Integration vor Augen

Leitsysteme - In der Leittechnik geht es nicht nur um Komponenten. Immer wichtiger wird für Hersteller und Anwender die Aufgabe, die ›losen Enden‹ zu verknüpfen. Ein zentraler Ansatz sind integrierte Architekturen, also die Verbindung von Steuerung, Netzwerk und Visualisierung.

14. Dezember 2005

Die heutigen Technologien - vom Mobiltelefon bis zum Internet - ermöglichen eine einfache Vernetzung von Menschen und Geräten rund um den Globus. In vielen Fällen werden diese Vorteile aber noch nicht für Maschinen und Personal im Fertigungsbereich genutzt. Dieser Entwicklung möchten Hersteller wie Rockwell Automation entgegen wirken. Mit seinem Modell der integrierten Architektur stellt das Unternehmen die notwendigen innerbetrieblichen Verbindungen her und sammelt Informationen überall und zu jeder Zeit. So soll eine werksweite Integration erreicht, die Produktion effizienter gestaltet und ferner die Produktion optimiert werden. Bei der integrierten Architektur gibt es die horizontale und die vertikale Integrationsebene. Horizontale Integration bündelt alle Geräte in der Fertigung mithilfe eines einzigen, zusammenhängenden und koordinierten Systems. In der vertikalen Integration geht es um den Informationsfluss zwischen der Produktionsebene und übergeordneten Informationssystemen. Vom einfachen Sensor bis zum Intranet und Extranet erfolgt sie über die nahtlose Verknüpfung von industriellen und kommerziellen Netzwerken sowie über die Fertigungssystemsoftware.

Steuerung, Netzwerk, Visualisierung

Drei grundlegende Komponenten kommen zum Einsatz: Steuerungen, Netzwerke und Visualisierung. Steuerungen dienen zur Anbindung verschiedener Applikationen auf der Werksebene und sind daher verantwortlich für die horizontale Integration, während die Netzwerke den Datenfluss in der gesamten Anlage verwalten und die vertikale Integration sicherstellen. Über die Visualisierung können Anlagenbediener und Management sehen, was auf beiden Achsen passiert. Integrierte Architektur soll für die nahtlose Verbindung zwischen den Echtzeitdaten von Fertigung und IT-Infrastruktur, den Bedienerschnittstellen und der Lieferkette sorgen. Diese Fähigkeit versetzt Steuerungen in die Lage, Echtzeitinformationen aus der Fertigung direkt zu Anzeigen zu transportieren. Bedienpersonal und Geschäftsleitung erhalten so einen genaueren Überblick über den Zustand und den Betrieb der Anlage. In der Vergangenheit kamen ungleiche Steuerungssysteme über ebenfalls ungleiche Netzwerke nur notdürftig zusammen. Die Systemkomponenten waren nicht nur inkompatibel, es fielen auch viel mehr Elemente an. Unterschiedliche Applikationen in einer Produktionsanlage zwangen die Ingenieure zum Einsatz verschiedener Steuerungen. Die einzelnen Steuerungslösungen waren zwar für ihr spezielles Gebiet optimiert, die Integration der einzelnen Steuerungen für eine unternehmensweite Automation war jedoch häufig äußerst zeit- und kostenaufwändig.

Integrierte Architektur mit Leben füllen

Mit der Steuerungsfamilie ›Logix5000‹ möchte Rockwell die Brücke schlagen zu einer durchgängigen, integrierten Architektur. Alle Modelle führen verschiedene Steuerungsarten aus. ›Control Logix‹ zum Beispiel steuert und integriert Achsen, Abläufe, Antriebe und Prozesse. Die Module sind mit der offenen Netzwerkarchitektur ›Net Linx‹ verkoppelt. Diese Strategie vereinfacht die Netzwerkintegration und besteht aus drei sich ergänzenden offenen Netzwerken. Obwohl Devicenet, Controlnet und Ethernet/IP in Übertragungsrate, Länge und Anzahl der Netzknoten unterschiedlich sind, sind die Schnittstelle und Ansicht des Geräts nahezu gleich. Die Netzwerke verwenden dieselbe Anwendungsschicht. Aufgrund dessen sind keine Gateways erforderlich, der gesamte Fertigungsbereich lässt sich von beliebigen Netzwerken aus und zu jeder Zeit anzeigen. Hinsichtlich der Programmierung und Konfiguration basieren alle Steuerungen der Logix5000-Baureihe auf einer einzigen Software. So können alle programmierten Module in anderen Anwendungen wieder verwendet werden.

Steuerung für die horizontale Integration

Für die horizontale Integration wird eine Steuerungslösung benötigt, die sämtliche Aufgaben von der Steuerung einer einzelnen Maschine bis zur werksweiten Steuerung übernehmen kann. Rockwell Automation setzt hier auf ›Compact Logix‹ von Allen-Bradley. Die Kompaktsteuerung ist robust und bietet für kleine Anwendungen viel Leistung zu niedrigen Kosten. Das Modell ›L35E‹ verwendet Ethernet/IP und kann sogar einfache Achssteuerungen übernehmen. Ethernet/IP erlaubt Steuerung, Konfiguration und Datenerfassung auf demselben Netzwerk, gleichzeitig unterstützt es Standardfunktionen wie E-Mail, Website-Browsing und gemeinsame Datennutzung. Erstmals kann der Prozessor E-Mails an mehrere Adressen schicken, um Instandhaltungspersonal über Probleme zu unterrichten, Informationen zur Fertigungseffizienz ans Management oder den Maschinenbauer zu melden. Die Verbindung über Ethernet/IP ermöglicht schnellen Datendurchsatz, 32 HMI- und E/A-Verbindungen werden gleichzeitig unterstützt. Über eine Scannerkarte ist auch Devicenet angebunden. Ein Anwender, der über einen PC mit dem Ethernet verbunden ist, kann auf ein am Devicenet-Netzwerk verbundenes Gerät zugreifen, um Parameter ohne jeglichen Programmieraufwand zu lesen oder zu ändern. Anfang nächsten Jahres wird Rockwell Automation die Konnektivität außerdem auf Controlnet ausweiten. Eine Reihe von skalierbarem Zubehör, wie Panel View Bedienerterminals oder Point I/O und Frequenzumrichter runden das Angebot ab. Wegen ihrer vielfältigen Anschlüsse und der Leistungsfähigkeit bietet die Compact Logix für Maschinenbauer und Endanwender geeignete Ansätze für ihre jeweilige Problematik. Beliebige Maschinen lassen sich mit ihr steuern und gleichzeitig in die bestehende Fertigungsarchitektur des Kunden integrieren. Gerade bei kleinen, und einfachen Applikationen können erstmals horizontale und vertikale Echtzeitkommunikation, maximale Effizienz und erhöhte Produktivität erreicht werden. Die Kommunikation auf Werksebene ähnelt auf diese Weise erstmals der Kommunikation über Mobiltelefone und Internet.

Paul Brooks, Rockwell Automation

FAKTEN

- Zentraler Ansatzpunkt in der Leittechnik ist in Zukunft die Integration.

- Mit integrierter Architektur wird die Steuerung von Fertigungsprozessen so einfach wie mit Mobiltelefon und Internet.

- Steuerung, Netzwerke und Visualisierung erfolgen aus einer Hand. Dies hält wettbewerbsfähig.

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2006