Die SPS/IPC/Drives wächst – und wächst damit auch über ihre Kernthemen wie die SPS hinaus. Bekommt das Gehirn der Automatisierung noch genug Aufmerksamkeit?
Achim Kottmann, Festo: Dadurch dass Steuerungen – SPS oder IPC – nicht für sich alleine stehen sondern nur in Verbindung mit anderen Komponenten ein funktionierende Systeme bilden, liegt es auf der Hand, dass auch andere Komponentenhersteller die Nähe der Steuerungstechnik im Rahmen einer Messe suchen. Interessant wird es ja auch immer nur dann, wenn man sehen kann, was mit einer Steuerung alles möglich ist und wie Prozesse effizienter gestaltet werden können. Einen fließenden Übergang gibt es zur elektrischen Antriebstechnik. Moderne Antriebsregler bieten zunehmend auch Steuerungsfunktionen, die in Verbindung mit einer SPS sehr interessant sind. Beispiele an dieser Stelle sind integrierte Sicherheitsfunktionen oder Funktionen, die in der SPS viel Rechenpower bedürfen. Damit wachsen Antriebe und Steuerungen weiter zusammen und das sollte sich auch auf der Messe wiederspiegeln. Grenzen sehe ich dort, wenn lediglich Mechanik gezeigt wird.
Andreas Kraut, Jetter: Wie der Messetitel schon sagt, geht es auch um IPCs und Drives. Das ist auch völlig in Ordnung. Die SPS war und ist das Herz und Gehirn, jeder Automatisierer interessiert sich aber auch für eine Systemlösung, zu der bekanntlich deutlich mehr als die SPS zählt.
Armin Glaser, Pilz: Die SPS-Funktionalität steht nach wie vor im Zentrum der Automatisierung und damit im Fokus der Messe SPS/IPC/Drives – wie auch generell jeder Automatisierungsmesse im In-und Ausland.
Heinz Eisenbeiss, Siemens: Die speicherprogrammierbare Steuerung ist und bleibt das Herzstück der Automatisierung. Sie ist auf Robustheit und Langzeitverfügbarkeit ausgelegt und das wird von unseren Kunden unverändert erwartet und verlangt. Auch auf der Messe räumen wir dem Thema SPS entsprechend viel Platz ein, um den Besuchern unser Simatic-S7-Portfolio ausführlich zu präsentieren.
Um SPSen ist es sehr ruhig geworden. Wo sind die Neuerungen?
Dr. Josef Papenfort, Beckhoff: Die Neuerungen sind sicherlich die immer stärker werdende Integration im Engineering. Neben den SPS-Sprachen sind zunehmend die Sprachen der IT – wie C und C++ – und die wissenschaftlichen Tools wie Matlab/Simulink zu integrieren. Mit C/C++ ziehen auch die in der IT schon lange bekannten Software-Engineering-Werkzeuge in die Automatisierungstechnik ein. Die Plattform für all das ist natürlich zunehmend PC-basiert.
Achim Kottmann, Festo: Ruhig eigentlich nur wenn es um Rechenpower geht, denn die scheint überall vorhanden zu sein. Die Neuerungen sind auf der funktionalen Seite zu finden. Heute geht es nicht mehr um Standard Ein-und Ausgänge, sondern um Technologiefunktionen, die in unterschiedlicher Weise abgebildet werden. Auf der einen Seite gibt es Steuerungen, die mit spezieller Hardware ganz bestimmte Technologiefunktionen abdecken und auf der anderen Seite werden Technologiefunktionen nur über Software abgebildet. Ergänzt wird dieses Thema mit kleinen speziellen SPS-Peripheriebaugruppen, die dann bestimmte Funktionen übernehmen, oder auch sogar kleine Servoantriebe ansteuern können. Damit ist neben dem oben angeführten Ansatz ‚Steuerung im Antrieb‘ auch der Trend zum ‚Antrieb in der SPS‘ zu beobachten.
