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State of The Art-Steuerungen - aber zukunftssicher
Insbesondere durch die Einflüsse der Informationstechnologie befindet sich die Steuerungstechnik derzeit in einem größeren Umbauprozess. Michael Matthesius ist Executive Vice Präsident der Division Automation Products + Solutions bei Weidmüller und verantwortet das Automatisierungsgeschäft bei den Detmoldern. Mit ihm sprachen wir über die gegenwärtigen Trends der Automatisierungstechnik im allgemeinen und der Steuerungstechnik im besonderen und natürlich über die Lösungen, die Weidmüller diesbezüglich für Automatisierungsanwender bereithält und entwickelt.
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGAutomatisierung im Wandel
Matthesius ist davon überzeugt, dass sich die Automatisierungstechnik gegenwärtig in einem größeren Wandel befindet: "Ich glaube sehr wohl, dass sich im Zuge der Veränderungen der Automatisierungspyramide die Aufgaben für die Automatisierungstechnik - und damit auch der Steuerungstechnik - in der Zukunft neu stellen werden." Zum Einen sieht Matthesius einen ungebrochenen Trend zur Dezentralisierung, d.h. immer mehr Komponenten wandern aus dem Schaltschrank ins Feld. "Dabei werden die einzelnen Komponenten gleichzeitig immer intelligenter, was bedeutet, dass immer mehr Aufgaben bereits vor Ort erledigt werden können", erläutert er. "Antriebsregler können beispielsweise seit längerem schon Steuerungsaufgaben mit übernehmen." Das war aber erst der Anfang, erklärt er und gibt dazu ein Beispiel: "So könnten selbst scheinbar einfache Komponenten wie Stromversorgungen zukünftig Lifecycle-Funktionen an Bord haben, die Bauteile und Funktionen überwachen. Diese Informationen würden dann bei Bedarf dafür genutzt, rechtzeitig vor Ausfall beispielsweise ein Ersatzteil zu bestellen. Das Beispiel ist noch ein bisschen zukünftig. Aber es verdeutlicht die Richtung, in die es sich entwickelt." Klar ist, dass die zusätzliche Intelligenz in jeder einzelnen Komponente zusätzliche Funktionalitäten bringt.
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGAnforderungen an ein Steuerungssystem
Dementsprechend formuliert Matthesius auch die Anforderungen, die Anwender an ein modernes Automatisierungs- und Steuerungssystem stellen sollten: "Eine Steuerung sollte offen, skalierbar, flexibel und weltweit verfügbar sein. Das sind nach wie vor die klassischen Anforderungen, die eine Steuerung heute erfüllen sollte. Ich meine jedoch, dass gerade heute eine zentrale Anforderung die Zukunftssicherheit der Steuerungslösung sein sollte. Denn die Aufgaben, die wir an heutige Automatisierungslösungen stellen, werden zunehmend umfangreicher. Wer mit seiner Steuerung - wie beispielsweise mit u-control - auch auf zukünftige Anforderungen reagieren kann hat es viel einfacher auch auf seine bestehenden Maschinen oder Anlagen neue Funktionen aufzuspielen."
Wir begleiten unsere Kunden bei ihrer digitalen Transformation
Im Wesentlichen wird heute eine Programmiertechnik eingesetzt, die vor 20 bis 30 Jahren entwickelt wurde, erläutert Matthesius. "Das wird auch sicherlich erst einmal so weitergehen. Aber die Frage ist doch: Kommen wir mit der heutigen Programmiertechnik durch das Zusammenwachsen von Automatisierung und Digitalisierung an ein natürliches Ende? Aufgrund dieser Überlegungen haben wir übrigens die zukunftssichere Web-Technologie in unsere Steuerungen bereits eingebaut. Wir bei Weidmüller begleiten unsere Kunden bei ihrer digitalen Transformation. Wir holen sie ab, dort wo sie in der jetzigen Automatisierungstechnik sind und bieten ihnen eine zukunftssichere Plattform für das immer stärkere Zusammenwachsen von IT-Technologie und der klassischen Automatisierungstechnik."
