Keine Zukunftsmusik: Bereits heute gibt es Automatisierungsplattformen, über die sich unterschiedliche Prozessoren miteinander verbinden lassen und die einen automatischen Austausch der Daten zwischen den Komponenten erlauben.

© Mitsubishi Electric

Die freie Austauschbarkeit von Programmen verschiedener Anbieter ist allerdings noch nicht gegeben. Selbst Pro­grammiersysteme, die an die Hardware unterschiedlicher Anbieter angepasst sind, lassen es nicht zu, die einmal erstellten Programme, Funktionsbausteine oder Bibliotheken ohne zumindest kleinere Anpassungen zu übernehmen. Bei Motion-Controllern gestaltet sich dieses Vorhaben noch komplizierter. Zwar bieten die spe­ziell für diesen Zweck entwickelten PLCopen-Funktionsbausteine schon jetzt eine offene Schnittstelle an; es besteht jedoch weiterhin erheblicher Bedarf an einer gesteigerten Austauschbarkeit von Programmen in der zukünftigen Automatisierungswelt. Denn nur so sind eine optimale Nutzung unterschiedlicher Programme und der einwandfreie Zugriff auf spezielle Herstellerfunktionen realisierbar.

Durch die junge Generation von Ingenieuren und Facharbeitern wird der Trend von der Kontaktplan-Programmierung hin zu den moderneren SPS-Sprachen wie „Strukturierter Text“ (ST) deutlich beschleunigt. Auch die Hochsprachenprogrammierung in C, C++ und C# ist in der Automatisierungswelt zunehmend verbreitet. Objektorientierte Programmierung, komplexe Datenstrukturen und deren Arrays sind heute für SPS-Programmierer und Wartungspersonal kein „Teufelswerk“ mehr. Die Argumente für den früher so beliebten und besonders leicht verständlichen „Spaghetti-Code“, unter anderem die einfachere Handhabung durch die Service-Mitarbeiter, sind damit hinfällig.

Ein weiteres Thema, wenn es um die Zukunftsfähigkeit der SPS geht, ist der Aspekt der Aufgabenverteilung nach freier Kapazität. Jede Steuerung in einer Automatisierungslösung verfügt über eine bestimmte Speicherkapazität. Bei der Wahl oder Erweiterung des Automatisierungsprogramms ist folglich darauf zu achten, dass es den verfügbaren Speicherplatz auf der vorgesehenen SPS, NC-Steuerung oder dem Motion Controller nicht sprengt.

Viele Anbieter unterstützen bereits beim Erstellen eines Objekts im Visualisierungsprogramm die gleichzeitige Einbindung des Programms und der dazugehörenden Daten in die SPS. Teilweise werden auch die Verdrahtungspläne im CAD erzeugt sowie Simulations- und Testverfahren erstellt, ausgeführt und dokumentiert. Dabei gilt jedoch: Je mehr Softwarepakete im Einsatz sind, desto mehr Speicherplatz ist erforderlich.

Das Quality-Gate-Konzept des VDMA zeigt auf, dass es in erster Linie wichtig ist, den Integrationsprozess von der Spezifikation bis zur Realisierung struk­turiert und durchgängig zu halten, um eine intelligente Lösung nach IEC 61499 zu schaffen.

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Den Anwender interessiert allerdings nicht die Einzelleistung oder Speicherkapazität der Komponenten – was zählt ist die Gesamtleistung des Systems. Oder anders ausgedrückt: Wichtig ist, dass die Maschine die Produktionsaufgaben einwandfrei erledigt. Automatisierungsanbieter liefern daher schon jetzt immer seltener einzelne Kom­ponenten wie SPS, Umrichter oder Motion-Controller, sondern mehr und mehr auf die jeweiligen Anforderungen der Applikation hin entwickelten Lösungen. Dabei müssen die in der Anlage verbauten Prozessoren verschiedenste Aufgaben je nach verfügbarem Speicherplatz flexibel übernehmen können. Das gilt auch für die SPS.

