Markus Sandhöfner leitet seit Anfang des Jahres die deutsche Niederlassung des Automatisierungsspezialisten B&R. Im Gespräch erklärt er uns die kürzlich vorgestellte Reaction-Technik, mit der sich Reaktionszeiten von 1 µs erreichen lassen. §
Autor: Das Interview führte Michael Corban, Chefredakteur der elektro AUTOMATION
Herr Sandhöfner, welche Ziele haben Sie sich bei B&R Deutschland gesetzt?
Wir wollen in den nächsten Jahren unsere starke Position am Markt weiter ausbauen. Zentrale Elemente werden dabei die Nähe zu unseren Kunden und ein umfassendes Serviceangebot bleiben. Mit zahlreichen Innovationen – beispielsweise der zur SPS IPC Drives 2013 vorgestellten Reaction-Technologie – werden wir den Wettbewerbsvorsprung unserer Kunden noch vergrößern können. Das gilt sowohl für Highend- als auch Midrange-Maschinen.
Könnten Sie das etwas näher erläutern?
Viele unserer Kunden treffen in den asiatischen Märkten wie etwa China auf einen starken Wettbewerb im Bereich der Midrange-Maschinen. Will heißen: Maschinen, die etwas einfacher aufgebaut sind und damit nicht so flexibel und leistungsfähig wie die Highend-Modelle, mit denen aber der Einstieg in diese Märkte gelingt. Wir können diese Maschinenbauer aufgrund unseres Ansatzes der durchgängig integrierten Automatisierung unterstützen, denn bei der Steuerungsprogrammierung führt dies dazu, dass sich aus einem Software-Projekt sowohl Highend- als auch Midrange-Maschinen bedienen lassen. Mit anderen Worten: Mit der schon vorhandenen Software können die Hersteller auch die etwas weniger leistungsfähigen Maschinen steuern, was insbesondere im Engineering Zeitaufwand und Kosten senkt. Ergänzend stellen wir per Scalability+ sicher, dass die Software auf jeder Hardware von B&R läuft; das heißt auf jeglicher Art von CPU, sei sie Panel-, Antriebs- oder I/O-basiert, und in jeglicher Leistungsausprägung.
Welche Rolle spielt das Lösungsportfolio rund um die Aprol-Software?
Mit den Aprol-Solution-Paketen lässt sich die Maschinen- und Produktionstransparenz auf einer gemeinsamen Datenbasis realisieren. Interessant dabei ist, dass sich die Fabrikautomation bezüglich der Rückverfolgbarkeit und Protokollierung den Anforderungen der Prozessindustrie nähert – insbesondere denen der Pharmaindustrie. Im Gegenzug wird in der Prozessindustrie der Ruf nach mehr Flexibilität und modulareren Anlagen immer stärker, wodurch sich eine weitgehende Überlappung der Anforderungen seitens der Maschinen- beziehungsweise Fabrikautomation und der Prozessautomation ergibt. All diese Anforderungen erfüllt ein Prozessleitsystem wie Aprol, Verfügbarkeit und Datenkonsistenz bleiben dabei immer erhalten. Die Aprol-Solutions Energy Monitoring, Condition Monitoring und Process Data Acquisition basieren deswegen allesamt auf unserem Prozessleitsystem und sind sowohl als einfach realisierbare Out-of-the-box-Lösung als auch in beliebiger Kombination einsetz- und erweiterbar – was dem Anwender die Möglichkeit gibt, auch bestehende Anlagen schrittweise anzupassen.
Sie haben eingangs die anlässlich der SPS IPC Drives vorgestellte Reaction-Technologie von B&R erwähnt. Ziel ist die Bearbeitung besonders zeitkritischer Aufgaben. Wie schnell wird die Steuerungstechnik?