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGVon der klassischen zu hybriden Steuerungsarchitektur
Weidmüller setzt für das Engineering einen integrierten Webserver in der Steuerung ein. Welche Vorteile bietet das für den Anwender? "Das integrierte webbasierte Engineering bedeutet für den Entwickler zunächst einmal Geräteunabhängigkeit vom Programmier-PC", erläutert Matthesius. Die meisten Programmiersysteme basieren heute auf Microsoft-Betriebssystemen. Zudem liegt die aktuelle Version des Steuerungsprogramms üblicher Weise ebenfalls auf diesem PC. "Bei der Weidmüller-Steuerung u-control ist das anders: Als Anwender kann ich mich mit jedem normalen Browser mit der Steuerung oder mit unserem IO-System u-remote verbinden. Das gilt Vorort, aber auch von überall auf der Welt." Mit HTML5, CSS3 und JavaScript in der Steuerung lässt sich jede Anlage unabhängig von Betriebssystemen überwachen und programmieren. Einzige Voraussetzung ist ein HTML5-fähiger Browser. Die Tatsache, dass nicht nur das Engineeringsystem auf der Steuerung liegt, sondern natürlich auch das Steuerungsprogramm hilft im übrigen dabei, Versionskonflikte zu vermeiden und versehentlich eine alte Version des Steuerungsprogramms auf die Maschine zu laden. Da liegt der Schritt in die Cloud nahe. "Solche Dinge sind bei uns im Fokus", berichtet Matthesius. Wir entwickeln diese Dinge und beteiligen uns auch an entsprechenden Forschungsprojekten, um Steuerungstechnologien auch in einer Cloud verfügbar zu machen." "Allerdings", schränkt er ein, "wird es aus meiner Sicht in absehbarer Zeit weder rein cloudbasierte Steuerungslösungen für industrielle Aufgaben geben noch wird alles so bleiben wie es ist. Meine Prämisse sind daher Hybridlösungen, an denen wir bei Weidmüller bereits arbeiten. Wir haben also weiterhin die Steuerungen, die nah am Prozess arbeiten und die durch Funktionen in der Cloud ergänzt werden, egal ob diese sich als Software as a Service im Internet befindet oder On Premise vor Ort bei dem Betreiber der Maschine oder Anlage".
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGKommunikation From Sensor To Cloud
Die Kommunikation dafür kann Weidmüller gleich mitliefern: "Wir haben eine Stoßrichtung bei Weidmüller, die wir Industrial Communication nennen. Das ist - so will ich es einmal nennen - unsere From Sensor to Cloud-Lösung. Tatsächlich ist das ein ganz starker Fokus von Weidmüller", so Matthesius. Damit kommt unser Gespräch wieder auf den eingangs beschriebenen Trend zur Dezentralisierung zurück. "Signale vorzuverarbeiten ist eine zunehmende Anforderung an Geräte der Feldebene. Dies entspricht auch unserer Produktausrichtung, beispielsweise unseren Klemmen, die wir mit immer mehr intelligenten Funktionen ausstatten, und die letztendlich dann entweder mit der klassischen Steuerungstechnik interagieren, oder ihre Daten in eine Datenbank schreiben, entweder vor Ort oder in der Cloud. Für spezielle Aufgaben, die nicht so sehr von der SPS her entwickelt werden, bieten wir einen sogenannten IoT-Controller, der zunächst einmal reine Gateway-Funktionen übernehmen kann, der aber auch in der Lage ist, Steuerungs- oder Automatisierungsaufgaben sowie die Signalvorverarbeitung zu übernehmen. Der IoT-Controller wurde unter Berücksichtigung neuester Sicherheitsnormen, z.B. dem Konzept zur Gewährleistung der Sicherheit - Security by Design (SbD) entwickelt. In diesem Bereich ´From Sensor to the Cloud´ wird der IoT-Controller einen ganz wichtigen Part einnehmen. Der große Vorteil: Das gesamte u-remote-Programm kann über den Backbone-Bus nahtlos an den IoT- Controller angedockt werden. Eine mögliche Anwendung: Auf diese Weise lassen sich bestehende Maschinen oder Anlagen in die Welt der Digitalisierung holen."