Armin Glaser, Pilz: Die Neuerungen zeigen sich in einer zunehmenden Vielfalt und Spezialisierung von Geräte- und Systemstrukturen. Durch die Einbindung in einen Systemverbund nimmt der Kommunikationsanteil der Steuerungen dabei kontinuierlich zu. Steuerungen werden heute weniger für sich alleine betrachtet, sondern fast immer tritt die Steuerungsfunktion in Verbindung mit der Visualisierung und der Bewegungssteuerung in Erscheinung. Zudem werden ausschließlich zentral orientierte Systeme durch dezentrale, verteilte Steuerungslösungen ergänzt. Der mechatronische Ansatz – also die gemeinsame Betrachtung mechanischer und automatisierungstechnischer Maschinenmodule – zeigt bereits greifbare Vorteile in den Projekten.
Die klassische SPS scheint auszusterben. Entweder wird sie mit Motion-Control-, und Safety- oder Datenbank-Funktionen erweitert. Wie bewerten Sie diesen Trend?
Dr. Josef Papenfort, Beckhoff: Fantastisch. Integration von SPS, Motion, Safety und vielen weiteren Funktionen beschert dem Anwender eine Plattform für alle seine Probleme. Er muss nicht verschiedene Tools installieren, verschiedene Sprachen programmieren und unterschiedliche Projekte verwalten. Alles in einem Tool: Das ist die Zukunft!
Achim Kottmann, Festo: Wenn man davon ausgeht, dass man es immer mit einer Mastersteuerung in der Maschine oder Anlage zu tun hat, die dann zu einem hohen Anteil auch Motion Control beinhaltet, scheint es so zu sein, dass man keine klassische SPS mehr benötigt. Aber auf der Welt gibt es eben auch steuerungstechnische Anwendungen ohne elektrische Antriebe, das heißt ohne andere Intelligenz, und dort benötigt man dann die klassische SPS mit einfachen Steuerungsfunktionen, wobei noch zu definieren ist, was denn genau eine klassische SPS auszeichnet. Diese Anwendungen findet man in den seitlichen Prozessen einer Anlage oder Maschine. Hier geht es auch um kostengünstige Lösungen. Eines hat sich allerdings zu den bisher bekannten klassischen SPS Systemen geändert. Die Anforderungen hinsichtlich der Kommunikation. Denn es wird immer öfter erwartet, dass sich auch eine Kleinsteuerung mühelos in die Leitebene Produktionsline einbinden lässt. Hierbei kommen dann Feldbusse oder klassisches Ethernet zum Tragen.
Andreas Kraut, Jetter: Die klassische SPS mit reiner I/O-Verarbeitung als Einzelgerät ist fast überflüssig, so wie ein Mobiltelefon mit dem man nur telefonieren kann. Jetter hat diese Trennung zwischen SPS-Funktionen und Motion Control schon in den 80er Jahren aufgegeben und Produkte, die mit der Integration von Datenverarbeitung, Vernetzung und 3D-Motioncontrol in einem Gerät aufwarten, erfolgreich am Markt platziert.
Armin Glaser, Pilz: Die SPS-Funktionalität ist und bleibt auch künftig ein starkes Rückgrat in allen Applikationen. Die Gerätelandschaft in der diese Funktion ausgeführt wird, unterliegt jedoch einem starken Wandel. Wir sehen einen starken Trend dahingehend, zunächst vorwiegend die Funktion zu betrachten und nachrangig dann die Bauform oder Integrationslösung zu diskutieren. Die Nachfragen der Anwender nach gesteigerter Flexibilität bestätigen uns dies deutlich.
Heinz Eisenbeiss, Siemens: Der Trend zu einer höheren Funktionsdichte, wie wir es im Alltag bei mobilen Alleskönnern wie den Smartphones beobachten können, ist ganz klar auch in der Automatisierung angekommen. Das beeinflusst auch die klassische Steuerung, die sich auf diesem Weg zum Vorteil der Kunden weiterentwickelt. Die Integration von Systemen für Safety-Anwendungen oder Datenbanksysteme spart zudem ganz einfach Geld und bietet einen funktionalen Mehrwert für unsere Kunden. Bei der Simatic S7 beispielsweise investiert der Anwender lediglich in ein einziges Automatisierungssystem, das ganz flexibel um Softwarefunktionen oder Funktionsbaugruppen für Motion Control erweiterbar ist. Über Kommunikationsbaugruppen ermöglichen wir zudem die MES/ERP-Datenbankankopplung in die Management- und Officewelt. Von Seiten unserer Kunden wird diese Entwicklung sehr positiv gesehen.