In Zukunft wird der Maschinen- oder Anlagenbauer ein Problem einfach via Software spezifizieren und eine Lösung parametrisieren beziehungsweise Funktionsbausteine mithilfe der IEC-Norm 61131 programmieren können. Auf welchem Prozessor die Aufgabe ausgeführt wird – ob in einer SPS, einem Motion-Controller, einem Roboter oder einem Umrichter – spielt für ihn hierbei zunächst keine Rolle. Diese Entscheidung trifft vielmehr die zunehmend intelligente Automatisierungsumgebung selbstständig nach freier Kapazität und unabhängig von der Aufgabenart. Dabei kommunizieren alle relevanten Komponenten – von der redundanten Hochleistungssteuerung bis hin zum Sensor – nach dem Prinzip der verteilten Intelligenz in Echtzeit miteinander. Wichtig ist, dass dieser Integrationsprozess von der Spezifikation bis zur Realisierung strukturiert und durchgängig ist. Um die Einheitlichkeit sicherzustellen, ist es ratsam, alle Schritte inklusive Simulation und Dokumentation mit einer Software zu erledigen.

Bleibt noch das Thema Kommunikation: Die klassische SPS unterstützt die Kommunikation in Echtzeit. Ein Windows-basiertes System zeichnet sich zwar durch hohe Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit aus, ist aber per se kein Echtzeit-Betriebssystem. Außerdem ist die SPS vergleichsweise sicher, denn sie verfügt über einen wesentlich höheren Schutz vor unerlaubten Zugriffen von außen. Zudem kann sie unterschiedliche Aufgaben ausführen. Diese Flexibilität gewinnt insbesondere hinsichtlich der Umsetzung strategischer Standards wie IEC 61499 mehr und mehr an Bedeutung.

Welcher Systemtyp setzt sich nun langfristig durch: SPS- oder IPC-basierte Systeme? Die wahrscheinliche Antwort: Beide Systeme bestehen weiterhin und kommen je nach Anforderung zum Einsatz. Das heißt: In einer Kombination aus intelligenten Systemen übernimmt die SPS insbesondere solche Abläufe, die besonders gesichert werden müssen. Allerdings wird sie hierbei flexibler eingesetzt und nicht mehr – wie bislang üblich – nur einige wenige klassische Aufgaben ausführen.

Nicht zuletzt werden Smartphone-Technologien wie die „Wisch-Funktion“ des Touchdisplays vermehrt in der Produktion Einzug halten und entsprechend hochflexible Automatisierungssysteme gestalten. Um eine Anlage mit einer neuen Funktion auszustatten, wäre es beispielsweise denkbar, wie bei einem Smartphone schnell und einfach eine neue App zu laden. Eine SPS wird daher zukünftig nicht mehr durch ein fest installiertes Bedienterminal gesteuert, sondern lässt sich flexibel über Smartphone oder Tablet-Anwendungen kontrollieren. Natürlich sind auch hier wieder Programmteile der Produktionsanlage auf dem integrierten mobilen Endgerät ausführbar. Und auch die Netzwerkanalyse lässt sich über mobile Endgeräte durchführen. Für Wartung oder im Fehlerfall können dem Bedienpersonal schließlich Lösungs- und Anweisungsvideos gezeigt werden, wodurch sich die Ausfallzeiten minimieren lassen.

Autor: Thomas Lantermann ist Senior Business Development Manager mit dem Schwerpunkt IT bei Mitsubishi Electric.

Nah an der Zukunft

Gemeinsam mit den Partnern der e-F@ctory Alliance ist Mitsubishi Electric schon heute dabei, dem Wandel in der Automatisierungstechnik Rechnung zu tragen beziehungsweise diesen reibungslos zu gestalten. Mit der „MelsecC iQ Platform“ steht beispielsweise bereits eine Automatisierungsplattform zur Verfügung, über die sich alle Prozessoren miteinander verbinden lassen. Die Daten zwischen den Komponenten werden hierbei automatisch ausgetauscht. Dadurch ist nur noch ein einziger PC nötig, um die gesamte Maschine zu parametrieren. Und über die so genannte Melsoft-Software lassen sich verschiedene Komponenten wie Umrichter, Roboter, HMI, SPS oder Motion-Controller einheitlich programmieren.

Zusätzlich stellt der „C-Controller“ eine frei programmier- und konfigurierbare Plattform dar, die von der Parametrierung über die Positionierung bis hin zur Integration von Kommunikationsstandards die unterschiedlichsten Lösungen unterstützt wie etwa C-Batch, C-Connector, MES-IT, LUA, Codesys, ECO Web Server III oder C-NET-DB. Nicht zuletzt ist die Anbindung des C-Controllers an Geräte von Drittanbietern möglich. Damit können zum Beispiel die Anwender der weit verbreiteten IEC-61131-Programmiersoftware Codesys ihre Programme direkt mit der 3S-Software auf dem C-Controller laufen lassen. Und auch branchenspezifische Protokolle wie DNP3 oder IEC 61850 von Copa Data lassen sich problemlos herunterladen und integrieren.