Flexibilität macht Betriebe stark

Das Alte soll man lieben, empfiehlt Theodor Fontane in seinem Buch „Der Stechlin“, das Neue hingegen soll man leben. Das ist meist leichter gesagt als getan, denn der Umstieg auf eine neue Technologie ist mit vielen Hürden verbunden. Es gilt, Chancen, Risiken und Kosten abzuwägen. Und es gibt eine emotionale Komponente. Entsprechend schwer fällt Unternehmen die Entscheidung bei der Frage, ob sie bei neuen Projekten auf einen bewährten Feldbus oder eine Industrial Ethernet-Lösung setzen sollen.

Einerseits sind die Argumente für den Wechsel eindeutig. Wer in der Produktion Flexibilität gewinnen möchte, muss die Intelligenz und die Kommunikation auf der Feldebene verbessern. Dies geht nur über schnelle, leistungsfähige Netzwerke, welche die Grenzen zwischen verschiedenen Systemen überwinden. Industrial Ethernet ist die Symbiose aus Echtzeit-Anforderungen unter den teilweise rauen Bedingungen einer Fabrikhalle mit dem TCP/IP-Protokoll des Internets und der Büro-Systeme. Andererseits wird die Leistungsfähigkeit von Industrial Ethernet in vielen Maschinen und Anlagen nicht benötigt. Lohnt es sich trotzdem, jetzt schon zu wechseln?

In den meisten Fällen kann die Frage nur noch bejaht werden. Denn TCP/IP-Netzwerke reichen bereits heute bis in die Steuerungsebene und werden dort beispielsweise zur Anbindung von HMI-Lösungen (Human Machine Interface) und für das Engineering verwendet. Dort treffen sie auf einen mehr oder minder gut überbrückten Medien- oder Protokollbruch. Die vertikale Durchgängigkeit der Daten zu erhöhen, ist ein lohnendes Vorhaben, weil sich Investitionen in die Infrastruktur in der Regel doppelt auszahlen. Zum einen im Rahmen des konkret durchgeplanten Projekts. Zum anderen in Form der kritischen Masse, wenn dieselbe Technologie an verschiedenen Stellen verwendet wird. Das ist vergleichbar mit einer Bahnlinie, die den Transport von Gütern und Menschen von A nach B erlaubt. Je mehr Bahnlinien es gibt, desto höher wird der Nutzen jeder einzelnen, weil sich durch Vernetzung und Umsteigemöglichkeiten Vorteile herausbilden, die die einzelne Strecke noch nicht hatte. So erhalten Anwender weitere Vorteile durch eine vernetzte Infrastruktur, ohne dafür zusätzlich zahlen zu müssen.

Deshalb stellt sich im Maschinenbau die Frage, welche Netz-Technologie sowohl im Einzelfall als auch im Verbund den größten Nutzen bringt und ob sich die Investition kurz- und auch langfristig rechnet. Das Bussystem Sercos setzt beispielsweise auf Innovationen, die erprobte Lösungen und zukunftsweisende Erweiterungen miteinander vereinen. Das zugrunde liegende Kommunikationssystem arbeite bei Sercos II wie auch bei der Real-Time-Ethernet-Lösung Sercos III transparent und einfach. Bewährte Mechanismen wie die Hardware-Synchronisation sorgen dafür, dass sich das Netzwerk selbstständig organisiert und kein zusätzliches Expertenwissen benötigt wird.

„Der Umstieg auf Sercos III lief absolut problemlos“, bestätigt Josef Stehmann von Standard Metallwerke in Werl. Der Spezialist für Rohre in verschiedensten Profilen aus Aluminium, Messing oder Kupfer produziert präzise nach den Spezifikationen der Kunden. Dazu entwickelt das Unternehmen eigene Maschinen. „Bei einem neuen Projekt mussten wir Antriebe exakt aufeinander abstimmen“, berichtet Stehmann, „bei der Analyse aller Faktoren zeigte sich Sercos als sehr vorteilhaft. Die Auswertung von Daten ist durch die bessere Anbindung und den höheren Datendurchsatz im Vergleich zu konventionellen Feldbussen wesentlich einfacher. Auch die Fernwartung über das vorhandene Netzwerk unseres Betriebes ist deutlich erleichtert.“

