Die immer kürzeren Innovationszyklen innerhalb der Produktionstechnik und der kontinuierlich steigende Bedarf an Flexibilität in der Fertigung lassen Ingenieure nach innovativen Lösungen suchen. Der sicher wichtigste Wandel baut auf der zunehmenden Durchdringung von Fabriken durch das Internet und damit verbundenen Kommunikationstechnologien auf. Frühzeitiges Erkennen dieses Trends und die Ausrichtung neuer Produkte, gemäß der zukünftigen Bedürfnisse der Maschinen- und Anlagenbauer, sind von größter Bedeutung für die Zulieferer der produzierenden Industrie. Nur Produktionsanlagen und Fabrikstrukturen, die in der Lage sind, den hoch flexiblen Änderungen von Produkten und Prozessen mit gleichbleibender Qualität zu folgen, werden den zukünftigen wirtschaftlichen Erfolg unterstützen. Die Wirtschaft steht damit vor der Stufe zur nächsten, der vierten, industriellen Revolution. Das Zukunftsprojekt \’Industrie 4.0\‘ greift genau diese Themen auf, weist auf die nötigen Veränderungen hin und fördert die Industrie in der Entwicklung intelligenter Prozesse und Wertschöpfungsketten. Ziel ist es, die intelligente Fabrik (Smart Factory), die sich durch Anpassungsfähigkeit, Effizienz und Unterstützung der Menschen bei ihrer komplexen Tätigkeit auszeichnet, zu stärken. Fertigungsstrukturen sind oftmals sehr komplex. Es gibt viele Ansatzpunkte und Ebenen, auf die diese industrielle Revolution Einfluss nehmen kann. Von unternehmensübergreifender Produktionslogistik über intelligentes Monitoring bis hin zur Mensch-Maschine-Integration bestehen auf Grundlage der verfügbaren Vernetzbarkeit Optimierungsmöglichkeiten, um eine Steigerung der Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit gerade bei Hochlohnländern zu erreichen. Die eigenen Möglichkeiten muss jeder Betreiber einer Produktionsfabrik für sich selbst bewerten. Bei der Umsetzung ist er allerdings auf die Innovation seiner Lieferanten von Kernkomponenten seiner Produktionsanlage oder -maschine angewiesen. Betrachtet man z.B. die einzelne Maschine innerhalb einer Produktionshalle, ist schon diese dezentrale Automatisierungslösung ein Baustein im Vernetzungssystem des Unternehmens.
Maschinenautomatisierung als Baustein im Vernetzungskonzept
Produktionsmaschinen haben immer etwas mit Maschinensteuerung und Bewegung zu tun. Bewegung innerhalb von Maschinen kann auf vielfältige Weise erzeugt werden: von pneumatischen oder hydraulischen Systemen, aber auch von elektrischer Antriebstechnik. In vielen Fällen bietet die elektrische Antriebstechnik nicht nur eine leicht an die Produktionsprozesse anpassbare, sondern auch eine wirtschaftliche und energieeffiziente Lösung. Automations- und Antriebslösung bilden heute in Maschinen eine stark verzahnte Einheit, die maßgeblich am Nutzen für den Betreiber beteiligt ist. Die fortschreitende Vernetzung durch Internettechnologien bietet heute die Grundlage, durch alle Ebenen der Vernetzung bis zu einem beliebigen Aktor innerhalb einer Produktionsmaschine durchzugreifen. Auch moderne elektrische Automatisierungssysteme werden hier miteinbezogen. Flexibilität, Qualität und Effizienz von Produktionsabläufen lassen sich immens steigern, wenn die in Produktionsmaschinen eingesetzte Automationslösung in der Lage ist, nicht nur die lokalen Prozesse zu beherrschen, sondern auch mit überlagerten Systemen einfach und flexibel zu kommunizieren.
Produktionsprozesse im Griff
Auf Maschinenebene ist es wichtig, Produktumstellungen automatisiert, das heißt ohne Eingriff eines Maschinenbedieners, schnell über eine Leitebene gesteuert durchführen zu können. Standardisierte Ethernet-Kommunikation bildet auf dieser Prozessebene die Basis. Über den Status der Fertigstellung des Produktionsauftrages oder anstehende Probleme innerhalb der Maschine wird die übergeordnete Logistik auf dem gleichen Weg informiert und kann somit die Ausnutzung verschiedener Maschinen optimal steuern.
Kommunikation ohne Grenzen
Automatisierungssysteme für Maschinenlösungen benötigen Technologiefunktionen für Bewegungsführung, IEC61131-Kompatibilität und Flexibilität beim Einbinden von herstellerspezifischem Know-how. Die Maschinensteuerung soll standardisierte Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle bieten, denn sie sind der Schlüssel zu Kommunikationsebenen innerhalb einer Fertigungsstruktur. Eine moderne Maschinenautomationslösung wie SystemOne CM muss sich als dezentrale intelligente Insel integrieren lassen. Typische Leitebenen-Kommunikation läuft über Ethernet-basierte Schnittstellen, wie TCP/IP, Profinet, Ethernet/IP etc., Dienste wie OPC- oder FTP-Server bieten die Möglichkeit einfach und effizient Systeme über standardisierte Kommunikationsdienste miteinander zu verbinden. Maschinenintern sind Bussysteme wie Ethercat, sercos, Profinet oder Modbus für das Handling von Sensoren und Aktoren wichtig, um die hier notwendige echtzeitfähige Datenübertragung, z.B. zur Bewegungssteuerung der Antriebe, zu gewährleisten. Mit SystemOne CM bietet LTi eine Automatisierungslösung, deren integrierte, Linux-basierte Codesys-Steuerung trotz der extrem kompakten Bauweise diese Voraussetzungen erfüllt.
