Die Vielfalt steigt

Trend

Industrie 4.0 – Es ist bemerkenswert, wie allgegenwärtig das Thema derzeitig ist. Darum gibt es hiermit einen dritten Teil der »4.0-Saga«, der zudem zeigt, wie weitgestreut die Lösungen auftauchen.

22. Juli 2013

Unaufhörlich rollt die Industrie-4.0-Welle durch die Lande, und mittlerweile geht es sogar prominenten Komponenten an den Kragen. Denn für Mitsubishi Electric stellt sich angesichts der zunehmenden Vernetzung die Frage, ob es überhaupt noch eine Zukunft für die SPS gibt.

»Gesamtlösungen, in denen Aufgaben nach freier Kapazität verteilt werden, gewinnen an Bedeutung«, sagt Produktmanager Harald Voigt. »Die einzelnen Komponenten wie eine SPS werden für den Kunden irrelevant. Er wird ein Problem einfach via Software beschreiben und eine Lösung definieren. Ob die Aufgabe eben per SPS oder mit einem Motion Controller, Roboter oder Umrichter gelöst wird, ist dabei egal.« Die in der Anlage verbauten Prozessoren können verschiedene Aufgaben flexibel übernehmen und daher werde es die SPS in der gewohnten Form künftig nicht mehr geben.

Mitsubishi Electric bietet bereits heute mit der Melsec iQ Platform eine Lösung an, die alle Prozessoren miteinander verbindet. Dadurch ist nur noch ein einziger PC notwendig, um die gesamte Maschine zu parametrieren. Mit der Melsoft-Software lassen sich die verschiedenen Komponenten über die iQ Platform programmieren.

Verfechter der SPS werden eine solche Sichtweise kritisch beurteilen, letztendlich hat aber jedwede Steuerung in der Industrie 4.0 dieselben Adressaten, nämlich die Cyber-Physical Systems (CPS) als Bausteine vernetzter Anlagen. Rahman Jamal, Technology & Marketing Director Europe bei National Instruments (NI), sieht sein Unternehmen hier bestens aufgestellt. »Unser CEO Dr. James Truchard hat schon 2006 auf dem Workshop eine Keynote gehalten, auf dem erstmals der Begriff Cyber-Physical Systems geprägt wurde.« Das zeigt, wie früh sich NI schon in der Industrie 4.0 engagiert hat.«

Mit ihrem »Graphical System Design« bietet NI eine Grundlage für CPS. Das Konzept soll die Entwicklung von Systemen für Messungen, Steuerungen und Regelungen beschleunigen. Rahman Jamal: »Alle so realisierten Lösungen sind zwar einzigartig, dennoch lassen sie sich in die sechs Grundbausteine: I/O, Analyse, Verarbeitung, Programmierung, Benutzerschnittstelle und Ausführungsplattform aufteilen.

Im Graphical System Design werden diese Elemente über grafische Programmiertechniken miteinander verknüpft, inklusive Timing und Synchronisation.« Durch diesen plattformbasierten Ansatz können sich die Anwender auf Innovationen konzentrieren und müssen sich nicht mit aufwendigen Systemdesignproblemen auseinandersetzen.

Ein nächster Schritt nach Embedded könnte für Jamal die Vernetzung und Kommunikation über IP-Protokolle per Funk sein. »Kleine Steuerelemente ersetzen riesige Steuerrechner, der Feldbus wird abgelöst durch das IP-Protokoll. Wir werden eine zunehmende und kontinuierliche Vernetzung und Integration von intelligenten Komponenten erleben.« Die CPS nehmen eines Tages Sensordaten auf und Produkte steuern ihren Fabrikationsprozess selbst und übernehmen ihre eigene Qualitätskontrolle. Starre Fabrikstraßen werden zu modularen und effizienten Systemen und schonen Ressourcen.

Machine-to-machine heißt ein wichtiges Stichwort in diesem Zusammenhang, und in diese Richtung zielt das Funkmodul DE 7000 von Schildknecht. Es stellt weltweit Daten kostengünstig bereit, aus beliebig vielen Quellen für beliebig viele Empfänger und nutzt dabei Cloud-Dienste.

Eine Beispielanwendung ist die Verbreitung von Warnmeldungen. Noch geschieht das meist per Textnachricht über SMS, was bei wechselnden Gegebenheiten wie Schichtbetrieb oder mehreren Empfängern eine zeitaufwendige Umparametrierung erfordern würde. Das DE 7000 informiert hingegen direkt über Twitter an den Cloud-Speicher und ist so sehr flexibel.

Bei Hebeanlagen können Kabelverbindungen abgequetscht werden. Deshalb kommen dort Funkstrecken über Feldbusse wie CAN oder Profibus erfolgreich zum Einsatz. Beliebt bei den Anwendern sind hier laut Schildknecht deren Dataeagle-Geräte, die neben der hohen technischen Qualität den Vorteil einer breiten Auswahl an Bus- und Funktechnologien bieten. Bevorzugt verwendet wird Bluetooth bei 2,4 Gigahertz mit Frequenzspreizung, da sich diese Technologie im Vergleich zu anderen als besonders störsicher erwiesen hat.

Auch in der eigenen Fertigung ist Industrie 4.0 für Unternehmen sinnvoll. Weiss Kunststoffverarbeitung aus Illertissen hat dazu ein komplett modulares Konzept eingeführt. »Mit der Modularisierung dezentralisieren wir die Intelligenz, die in den automatisierten Montageanlagen steckt, und gehen einen Schritt in Richtung selbstorganisierende Fertigung«, sagt Geschäftsführer Jürgen B. Weiss. »Damit verwirklichen wir bereits heute ein grundlegendes Prinzip dessen, was zurzeit als Industrie 4.0 diskutiert wird.«

Beim Umrüsten der Anlagen melden sich die einzelnen Module selbsttätig bei der übergeordneten Steuerung an und lassen sich mit geringem Aufwand in den Fertigungsfluss integrieren. Damit minimiert Weiss die Umrüstzeit. Jürgen Weiss: »Und vor allem unsere Automobilkunden können in der Tieflaufphase der produzierten Kunststoffkomponenten eine höhere Flexibilität erreichen.«

Auf einen Blick

- Mitsubishi Electric bietet eine Plattform, die die SPS ersetzen kann und vieles per Software löst.

- National Instruments stellt mit Werkzeugen für CPS die Basis für Industrie 4.0 bereit.

- Schildknecht steuert Funklösungen bei, die Daten schnell, flexibel und zuverlässig übermitteln.

Weiss macht seine Produktion modular.

Erschienen in Ausgabe: 05/2013