Intelligente Produkte werden zum Kostendrücker

Energie- und Ressourceneffizienz, Nachhaltigkeit, Vernetzung und Mobilität – das sind die wesentlichen Herausforderungen heute wie morgen. Die Hannover Messe zeigt, dass die Industrie intelligente Technologien und schnelle Lösungen für diese Herausforderungen bereithält. Insbesondere die Industrial Automation, die internationale Leitmesse für Prozessautomation, Fertigungsautomation und Systemlösungen für Produktion und Gebäude, rückt Themen wie Energie- und Materialeffizienz, intelligente Produktionssysteme und -verfahren sowie ressourcen- und umweltschonende Verfahren in den Mittelpunkt.

Die Automatisierungsindustrie ist ein Treiber für innovative wirtschaftliche Entwicklungen und unterliegt einer hohen Entwicklungsdynamik. „Die Innovationsgeschwindigkeit in der Automation ist extrem hoch“, betont Oliver Frese, Geschäftsbereichsleiter bei der Deutschen Messe AG. Diese Dynamik ermögliche gleichzeitig aber auch außerordentliche Investitionspotenziale. Nach Berechnungen des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) sind allein in den Industriezweigen Chemie, Papier und Metall sowie Verarbeitung von Erden und Steinen bis 2050 Investitionen von rund 23 Mrd. Euro nötig, um durch Effizienzsteigerungen rund 102 Mrd. Euro einzusparen.

In der Industrie werden Prozesse stetig weiter mit innovativen Produkten und Lösungen instrumentiert, automatisiert und optimiert. Dies hält die Prozessautomation auf Wachstumskurs. Der ZVEI rechnet für das Gesamtjahr 2012 mit einem Wachstum der weltweiten Auftragseingänge von rund 5 %. Daniel Huber, Leiter der Division Prozessautomation in Central Europe von ABB, bestätigt: „Das Wachstum wird sich nach Angaben des Marktforschungsinstituts IHS in den kommenden Jahren in Mitteleuropa wieder auf einem Niveau einpendeln, welches sich im langfristigen Durchschnitt von etwa drei bis vier Prozent bewegt – sofern keine weiteren weltwirtschaftlichen Verwerfungen auftreten.“

Die Besucher in Hannover finden in sieben Hallen Lösungen der Prozess- und Fertigungsautomation sowie Präsentationen zu den Themenschwerpunkten Industrial IT und Robotik. Auch Themen wie Embedded Systems und Smart Production weisen auf der Fachmesse auf integrierte Automatisierungsprozesse hin. Anhand intelligenter Produktionssysteme und -verfahren sowie der Realisierung und Koordination vernetzter geografisch verteilter Produktionsstätten wird dort das Leitthema „Integrated Industry“ geradezu greifbar.

Die Messe deckt alle Disziplinen der Automation von Prozess- und Energieautomation bis hin zu IT-vernetzten Automationstechnologien ab. Die immer engere Verbindung von Automation und IT-Anwendungen ist für die Automatisierungsbranche besonders zukunftsträchtig. Experten beschreiben die Entwicklung hin zu einer Industrie der Zukunft als Industrie 4.0 – ein weiteres wichtiges Thema der Industrial Automation im kommenden Jahr (siehe Seite 76).

Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur integrierten Industrie ist das Konzept der Integrated Automation von Festo (Halle 15, Stand D07) auf Basis der Automatisierungsplattform CPX. „Aufgaben, die heute noch der zentrale Leitrechner innehat, werden in Zukunft von Komponenten übernommen. Sie vernetzen sich auf intelligente Art und Weise selbst, konfigurieren sich mit einem Minimalaufwand selbst und werden so den unterschiedlichen Anforderungen an Fertigungsaufträge auf selbststeuernde Weise gerecht“, prognostiziert Prof. Dr. Peter Post, Leiter Corporate Research & Programme Strategy bei Festo.

Ansätze dazu bietet das Festo-Konzept der Integrated Automation auf Basis der Automatisierungsplattform CPX. Das elektrische Terminal für Ventilinseln bietet mehr als nur den Anschluss der Feld- an die Leitebene. Schon heute ist es diagnosefähig und kann Condition-Monitoring-Aufgaben übernemen. Es integriert mit seinen einzelnen Modulen die Ansteuerung pneumatischer Zylinder über die modularen Ventilinseln MPA und VTSA mit den Motion Controllern für elektrische Antriebe sowie Safety-Funktionen. Damit kann man auf Diagnose-Informationen zugreifen, Fehler schnell lokalisieren und Module austauschen. Beispiele für die Integration von Funktionen sind IT-Leistungen wie ein Web-Server, ein Front-End-Controller zur dezentralen Steuerung vor Ort, ein End-Position-Controller, ein Proportionalventil oder ein Drucksensor, um interne Ventilinsel-Drücke oder externe Signale zu erfassen. Experten sehen im Zeitalter der Industrie 4.0 das Ende des heutigen Chaos der unzähligen Bussysteme gekommen. Es wird dann nur noch ein einziges weltweit standardisiertes Protokoll geben: das Internet-Protokoll auf echtzeitfähigem WLan oder Ethernet.

Der Trend zur Vereinfachung folgt der gleichen Philosophie wie die neuen adaptiven und intelligenten Anlagenplattformen: Verändert sich bisher etwas am Produkt, müssen Teile der Anlage umgebaut werden. Neue höchst adaptive Anlagen werden sich jedoch zukünftigen Produktmodifikationen automatisch anpassen. Diskussionen über Umrüstzeiten werden in der Fabrik der Zukunft kein Thema mehr sein.

