Steuerungen Mechatronischer Ansatz für die Automatisierung

Autor / Redakteur: Arndt Christ / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Um Engineering-Prozesse im Sinne von Industrie 4.0 zu vereinfachen sowie die Wiederverwendbarkeit der einzelnen Einheiten zu steigern, legen Konstrukteure ihr Augenmerk auf einen modularen Aufbau der Maschine und damit auf einen mechatronischen Ansatz. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Steuerung.

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Das Automatisierungssystem PSS 4000 ermöglicht es, die Vorteile einer dezentralen Steuerungsstruktur zu nutzen, ohne dass die Handhabung von Hard- und Software komplexer wird.
Das Automatisierungssystem PSS 4000 ermöglicht es, die Vorteile einer dezentralen Steuerungsstruktur zu nutzen, ohne dass die Handhabung von Hard- und Software komplexer wird.
(Bild: Pilz/Photodesign)

Innovationsgeschwindigkeit und verkürzte Entwicklungszeiten spielen im globalen Wettbewerb eine immer größere Rolle. Hauptsächlich der mechatronische Ansatz stellt dabei einen Erfolgsfaktor für Unternehmen bei der Entwicklung neuer Maschinen und Anlagen dar. Der Begriff „mechatronisch“ spiegelt das Zusammenwirken der Domänen „Mechanik“ und „Elektronik“ wider. Ein System nach mechatronischem Ansatz besteht im Grunde aus Modulen. Dazu hat jedes Modul Sensoren, Aktoren, eine Informationsverarbeitung (Software) und ein mechanisches (hydraulisches und/oder pneumatisches) Grundsystem.

Mittel- und langfristig wird nur ein konsequentes interdisziplinäres „In-Modulen-Denken“ zum Erfolg führen. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Steuerungssysteme, die diesen Ansatz auch unterstützen müssen. Doch heutige Systeme haben ihre Grenzen. Einerseits können zwar Softwaremodule erstellt werden, doch wenn diese durch mächtige, zentrale Steuerungssysteme ausgeführt werden sollen, wird die Inbetriebnahme einzelner Module komplex. Andererseits können lokale Steuerungen für die Automatisierung der Module eingesetzt werden, was dann einen erhöhten Aufwand bei der Erstellung der Kommunikation untereinander bedeutet. So sollen sich also Anzahl und Anordnung der Steuerungseinheiten idealerweise am mechatronischen Gesamtaufbau der Maschine orientieren. Diese Punkte müssen bisher vor der Konstruktion geklärt werden, damit sie nicht einen erheblichen Aufwand in Bezug auf nachträgliche Änderungen nach sich ziehen.

Automatisierungssystem eröffnet bei Änderungswünschen neue Möglichkeiten

Das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz eröffnet in diesem Punkt neue Möglichkeiten. Dank seiner dezentralen Ausrichtung lassen sich Entscheidungen, wie etwa die Auswahl der für die Konstruktion notwendigen SPS und Steuerungsarchitektur, auf einen sehr späten Zeitpunkt während der Konstruktionsphase verschieben. Konstrukteure können sich so auf die Planung der für den Prozess notwendigen Komponenten konzentrieren, Leistungs- und Strukturthemen treten in den Hintergrund. Während bei der klassischen Automatisierung eine einzelne, zentrale Steuerung die Maschine oder Anlage überwacht und alle Signale verarbeitet, ermöglicht es die PSS 4000, Steuerungsfunktionen zu verteilen.

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