KeControl FlexCore - Neue Steuerungsplattform
Offen zum Erfolg
Maschinen-, Anlagenbauer und auch Automatisierer müssen ihre Produkte und Lösungen heutzutage kontinuierlich an die sich ändernden Anforderungen von Märkten und Kunden anpassen. Dabei ist es oft nicht leicht, das Know-how und die Kernkompetenz in den eigenen Händen zu behalten. Eine offene Steuerung bietet hier eine gute Basis, um unabhängig zu bleiben.
Bild: Keba AGLeistungsstarke, zuverlässige Hardware bei Steuerungssystemen ist in der Industrieautomation ein wichtiger Faktor, ebenso Stabilität, Geschwindigkeit und eine einfache Installation und Bedienung. Die Entwicklung von Steuerungen erfordert jahrelange Erfahrung und in Folge entsprechenden zeitlichen Aufwand für Weiterentwicklung und Wartung. Als Herausforderungen kommen hinzu, dass Bauteile abgekündigt werden, die Firmware auf aktuellem Stand gehalten werden muss und das letztendlich auch die Nutzbarkeit gewährleistet bleibt. Doch selbst dann macht die Hardware allein noch keine Lösung. Im Gegenteil: Mittlerweile manifestieren sich Leistungs- und Alleinstellungsmerkmale sowie die Abgrenzung zum Mitbewerb immer stärker in der Software. Diese wird zunehmends vielschichtiger - beginnend bei Low-Level-Treibern über das Betriebssystem und diverse Zwischenschichten, welche die Flexibilität ermöglichen, bis hin zur eigentlichen Applikation.
Basis flexibel gestalten
Auch Ansätze zu Industrie 4.0 zeigen sich bereits in vielen Ideen und Produkten der Automatisierungstechnik. Zwei große Hürden sind dabei zu bewältigen: Standardisierung und IT-Sicherheit. Um nicht auf falsche Plattformen zu setzen, ist darauf zu achten, die Basis möglichst flexibel zu gestalten. Außerdem müssen bereits im ersten Schritt entsprechende Security-Konzepte etabliert werden. Bestmögliche Modularität und damit einfache Wiederverwendbarkeit von Systembausteinen und Bauteilen sind eine weitere grundlegende Voraussetzung um marktgerechte Produkte anbieten zu können. Dabei kommt auch der Begriff Offenheit ins Spiel.
Was ist Offenheit?
Als offenes System wird eine Betriebsumgebung bezeichnet, die Interoperabilität, Portabilität und Erweiterbarkeit durch offene, standardisierte Schnittstellen und Spezifikationen sichert. Ziel eines offenen Steuerungssystems ist es, Firmen unabhängiger von einem einzelnen Steuerungshersteller zu machen und sich darüber Vorteile am Markt zu verschaffen. Offenheit ermöglicht auch eine weitgehende Unabhängigkeit des Software-Systems von der zur Verfügung stehenden Hardware und die Nutzung der umfassenden Treiber-Infrastruktur eines modernen Standard-Betriebssystems. Der Anwender ist damit in der Lage mit geringem Portierungsaufwand auf die nächste Generation der Steuerungs-Hardware umzusteigen und in weiterer Folge auch neue Technik einzusetzen, die normalerweise in Echtzeitsystemen nicht oder nur mit großer zeitlicher Verzögerung unterstützt werden.
Bild: Keba AGOffenheit auf allen Ebenen
Die Offenheit besteht beim neuen Steuerungssystem KeControl FlexCore von Keba auf mehreren Ebenen. Es beginnt bei der Erweiterbarkeit der Tools - beispielsweise für die Konfiguration, geht über Gestaltung und Funktionalität der Visualisierung, Einspielen eigener Technologiefunktionen, Anpassbarkeit der Antriebs- und Gerätetreiber bis hin zur Betriebssystemebene und Applikationsebene. Das offene Steuerungssystem umfasst mehrere Hilfsmittel zur Programmierung bzw. zur Konfiguration des Systems. Hierzu gehören Codesys IEC und das C-Laufzeitsystem sowie eine auf Eclipse basierte Entwicklungsumgebung für C.