Auch der Nürnberger Automatisierer Siemens (Halle 9, Stand D76) widmet sich der Integration der Technologien in der Industrie. Insbesondere Industriesoftware und integrierte Antriebssysteme stehen im Fokus des Messeauftrittes. Für Dirk Hoke, CEO der Siemens-Division Customer Services, gewinnt „die umfassende Integration aller Technologien überall an Bedeutung“. Ziel dieser Integration sei es, die Wertschöpfung über die gesamte Prozesskette zu optimieren, was aber alles nicht neu sei. Das von Siemens seit Jahren geführte Instrument heißt Totally Integrated Automation (TIA). Zur Messe präsentieren die Nürnberger erstmals ihr Konzept des Integrated Drive System (IDS) – ein auf TIA-Basis für nahezu alle elektrischen Antriebsaufgaben integriertes Portfolio (siehe auch Interview mit Ralf-Michael Franke, CEO der Business Unit Drive Technologies, auf Seite 42).

Von Design über Planung, Engineering sowie Inbetriebnahme und Betrieb bis hin zu integrierten Industrieservices reicht das Spektrum, das Siemens auf der Hannover Messe zeigt. Der Bereich der Industrieautomatisierung stellt die Thematik der IT-Durchdringung auf der Messe heraus: „Da die Komplexität der Produkte und Anlagen unserer Kunden kontinuierlich zunimmt, ist und bleibt die Software-basierte Unterstützung der Engineering-Prozesse der wichtigste Produktivitätshebel“, meint Eckard Eberle, CEO der Business Unit Industrial Automation Systems. Als Messe-Highlight führt Eberle die Version 12 des Engineering Frameworks TIA Portal ins Feld, neben den neuen Controllern der Generation Simatic S7-1500.

Quasi als Pionier für PC-basierte Steuerungstechnik hat Beckhoff (Halle 9, Stand F06) die Konvergenz dieser Technologien früh verfolgt und beispielsweise mit Scientific Automation sowie TwinCAT 3 entsprechende Lösungen in den Markt gebracht. Mit PC-Control und EtherCAT stehen offene, durchgängige Steuerungs-Architekturen als Technologiebasis für aktuelle und zukünftige Entwicklungen zur Verfügung. Auf der Messe präsentiert Beckhoff das Release der neuen TwinCAT-Version 3.1: Eine wesentliche Neuerung ist die Unterstützung von 64-Bit-Betriebssystemen, die nun auch für die Runtime genutzt werden können. Weitere Neuerungen: PLC-Runtime für Windows CE, bessere Integration von Source-Code-Control-Datenbanken, automatische Codegenerierung mit dem Automation-Interface und die Integration in das neue Visual Studio 2012.

Hochflexibel ist die neue Multitouch-Panel-Generation. Sie bietet größtmögliche Flexibilität, verschiedene Displaygrößen von 7“ bis 24“, horizontale oder vertikale Ausrichtung, Einbau- oder Tragarmpanel. Auch die neue, mit Intel-Core-i-Prozessoren der dritten Generation ausgestattete Einbau-Panel-PC-Serie CP22xx wird in verschiedenen Displaygrößen ab 12“ erhältlich sein und unterstützt die neueste TwinCAT-Version optimal. Mit einer neuen Übertragungstechnik für die Multitouch-Panel-Serien CP29xx und CP39xx wird die Verkabelung deutlich vereinfacht. Die Servoklemmen der Serie EL7201 für das EtherCAT-I/O-System integrieren im Standardklemmengehäuse einen vollständigen Servoverstärker. Die neue Variante unterstützt, anstatt des traditionellen Resolver-Interfaces, die One Cable Technology (OCT) der Servomotoren-Baureihe AM81xx. Damit können auch absolute Positionen erfasst und batterielos gespeichert werden.

Unter dem Namen M1 webMI pro bringt Bachmann Electronic aus dem österreichischen Feldkirch (Halle 23, Stand F24) ein leistungsfähiges Produkt für die Web-Visualisierungen auf den Markt. Über einen schlanken Webserver, direkt auf der M1-Steuerung installiert, lassen sich beliebige Visualisierungsgeräte wie Smartphones, aber auch leistungsstarke Bedienterminals ankoppeln. Die entsprechende Berechtigung vorausgesetzt, hat man nun von jedem beliebigen Ort der Welt aus Zugriff auf die Applikation. Die Integration in die Steuerungen von Bachmann zeigt, welche Performance moderne Web-Technologien bieten: Auch bei Datenaktualisierungsraten von weit unter 100 ms und hunderten von animierten Grafikelementen wird eine flackerfreie Darstellung realisiert. Minimal sind die zusätzlichen Ressourcen, die auf der M1-Steuerung dabei benötigt werden.

Einen weiteren Schwerpunkt auf der Industrial Automation bildet der Bereich Energieeffizienz in industriellen Prozessen. Auf der gleichnamigen Sonderausstellung werden Produkte, Systeme und Software zur Energiemessung und -erfassung sowie für systematisches und transparentes Energiemanagement vorgestellt. Die Efficiency Arena bietet ein etabliertes Forum, um alle Aspekte und Möglichkeiten einer effizienten Energieausnutzung zu diskutieren. Ein Thema ist hier unter anderem die Energieeinsparung durch automatisierte Produktionsverfahren. Weitere Sonderschauen ergänzen die Themen: darunter die Wireless Automation & M2M und die Industrial Security & Product Protection in Halle 8, der Pumpen-Platz in Halle 14 und die Micro-Technology – Smart Systems for Automation in Halle 17.

Philip Hartmann Fachjournalist in Gießen