbindung an die IT-Ebene können die Informatiker den Code zur Kommunikation mit deren Applikationen in der Hochsprache ihrer Wahl zur Verfügung stellen. Dieser Code wird über einen Funktionsbaustein gekapselt und in die Automatisierung eingebunden.

„Auf Basis der SpiderPLC/SCADA-Infrastruktur lassen sich gängige Abläufe also leicht umsetzen“, folgert Peter Brügger. „Der entscheidende Vorteil besteht darin, dass die Programmierung von Industrie-4.0-Anwendungen problemlos mit dem eigenen Stammpersonal möglich ist.“ Das klassische Problem des Grabens zwischen Automatisierungsebene und IT werde ebenfalls elegant gelöst, weil beide Seiten in ihren technischen Domänen bleiben könnten: „Die IT liefert alle relevanten Schnittstellen in einer für sie bekannten Programmiersprache. Die Automatisierungsebene verwendet diese als Funktionsbaustein in einer Funktionsplanprogrammierung, die über das SCADA und seine Treiber Zugriff auf alle Automatisierungskomponenten hat.“