erschienen im A&D SOFTWAREGUIDE 2001
Dipl.-Ing. Siegfried Oblasser ist Leiter der Systemtechnik für Industrie Automatisierungssysteme bei der Siemens AG Nürnberg, Geschäftsbereich Automation & Drives
Schnelles Reagieren auf veränderte Marktanforderungen und Individualisierung des Produktangebotes sind die Herausforderungen für die Industrie. Geringere Losgrößen und kürzere Produktlebenszyklen sind die Folge, was wiederum eine höhere Flexibilität in der Automatisierungslösung für die jeweiligen Maschinen und Produktionsanlagen erfordert. Ein Lösungsansatz sind modular aufgebaute Anlagen, die leichter anpassbar oder erweiterbar sind. Neue modulare Anlagenkonzepte basieren auf autarken Funktionseinheiten und Maschinen, die über standardisierte Schnittstellen zur Gesamtanlage integriert werden. Sie ermöglichen deutliche Einsparungen bei Engineering und Inbetriebnahme von Neuanlagen oder bei der Erweiterung von bestehenden Anlagen durch vorgetestete Maschinen und Anlagenteile. Der entscheidende Unterschied zu heutigen Automatisierungslösungen besteht darin, dass der Ablauf des technologischen Gesamtprozesses einer Anlage unabhängig von der internen Funktion jeder einzelnen Maschine projektiert,getestet und optimiert wird. Siemens unterstützt den modularen Anlagen und Maschinenbau mit dem neuen Konzept ‚Component based Automation‘, das auf dem Standard Profinet der Profibus Nutzerorganisation basiert. Profinet vereinfacht den Datenaustausch auf Anwenderebene zwischen intelligenten Geräten verschiedener Hersteller über Ethernet und Profibus. Es definiert nicht nur standardisierte Kommunikationsprotokolle, sondern auch das Engineering der Kommunikation auf Applikationslevel und ist aus unserer Sicht daher am besten geeignet, um Maschinen und Teilanlagen entlang der gesamten Fertigungslinie zu integrieren. Üblicherweise werden die Projektierung einer Gesamtanlage und die Programmierung der einzelnen Maschinen und Aggregate durch unterschiedliche Teams, bzw. verschiedene Hersteller oder Zulieferer durchgeführt. Entscheidend ist, dass diese Einzelteile herstellerübergreifend zu einer lauffähigen Gesamtanlage zusammengefügt werden können. Dies gelingt, da die Projektierung der Gesamtanlage mit einem übergeordneten Software Tool erfolgt und für die Programmierung der einzelnen Maschinen oder Anlagenteile weiterhin die vorhandenen Softwarewerkzeuge verwendet werden. Nur so können vorhandene Anwendersoftware und das bestehende Knowhow bei Programmierern, Inbetriebsetzern und Wartungspersonal weitergenutzt werden. Der Schutz der Anwenderinvestitionen hat oberste Priorität um eine breite Akzeptanz bei den Anwendern zu erreichen. Gerätehersteller brauchen ihre bestehenden Projektier- und Programmierwerkzeuge lediglich um die Profinet-Schnittstelle zu erweitern. Siemens integriert die Profinet-Schnittstelle beispielsweise als neue Funktion direkt in Step 7. Die Kommunikationsbeziehungen zwischen den einzelnen Maschinen, Transporteinheiten oder Teilbereichen einer Anlage werden aus rein technologischer Sicht mit einem übergeordneten Software Tool grafisch festgelegt. Eine solche Software ist Simatic iMap, das über offene Schnittstellen gemäß Profinet Standard verfügt und für alle Profinet-fähigen Geräte verwendet werden kann, auch für die von anderen Herstellern. Projektieren statt programmieren heißt die Devise, denn die Kommunikationsbeziehungen zwischen den Maschinen- und Anlagenteilen werden jetzt grafisch durch einfaches Ziehen von Linien festgelegt.Das bisher nötige Programmieren von Kommunikationsaufrufen entfällt also in Zukunft völlig und es wird nur mit technologischen Begriffen gearbeitet, beispielsweise ‚Anmeldung zur Freigabe für die nächste Station’oder ‚Bereit zur Übergabe des Werkstücks‘.Kenntnisse der Kommunikationsfunktionen sind nicht mehr notwendig, da sie durch die Software automatisch im Hintergrund eingebunden werden. Die gesamte Kommunikation der Maschine oder Anlage wird anhand der grafischen Informationen auch online getestet und diagnostiziert.Da bei der Inbetriebnahme der Anlage nicht mehr in die Applikationssoftware der einzelnen Maschinen eingegriffen werden muss, sind unerwünschte Rückwirkungen auf deren bereits voll ausgetesteten Funktionen ausgeschlossen. Ein anderer wichtiger Aspekt ist die Unterstützung sowohl von Ethernet als auch von Feldbussen bei der Projektierung der anlagenweiten Kommunikation.Denn auch die installierte Basis muss bei Anlagenerweiterungen einbezogen werden können.Außerdem hat der Anwender mehr Möglichkeiten, wenn er beispielsweise das umfangreiche, vorhandene Profibus Gerätespektrum sofort für neue modulare Anlagenkonzepte nutzen kann. Profibus-Segmente werden über ein Profinet-Gerät mit Stellvertreter Funktion (Profinet Proxy) an Ethernet angeschlossen. Das Festlegen der Kommunikationsbeziehungen erfolgt unabhängig davon an welchem Bussystem die einzelnen Steuerungen angeschlossen sind, damit sich der Projekteur auf die Optimierung des Gesamtablaufs konzentrieren kann. Simatic und Steps sind eingetragene Marken der Firma Siemens.
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