Alle Generationen basieren auf den selben Prinzipien, also identischen Profilen, gleicher Telegrammstruktur und sicherer Hardware-Synchronisation. Auch wenn sie mit unterschiedlichen Technologien und Geschwindigkeiten arbeiten, bieten sie im wichtigen Bereich der Steuerung die notwendige Kontinuität. Dies wissen Anwender wie die JTEKT Corporation in Japan zu schätzen. Das Unternehmen der CNC Group ist ein Spezialist für Lenkungssysteme und hat beispielsweise als einer der ersten Automobilzulieferer Servolenkungen für den Massenmarkt erschwinglich gemacht. „Seit über zwölf Jahren erfüllt Sercos alle unsere Anforderungen“, sagt Toshihiro Yonezu von der JTEKT Corp., „denn die offene Struktur bietet volle Kontrolle über die Technologie. Umfassende Diagnoseoptionen und bewährte Funktionen sind essentiell für unser Kerngeschäft.“

Dank durchgängiger Kommunikation und hohem Datendurchsatz können Maschinen anders geplant werden. Was früher nur eine zuverlässige, aber starre Hardware regeln konnte, übernimmt heute flexible Maschinensoftware, die mittels intelligenter Sensoren den Prozess überwacht und Aktoren präzise ansteuert. Das gibt Maschinenbauern völlig neue Perspektiven, weil Automation dann kein abgeschlossener Prozess mehr ist. Je mehr Kreativität in die Steuerung fließt, desto mehr lässt sich auch nachträglich aus bereits getroffenen Anschaffungen herausholen. Teile können neu kombiniert und intelligent verknüpft werden. Je besser das Zusammenspiel von Hard- und Software, desto weniger muss im Vergleich zu früher in die Mechanik investiert werden, was auch die Frage nach den Umstiegskosten relativiert.

Bei der Wahl einer Industrial-Ethernet-Lösung müssen Anwender deshalb darauf achten, die Flexibilität der TCP/IP-Welt nicht durch andere Einschränkungen zu erkaufen. Es gibt 25 Lösungen, die alle echtzeitfähiges Ethernet versprechen. Die Unterschiede sind jedoch teilweise gewaltig. Einige Systeme bieten zwar Real-Time-Funktionen, jedoch mit begrenzter Synchronität, die garantiert, dass mehrere Module im gleichen Systemtakt arbeiten. Andere basieren auf einer engen Verbindung zwischen Steuerungs- und Netzwerkfunktionalität, wodurch der Anwender in der Auswahl seiner Automatisierungssysteme eingeschränkt wird. Wieder andere sind zwar offen, verlangen aber eine rigide Netzwerk-Planung mit vielen Steuerungseinheiten, die Änderungen erschweren und mitunter einfache Standardkommunikation sehr langsam machen.

Einfachheit, Robustheit und Offenheit sind die Kennzeichen erfolgreicher Netzwerke. Deshalb unterstützt auch der Hersteller 3S-Smart Software Solutions aus Kempten Sercos. Mit der Programmiersoftware CoDeSys lassen sich leistungsfähige Steuerungen nach dem IEC-Standard 61131-3 programmieren. „Für 3S war es keine Frage, Sercos III in unser CoDeSys-System zu implementieren“, sagt Manfred Werner von der 3S-Geschäftsleitung.

Industrial Ethernet macht völlig neue Lösungen möglich, die in reiner Mechanik zu aufwendig und teuer oder funktionell einfach nicht lösbar sind. Um sich diese Vorteile langfristig zu sichern, lohnt es sich, jetzt den Einstieg in die neue Produktionswelt zu finden. Am besten mit einer Lösung wie Sercos III, die geringe Einstiegshürden bietet und den Anwender nicht einschränkt. Die zukunftssicher ist und alle wichtigen Funktionen von Haus aus mitbringt. Die wenig zusätzliche Netzwerkplanung erfordert und den Anwender in allen Aspekten der Automation und des Maschinenbau unterstützt. Dann kann man das Neue leben, auch wenn man das Alte weiterhin liebt.

Karl-Friedrich Rauterberg Bosch Rexroth AG, Lohr

Industrial Ethernet ist mehr als ein Feldbuswechsel

Die neuen Lösungen wären mechanisch nicht machbar

Sicherheit durch gleiche Systeme schaffen

Die Ethernet-Serie besteht aus vier Teilen: Der letzte Teil zeigt, wie Unternehmen den Umstieg sicher und gezielt bewerkstelligen. In den anderen Teilen ging es um mehr Flexibilität im Maschinenbau, Trends und Herausforderungen in der Fabrikautomation sowie um Datenverkehr mit hoher Performance. Die komplette Serie finden Sie unter www.industrieanzeiger.de/ia/live/fachartikelarchiv/liste.html.