Feldbusse ermöglichen die vertikale Integration vom Sensor bis zur Unternehmensleitebene. Nach jahrelangem Tauziehen um einen internationalen Standard ist nun eine Einigung in Sicht, an der deutsche Entwicklungen maßgeblich partizipieren.
Dipl.-Ing. Achim Scharf ist freier Fachjournalist in München
Automatisierungstechnik – und besonders die Prozeßautomatisierung – ist eine Querschnittstechnologie. „Ihr Einsatz bestimmt in hohem Umfang die Produktivität von Anlagen der Verfahrenstechnik. Aber auch für die Wettbewerbsfähigkeit des Anlagenbaus ist die Automatisierung seiner Anlagen von entscheidender Bedeutung“, unterstrich Michael Ziesemer, Vorsitzender des ZVEI-Fachverbandes Meßtechnik und Prozeßautomatisierung, auf der Messe Interkama in Düsseldorf.
Ähnlich wie die Mikroelektronik, so Ziesemer, habe Automatisierungstechnik eine deutliche Initial- oder Hebelwirkung für die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie. Hingegen werde die Automatisierungstechnik selbst heute von der schnellen Entwicklung der Mikroelektronik, den Software- und Kommunikationstechnologien geprägt.
Durch die Verwendung von Standards bei den Kommunikationsprotokollen (Feldbusse), Softwaretechnologien und Schnittstellen, sind offene Systemarchitekturen entstanden, die auch Komponenten aus der Office-Automatisierung verwenden. Die Zielrichtung ist klar: Es geht um die Automatisierung
der technischen Produktionsprozesse,
der Geschäftsprozesse und
der Prozesse zum Planen, Errichten und Instandhalten der Anlagen.
Alle drei Aspekte werden dabei immer häufiger „im Sinne einer Gesamtlösung integriert“, benennt Ziesemer den Trend. Konkret bedeutet das beispielsweise die Integration der Prozeßautomatisierung mit den Systemen zur Unterstützung der Unternehmenslogistik.
Auf der Unternehmensleitebene sind heute ERP-Systeme (Enterprise Ressource Planning) auf der Basis von SAP R/3 quasi Standard. Die Betriebsleitebene wird von MES-Systemen (Manufacturing Execution Systems) abgedeckt, die wesentlichen Anbieter sind hier Wonderware, Intellution und National Instruments mit deutschen Niederlassungen in München.
Microsoft und Intellution, so hieß es auf der Interkama, werden im Bereich der verteilten Internet-Anwendungen für die Fertigung (Distributed Internet Application for Manufacuring; DNA-M), eng zusammenarbeiten. In diesem Konzept lassen sich die Automatisierungsprodukte von Intellution mit den Backoffice-Komponenten und kaufmännischen ERP- und PPS-Systemen zu einer integrierten Gesamtlösung verbinden. Damit seien erstmals Möglichkeiten für die vertikale Integration der Prozeß- und Feldebene mit unternehmensweiter Anwendungssoftware (etwa SAP R/3-Systeme) auf der Basis von Standardschnittstellen und mit einem durchgängigen Datenaustausch verfügbar.
Microsoft ist mit dem Betriebssystem Windows NT und den Backoffice-Produkten Marktführer für PC-Standardsoftware, wie sie auch für die Realisierung von Automatisierungsaufgaben zum Einsatz kommt. Auf der anderen Seite ist Intellution mit deutscher Niederlassung in Haar bei München, mit der Dynamics-Produktfamilie einer der führenden Anbieter für Automatisierungslösungen auf der PC-Plattform. Dort sieht man deshalb die geschlossene Vereinbarung „als logische Weiterentwicklung dieser Situation und erwartet daraus deutliche Integrationsvorteile für den Anwender“, meinte Unternehmenssprecher Georg Süss.
Feldbusse sind das Rückgrat der Kommunikation in der Prozeßautomatisierung. Hier zeichnet sich nach langjährigen Diskussionen ein internationaler Standard ab. Teilspezifikationen der relevanten Bussysteme wie des Interbus, Profibus oder World-FIP sollen integriert und damit inhaltlich in der endgültigen IEC-Norm vertreten sein. Basis hierfür sind die technischen Spezifikationen Teil 3, 4, 5 und 6 der IEC 61158. Die Teile 3 und 4 betreffen die Verbindungsebene, 5 und 6 die Anwendungsebene. Die Fieldbus Foundation wird zusätzlich Hoch-geschwindigkeits-Ethernet einbringen. „Am 15. Dezember soll das gesamte Rahmenwerk dann endgültig verabschiedet werden. Wenn alles gut geht, haben wir noch in diesem Jahr den internationalen Standard“, sagte Klaus-Peter Lindner, Vorsitzender von Profibus International.