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGVon Einsteiger bis Experte
Eine heute immer wieder viel zitierte Forderung lautet Einfachheit, Komplexität soll reduziert werden. Auf dieses Thema angesprochen erläutert Matthesius: "Grundsätzlich ist unsere Steuerung von der Auslegung her sehr einfach zu programmieren. Das beginnt mit der sehr einfachen Bedienung des Engineering-Tools. Unser Ziel ist es, dass auch jemand der wenig Steuerungs-Know-How hat, relativ schnell ein SPS-Projekt entwickeln kann. Damit meine ich vor allem das Prinzip modifizieren und parametrieren statt programmieren. Dafür stehen über Drag & Drop vorgefertigte Funktionsblöcke zur Verfügung, die Anwender einfach zusammenschalten können. So kann man ohne große Programmierkenntnisse schnell u-control Projekte umsetzen." Aber auch für Anwender, die erfahrene Programmierer in Sachen IEC61131-3-Sprachen sind bietet Weidmüller eine offene und innovative Programmierumgebung, die individuell an die Anforderungen des Benutzers angepasst werden kann. Hier steht alles zur Verfügung, was man von einer klassischen Engineeringumgebung erwartet. Matthesius dazu: "Wir haben alles implementiert was ein Experte erwartet, wenn er eine ausgewachsene Steuerung von Weidmüller einsetzt. Er kann also ebenso in alle tiefen und Programmierebenen sowie auch in alle Programmiersprachen abtauchen, nicht nur in IEC 61131-3 sondern auch in Hochsprachen wie C/C++. Diese Möglichkeit ist standardmäßig integriert."
Steuerungstechnik ohne Ballast
Weidmüller steigt vergleichsweise spät in die Steuerungstechnik ein. Matthesius erkennt darin einen klaren Pluspunkt: "Wir bei Weidmüller haben den Vorteil, dass wir unser Steuerungssystem auf den neuesten Technologien aufbauen konnten, ohne bestehende Systeme berücksichtigen zu müssen. Dennoch beziehen wir die bestehende Welt in vollem Umfang ein: Wir holen den Kunden also da ab, wo er sich gegenwärtig in der Automatisierungstechnik befindet. Unser Vorteil für den Kunden ist ganz klar: Mit Weidmüller kann man auch in 10 Jahren erfolgreich sein, weil die Technologien der Zukunft bereits jetzt im System vorhanden sind. So können wir Software, die über die vergangenen zehn oder 15 Jahre entwickelt wurde auf die Weidmüller-Plattform portieren. Die neuen Technologien sind dann nur noch ein paar Mausklicks entfernt." (kbn)
Insbesondere durch die Einflüsse der Informationstechnologie befindet sich die Steuerungstechnik derzeit in einem größeren Umbauprozess. Michael Matthesius ist Executive Vice Präsident der Division Automation Products + Solutions bei Weidmüller und verantwortet das Automatisierungsgeschäft bei den Detmoldern. Mit ihm sprachen wir über die gegenwärtigen Trends der Automatisierungstechnik im allgemeinen und der Steuerungstechnik im besonderen und natürlich über die Lösungen, die Weidmüller diesbezüglich für Automatisierungsanwender bereithält und entwickelt.
Bild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGBild: Weidmüller Interface GmbH & Co. KGAutomatisierung im Wandel
Matthesius ist davon überzeugt, dass sich die Automatisierungstechnik gegenwärtig in einem größeren Wandel befindet: "Ich glaube sehr wohl, dass sich im Zuge der Veränderungen der Automatisierungspyramide die Aufgaben für die Automatisierungstechnik - und damit auch der Steuerungstechnik - in der Zukunft neu stellen werden." Zum Einen sieht Matthesius einen ungebrochenen Trend zur Dezentralisierung, d.h. immer mehr Komponenten wandern aus dem Schaltschrank ins Feld. "Dabei werden die einzelnen Komponenten gleichzeitig immer intelligenter, was bedeutet, dass immer mehr Aufgaben bereits vor Ort erledigt werden können", erläutert er. "Antriebsregler können beispielsweise seit längerem schon Steuerungsaufgaben mit übernehmen." Das war aber erst der Anfang, erklärt er und gibt dazu ein Beispiel: "So könnten selbst scheinbar einfache Komponenten wie Stromversorgungen zukünftig Lifecycle-Funktionen an Bord haben, die Bauteile und Funktionen überwachen. Diese Informationen würden dann bei Bedarf dafür genutzt, rechtzeitig vor Ausfall beispielsweise ein Ersatzteil zu bestellen. Das Beispiel ist noch ein bisschen zukünftig. Aber es verdeutlicht die Richtung, in die es sich entwickelt." Klar ist, dass die zusätzliche Intelligenz in jeder einzelnen Komponente zusätzliche Funktionalitäten bringt.
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Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 2018 - 15.05.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