Software macht den Unterschied
Viele Automatisierungsunternehmen haben sehr viel eigenes Anwendungs-Knowhow in den für sie wichtigen Marktsegmenten aufgebaut. Das können die Bereiche Robotik, Schweißen, Lasertechnik oder viele andere sein. Die essentiellen Punkte sind dabei meist in der Software verpackt. Da die Software oft an eine Hardware-Plattform gebunden ist, stehen derartige Unternehmen einem Steuerungswechsel in der Regel skeptisch gegenüber - viel zu groß ist das Risiko dabei eigenes Anwendungskern-Know-how zu verlieren oder dieses nur mit enormem Aufwand - finanziell und zeitmäßig - auf eine andere Hardware-Plattform zu portieren. Daher fühlen sich viele dieser Unternehmen sehr stark an einen Steuerungshersteller gebunden und sind auch bei der Integration neuer Software-Module wie einem Web-Server oder bei der Implementierung von Industrie-4.0-Features abhängig. Darüber hinaus stehen und fallen auch Sicherheit und Stabilität des eigenen Systems mit der Qualität des angebotenen Security-Konzepts. Durch die benutzerfreundlichen Haupt-Features der offenen Keba-Steuerungsplattform lassen sich kundenspezifische Automatisierungen einfach und schnell umsetzen.
Einfache und schnelle Integration
Für die Integration eigener Software-Bausteine gibt es mehrere Lösungsansätze. Sie kann entweder direkt in der Applikation mittels C-IEC-Baustein erfolgen oder durch Neuprogrammieren der kompletten Applikation in C/C++, welche aus der IEC aufgerufen wird oder auch mittels einer direkten Ankopplung an das Betriebssystem als Laufzeitsystem. Typische Beispiele für C-IEC-Bausteine sind schwer in IEC umsetzbare Regler, die mit Programmen wie Matlab oder Octave in C/C++ erzeugt werden. Durch die direkte Integration von C-Code ist es nicht nötig, den Regler in der IEC nachzuprogrammieren. Eine Alternative besteht darin, die Applikation komplett in C/C++ zu programmieren, jedoch diese zyklisch aus dem IEC-Laufzeitsystem aufzurufen. Dadurch kann die eigene Applikation frei gestaltet werden und ist nicht abhängig von den IEC-Sprachen. Die dritte Möglichkeit ergibt sich mit einer Programmierung eines komplett unabhängigen Laufzeitsystems. Gerade die dritte Variante ist bei Firmen mit sehr viel eigenem Software-Know-how ein beliebter Lösungsweg. Meist ist diese Variante allerdings auch an die Entwicklung der kompletten Basis gebunden, da es bis jetzt keine Möglichkeiten gegeben hat, derart tief in bestehende Systeme einzugreifen. Mit der Linux-basierten Steuerungsplattform von Keba können nun eigene Software-Module beliebig auf allen drei beschriebenen Wegen einfach und schnell integriert werden. Dabei sind Echtzeitbetriebssysteme wie VxWorks oder QNX vollständig Posix-kompatibel. Durch die weitgehende Kompatibilität von Linux mit dem Posix-Standard ist ein Wechsel des Betriebssystems in kürzester Zeit möglich.