Die Steuerungstechnik kann hier mit einer Zykluszeit von bisher unerreichten 20 Nanosekunden arbeiten und damit Gesamtreaktionszeiten von einer Mikrosekunde erzielen – will heißen: vom Eingang über die Verarbeitung der Information bis zum Einleiten einer Reaktion am Ausgang. Wir haben dazu ein sehr anschauliches Modell mit einer Gewehrkugel und einem Apfel entwickelt: Die Gewehrkugel ist normalerweise mit einer Geschwindigkeit von 600 bis 800 Metern pro Sekunde unterwegs. Feuert man nun auf einen Apfel, dann wird innerhalb einer Mikrosekunde gerade einmal die Schale des Apfels angeritzt.
Wie erreichen Sie technisch die hohe Reaktionsgeschwindigkeit?
Indem wir die Vorteile einer zentralen Datenhaltung und IEC-konformen Programmierung mit einem dezentralen Ablauf im E/A-Modul kombinieren. Das heißt, Programmierung und Parametrierung erfolgen für die zentrale CPU, zugleich haben wir aber die Möglichkeit, die extrem schnelle Reaktionsgeschwindigkeit von nur einer Mikrosekunde im E/A-Modul zu realisieren. In den in Frage kommenden E/A-Modulen nutzen wir dazu die FPGA-Technologie. Und das Geheimnis unserer Lösung ist, dass wir die normalerweise sehr schwierige Programmierung der FPGAs in unser Standard-Programmiersystem Automation Studio eingebunden haben. Hier kann der Anwender mit einer IEC-kompatiblen Sprache programmieren und über Standard-Diagnosewerkzeuge den Code gleich überprüfen. Die schnellen E/A-Module lassen sich auf diese Weise sehr einfach wie andere Bausteine einbinden.
Welche Anwendungen hat B&R hinsichtlich der Reaction-Technologie im Fokus?
Bereits in der Vergangenheit konnten wir bei Bedarf auf einen schnellen Trigger-Eingang unseres Acopos-Servoverstärkers gehen – allerdings wird ein elektrischer Servoantrieb nicht in jeder Anwendung benötigt. Unser Ziel war es also, diese Geschwindigkeit mit einer Standardsteuerung umsetzen zu können. Die E/A-Module für die Reaction-Technologie lassen sich so zum Beispiel in Verbindung mit einer Standard-X20-CPU einsetzen. Anwendungen, für die unsere Kunden auf uns zugekommen sind, sind unter anderem schnellste Prozesse im Spritzgießbereich – etwa das Umschalten von einer Drehzahl- oder Positions- auf eine Druck-Regelung – oder die Kantenerkennung bei der Papiernachverarbeitung. Wir haben aber auch schon an Messtechnik-Module gedacht, wenn es darum geht, sehr schnelle Prozesse beherrschen zu können.
B&R legt viel Wert auf das Thema Skalierbarkeit, Sie haben bereits mehrfach das Thema Scalability+ angesprochen. Wie gliedert sich die Reaction-Technologie in diesen Ansatz ein?
Die Reaction-Technologie ermöglicht es uns, mit CPUs zu arbeiten, die hinsichtlich der Zykluszeit im mittleren und unteren Leistungsbereich angesiedelt sind. Das heißt, ich habe die Möglichkeit, mit einer CPU, die im Millisekunden-Bereich arbeitet, über die Reaction-Technologie eine Reaktionszeit zu generieren, die im Mikrosekunden-Bereich liegt. Immer dann, wenn also innerhalb einer Maschine oder Anlage nur ein einzelner Teilprozess die sehr schnelle Reaktionszeit fordert, kann ich diese mit der Standard-Steuerung beherrschen – und muss dazu nicht unbedingt einen leistungsfähigen Prozessor einsetzen. Scalability+ bietet mir hier die Möglichkeit, einen von der Geschwindigkeit auf die allgemeine Aufgabe zugeschnittenen langsameren und dadurch preisgünstigen Prozessor zu nutzen und trotzdem schnellste Anwendungen umzusetzen. •
Herr Sandhöfner, wir danken für das Gespräch.
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