Wo liegen heute noch Unterschiede zwischen einer SPS und einer PC-basierten Steuerung?
Dr. Josef Papenfort, Beckhoff: Die Performance PC-basierter Steuerungen steigt in jedem Jahr mit den neuen Prozessoren, Speichern, Netzwerken. Die Akzeptanz von PC-basierten Steuerungen ist mittlerweile kein großes Problem mehr.
Achim Kottmann, Festo: Das scheint heute doch eine etwas philosophische Frage zu sein, denn was darf denn eine SPS noch haben um nicht IPC genannt zu werden oder was muss denn ein IPC haben um nicht als SPS abgestempelt zu werden? Beide Systeme haben leistungsfähige skalierbare CPU-Performance mit Echtzeitfähigkeit und beide haben Speichermedien und Kommunikationsschnittstellen. Auch die Formfaktoren sind ab einer gewissen Leistungsfähigkeit vergleichbar. Was bisher den IPC ausgezeichnet hat, war die Nähe zur Bürowelt, gegeben durch die zum Teil eingesetzten windowsbasierten Betriebssysteme und dem damit verbunden Komfort des Datenmanagements. Zudem ist die integrierte Grafikfähigkeit ein Merkmal des IPC.
Andreas Kraut, Jetter: PC-basierte Steuerungen sind tendenziell auf Chipsätzen aufgebaut, deren langfristige Verfügbarkeit nicht so zuverlässig sichergestellt ist, wie bei speziellen SPS-Designs. Das führt bei Endgeräten häufiger zu Produktänderungen, die durch entsprechende Softwareschichten aufwärtskompatibel gestaltet werden können. Dennoch sind die Produktrevisionen kurzlebiger und betreuungsintensiver.
Armin Glaser, Pilz: Die Hard-SPS ist nach wie vor besonders für die Industrie und die dort vorherrschenden Umweltbedingungen ausgelegt. Denn aus Sichtweise der Sicherheitstechnik haben bislang ausschließlich sichere, redundant ausgeführte Hardware-basierte Steuerungen eine Akzeptanz bei Zulassungsstellen und den Anwendern finden können. Einem rein PC-basierten Ansatz steht dies erst noch bevor. Allerdings sehen wir auch einen Trend, Standard und Sicherheit mit einer Steuerung abzudecken. Für Standard- und Sicherheitslösungen mussten bisher Steuerungen miteinander verbunden werden. Wir haben den Standard- und den Failsafe-Teil in einer Lösung realisiert. Auch die langjährige Ersatzteilverfügbarkeit spricht noch immer für die SPS-Lösung.
Heinz Eisenbeiss, Siemens: Der Industrie-PC bietet die höchstmögliche Integrationsstufe, die SPS ist bei der Langzeitverfügbarkeit im Vorteil. Fehlersichere Anwendungen beispielsweise sind keine Differenzierung mehr, seit unser Software Controller Simatic WinAC – bisher weltweit einmalig – auch TÜV-zertifizierte Safety-Funktionen beherrscht. PC-basierte Systeme sind dann im Vorteil, wenn neben dem klassischen Steuern, Regeln und der Bewegungsführung auch typische PC-Aufgaben wie Bedienen und Beobachten oder Prozessdatenbearbeitung und -archivierung gefragt sind. Ein weiteres typisches IPC-Einsatzgebiet ist die Rezepturverwaltung mittels Datenbanken und Kommunikation oder Gateways. Hinzu kommt die Möglichkeit der Programmierung in PC-Hochsprachen C/C++/C#, beispielsweise für komplexe Algorithmen, sowie für Echtzeitaufgaben mit besonders kurzer Reaktionszeit. Ein wichtiges Auswahlkriterien zwischen IPC und Steuerung ist nach wie vor die Langzeitverfügbarkeit: Unsere Industrie-PC-Modelle sind drei bis fünf Jahre mit derselben Ausstattung erhältlich, anschließend können sie noch fünf Jahre instandgesetzt werden.
