Mechatronischer Ansatz für die Automatisierung

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Die Verwendung von Komponenten hat noch einen weiteren Vorteil: Programmierung und Hardwarekonstruktion lassen sich entkoppeln und können parallel, und nicht wie bisher sequentiell, ablaufen. Gängige Praxis ist, dass mit der Softwareentwicklung erst begonnen wird, wenn feststeht, wie eine Maschine aussehen soll und erste elektrische Schaltpläne vorhanden sind. Wird mechatronisch gedacht und konzipiert, lassen sich die Prozesse entkoppeln und parallelisieren. Denn sobald die Funktionen einer Maschine durch die Bildung von Komponenten in Bibliotheken standardisiert sind, genügen erste Informationen über die zu erstellende Maschine, um letztlich die Gesamtstruktur aufbauen zu können. Die detaillierte Funktion einer Komponente kann später über die individuellen Eigenschaften – die Properties – festgelegt werden. Auf Basis der initialen Projektabstimmung aller Fakultäten lassen sich die notwendigen Komponenten für die Maschine bereits grob ableiten. Detaillierte Funktionen können im Nachhinein über die Properties festgelegt werden.

Wenn mechatronische Module kommunizieren

Die Kommunikation zwischen den Teilnehmern über das Datennetz einer Maschine zu erstellen und aufrecht zu erhalten, bedeutet einen erheblichen Aufwand. Wenn man dann noch in Betracht zieht, dass mechatronische Module auch Hardwaremodule bedeuten und somit Steuerungsintelligenz pro Modul beinhalten, dann wird die Kommunikation zwischen den Modulen, besser gesagt zwischen den Modulsteuerungen, zu einem zentralen Thema.

Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 wird die Kommunikation nicht mehr explizit, sondern implizit eingerichtet. Erstens sind alle Informationen allen Teilnehmern im Datennetz gleichermaßen bekannt und zugänglich. Zweitens sind die Kommunikationswege der Steuerungsmodule (wie die einzelnen Module untereinander) dem Gesamtprojekt bekannt und werden dann vom Tool entsprechend der Programmverteilung eigenständig angelegt.

Mechatronischer Ansatz stellt hohe Anforderung an die Steuerung

Der mechatronische Ansatz stellt an die Steuerungslösung erhöhte Anforderungen. Denn: Änderungen in einzelnen Anlagenteilen verursachen einen hohen Aufwand auf der Steuerungsebene, weil Programmstrukturen an zentralen Stellen der Steuerung verändert werden müssen. Für die Automatisierung der Zukunft sind deshalb Lösungen gefragt, die zum einen in der Lage sind, Steuerungsintelligenz zu verteilen und zum anderen gewährleisten, dass die notwendige Vernetzung mehrerer Steuerungen für den Anwender einfach zu handhaben bleibt.

Betrachtet man den Lebenszyklus einer Maschine, so werden die Vorteile eines mechatronischen Ansatzes vor allem in den Phasen der Konstruktion und der Inbetriebsetzung deutlich: Abhängig von unterschiedlichen Faktoren, wie beispielsweise Komplexität der Anlage oder Maschinengröße, lassen sich zwischen 30 und 50 % der Zeit einsparen.

* Arndt Christ ist Leiter Customer Support bei der Pilz GmbH & Co. KG in 73760 Ostfildern

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