Durchgängig modular
Durch die flexible, skalierbare Struktur des offenen Steuerungssystems KeControl FlexCore ist vom reinen Betriebssystem bis hin zu High-End-Multi-Robotersystemen eine große Bandbreite an Applikationen möglich. Die kleinste Lösung beginnt beim reinen General Purpose Operating System (GPOS) ohne Echtzeitanforderungen. Ein typisches Beispiel sind hier Industrierechner für Visualisierungsaufgaben. Standardtreiber sind immer verfügbar und Zusatzmodule können ohne Probleme nachinstalliert werden. Hardware- und Diagnoseinformationen werden mittels einer umfangreichen API-Bibliothek zur Verfügung gestellt. Somit kann jeder Kunde sein System exakt entsprechend seinen Anforderungen anpassen. Verbesserte Programmierumgebungen mit Dokumentationen und Beispielen erleichtern den Einstieg ins System. Weitere Optionen ermöglichen dem Kunden eine schnelle und einfache Inbetriebnahme und bieten zahlreiche Vorteile in den Bereichen Diagnose und Wartung. Viele Unternehmen haben den Anspruch eigenentwickelte Software, also ihr ursprüngliches Kern-Knowhow, in ein echtzeitfähiges System zu integrieren. Das offene Steuerungssystem bietet durch Skalierbarkeit und Modularität auch dafür eine stabile Basis. Mit den erwähnten Möglichkeiten können Kunden eigene Applikationen und Software einfach und schnell einbinden. Keba bietet mit der Robotik- und Bewegungssteuerung KeMotion bereits eine fertige Branchenlösung, die auf einer offenen Systemplattform aufbaut. Von den dabei gesammelten Erfahrungen sollen nun auch die Anwender des offenen Steuerungssystem profitieren. Dazu zählen unter anderem kurze Inbetriebnahmezeiten durch Plug&Play sowie erprobte Bedien-Lösungen, die den Schulungsaufwand reduzieren. Darüber hinaus erleichtern Entwicklungs-Tools die Integration und die Diagnose.
Knowhow-Schutz und Kernkompetenzen
Gerade beim Implementieren von Alleinstellungsmerkmalen eines Anbieters wird Offenheit in der Automatisierung immer wichtiger. Firmen wollen ihre Kernkompetenz einfach und schnell integrieren und dabei das Zepter nicht aus der Hand geben. Das eigene Kern-Knowhow und das Wissen um die wesentlichen Produkt-USPs und die Unterscheidung zum Mitbewerb bleibt dadurch gewährleistet. Mit dem neuen Keba Steuerungssystem KeControl FlexCore können Firmen das eigene, essentielle Knowhow selber integrieren und gegebenenfalls an die jeweiligen Märkte oder Kundenwünsche anpassen. n
Maschinen-, Anlagenbauer und auch Automatisierer müssen ihre Produkte und Lösungen heutzutage kontinuierlich an die sich ändernden Anforderungen von Märkten und Kunden anpassen. Dabei ist es oft nicht leicht, das Know-how und die Kernkompetenz in den eigenen Händen zu behalten. Eine offene Steuerung bietet hier eine gute Basis, um unabhängig zu bleiben.
Bild: Keba AGLeistungsstarke, zuverlässige Hardware bei Steuerungssystemen ist in der Industrieautomation ein wichtiger Faktor, ebenso Stabilität, Geschwindigkeit und eine einfache Installation und Bedienung. Die Entwicklung von Steuerungen erfordert jahrelange Erfahrung und in Folge entsprechenden zeitlichen Aufwand für Weiterentwicklung und Wartung. Als Herausforderungen kommen hinzu, dass Bauteile abgekündigt werden, die Firmware auf aktuellem Stand gehalten werden muss und das letztendlich auch die Nutzbarkeit gewährleistet bleibt. Doch selbst dann macht die Hardware allein noch keine Lösung. Im Gegenteil: Mittlerweile manifestieren sich Leistungs- und Alleinstellungsmerkmale sowie die Abgrenzung zum Mitbewerb immer stärker in der Software. Diese wird zunehmends vielschichtiger - beginnend bei Low-Level-Treibern über das Betriebssystem und diverse Zwischenschichten, welche die Flexibilität ermöglichen, bis hin zur eigentlichen Applikation.
KEBA AG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 3 2015 - 25.02.15.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