Welche technologischen Herausforderungen sehen sie auf die SPS zukommen?
Dr. Josef Papenfort, Beckhoff: Die Integration von immer mehr Software auf der PC-basierten Steuerung ist ein Segen für die Anwender. Er muss allerdings auch die Software beherrschen. Hier sind modulare Konzepte, objektorientiertes Programmieren und Versionsverwaltung gefragt.
Achim Kottmann, Festo: Für alle wichtig ist das Thema Safety, das sowohl die Hardware als auch die Software tangiert. Ein SPS-Hersteller ohne Safety-Funktionen wird es in Zukunft schwer haben. Neben der Hardware spielt zunehmend Software eine wichtige Rolle. Dies scheint in Zukunft eines der wichtigsten Differenzierungsmerkmale zu sein. Dabei ist ein integrativer Ansatz, bei dem die Software alle Automatisierungskomponenten abbildet, genauso wichtig wie ein intuitiver Umgang damit. Daneben werden einfache Tools zur Applikationserstellung immer bedeutender. Vor allem wenn es um komplexere Funktionen geht, möchte der Kunde nicht mehr alles von der Basis weg programmieren, sondern erwartet fertige Softwaremodule, die er einfach einsetzen kann. So modular wie die Maschinen und Anlagen gebaut werden, so modular muss sich auch die Software abbilden lassen. Der nächste Punkt ist die Diagnosefähigkeit von Systemen und eine einfache Fehlerlokalisierung. Die Herausforderung liegt darin, Stillstandzeiten zu minimieren und dazu muss die Steuerung in der Lage sein, die Daten so zu liefern, dass eine schnelle Reaktion möglich ist. Die technologische Herausforderung für die SPS sehe ich neben der eigentlichen Steuerungsfunktion vor allem in der Bewältigung der Datenflut.
Andreas Kraut, Jetter: Die Herausforderung ist, dem Anwender die Funktionsvielfalt und technische Komplexität heutiger und künftiger Steuerungssysteme auf eine Art und Weise zugänglich zu machen, die ihm die Sicherheit der Beherrschbarkeit gibt und ihm trotzdem effizientes Arbeiten erlaubt.
Armin Glaser, Pilz: Zum einen eine zunehmende Einbindung in Netzwerkstrukturen und einen erheblich wachsenden Kommunikationsbedarf für die Diagnose und das Condition Monitoring, insbesondere vor dem Hintergrund verteilter Steuerungsarchitekturen. Zum anderen sehen wir neue Anforderungen an die Steuerung aufgrund der Administrationsfunktionen des Netzwerkes. Auch mit Blick auf die Anbindung an zentrale ERP-Systeme.
Heinz Eisenbeiss, Siemens: Durch die horizontale und vertikale Integration wird die Steuerung auch in Zukunft mehr und mehr Rechenleistung und Speicher benötigen. Durch weitere Vernetzung und Wlan wird zudem die Kommunikationsleistung stärker gefragt. Hinzu kommt die Flexibilität, das heißt Steuerungen in verschiedenen modularen Leistungsklassen, um die Anforderungen der Kunden auch zukünftig kostenoptimal abzudecken. Der Schutz von Anlagen und Know-how unserer Kunden nimmt ebenfalls an Bedeutung zu. Auch das Thema Industrial Security wird neben der Leistungsfähigkeit und Robustheit immer wichtiger. Des Weiteren ist die Wartungsfreundlichkeit von Systemen zu nennen, die durch die gestiegene Bedeutung von Asset Management auch im Anlagenbereich bereits auf Komponentenebene angekommen ist.
Melanie Feldmann
(mf)