Der 1997 eingeführte Profibus PA (Prozeßautomatisierung) hat sich inzwischen in Branchen wie etwa Bergbau, Chemie und Feinchemie, Lebensmittel, Abwasser, Metall sowie Farben- und Klebstoffherstellung etabliert. „Das PA-Produktspektrum ermöglicht die komplette Instrumentierung verfahrenstechnischer Anlagen in explosionsgeschützten und nicht explosionsgeschützten Bereichen.“ Profibus-PA mit der auf IEC 1158-2 basierenden Übertragungstechnik, hob Lindner hervor, sei eine Feldbus-Erfolgsstory.
„Die Repräsentanten der internationalen Interbus-Clubs begrüßen die Entscheidung, die Spezifikation der IEC 61158 für weitere marktrelevante Kommunikationsprotokolle und -profile zu öffnen“, verdeutlicht Roland Bent von Phoenix Contact mit Sitz in Blomberg. „Wir sehen in der Öffnung die Chance, die Eigenschaften eines schnellen Kommunikations-Systems, die heute in der Europanorm EN 50254 beschrieben sind, auch in der IEC 61158 abzubilden.“ Dies ist für Bent die Voraussetzung für einen langfristigen Investitionsschutz für Anwender und Hersteller. Vor diesem Hintergrund sieht er es als Ziel, Interbus in die IEC 61158 zu integrieren. Damit wären schon zwei deutsche Entwicklungen maßgeblich an den Spezifikationen des internationalen Feldbusses beteiligt.
((BU))
Antriebe besitzen diverse Busschnittstellen: Stellantriebe werden immer intelligenter
Die Kombination von Digitaltechnik mit bewährter Mechanik ist gelungen. Auch bei Aktoren haben neue Kommunikationsmöglichkeiten den Technologiewandel eingeleitet. Ein Beispiel sind geregelte Antriebe oder Stellungsregler mit integrierter Steuerungstechnik. Matthias Dinse, Mitglied der Geschäftsleitung der Auma Werner Riester GmbH in Müllheim hebt hier die sanften Anlaufeigenschaften eines drehzahlgeregelten Antriebes hervor. Druckstöße auf Armaturen und Rohre werden durch eine von vornherein niedrig gewählte Antriebsdrehzahl vermieden. „Außerdem können die Prozesse präziser geregelt werden“, gibt Dinse als Einsatzgrund an.
Die Mitsubishi Electric GmbH, Ratingen, präsentierte einen Servomotor mit eingebauter Positioniersteuerung. „Der Anwender spart zusätzlichen Programmier- und Verdrahtungsaufwand“, beschreibt Christian Manzei die Vorzüge. Dieser Servoverstärker ist mit jeder beliebigen SPS-Steuerung kompatibel. Die Dr. Fritz Faulhaber GmbH aus Schönaich stellte einen Sinusmotor vor, der die Vorteile eines bürstenlosen Motors mit der Funktionsvielfalt eines Motion Controllers verbindet. Auf kleinstem Raum integriert sind neben dem Servomotor ein hochauflösender Istwertgeber und ein programmierbarer Positions- und Drehzahlregler.
Copac und Copar.nennt die Festo AG & Co., Esslingen, ihre kommunikationsfähigen Antriebe, die sich problemlos in unterschiedliche Automatisierungslösungen integrieren lassen. Die Aris GmbH aus Hennef bietet ihre Dreh- und Schwenkantriebe mit Busschnittstellen für Profibus DP und Can-Open an. Baugruppen zum Anschluß an andere Bussysteme sind auf Kundenwunsch kurzfristig lieferbar. Neben den Regelantrieben werden auch reine „Auf“- und „Zu”-Antriebe für den ASI–Bus angeboten, so daß für jede Aufgabenstellung ein „busfähiger” Stellantrieb vorhanden ist.
Hans-Ullrich Tschätsch ist freier Fachjournalist in Oberhausen
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