Wie seine Kunden steht Phoenix Contact als traditioneller Hersteller und Innovationstreiber der Automatisierungstechnik stets vor der Frage, welche Zukunftstrends wirklich relevant sind und welche Lösungen der aktuelle, aber auch zukünftige Markt in diesem Zusammenhang erwartet. Dabei ist es wichtig, die einzelnen Aspekte neuer technologischer Strömungen zu erfassen und daraus den Einfluss auf die tägliche Arbeit der Entwickler sowie die Bedarfe der Anwender abzuleiten. Bei der Frage, was eine moderne Steuerungsarchitektur erfüllen muss, haben sich die Bad Pyrmonter Spezialisten mit den Anforderungen langjähriger Anwender sowie Vertriebspartner auseinandergesetzt. Diese Zielgruppen treibt unter anderem um, wie sie Lösungen schneller als die Mitbewerber auf den Markt bringen können. Außerdem möchten sie die ständig wachsende Anzahl von Varianten mit weniger Aufwand realisieren sowie den Ansprüchen möglichst vieler Anwendungsbereiche an die IT-Sicherheit gerecht werden. Lassen sich so die Herausforderungen des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 lösen? In jedem Fall tragen entsprechende Ansätze zu einer erfolgreichen Geschäftstätigkeit bei.
Hardware-unabhängige Plattform
Um die aufgeführten Ansprüche umzusetzen, wird die PLCnext-Technology von Grund auf neu entwickelt. Bei allen Aktivitäten stehen die Anwender im Fokus, die sogar direkt in die Entwicklungsschritte eingebunden werden. Hier zeigte sich frühzeitig, dass zum einen Offenheit und darüber hinaus Durchgängigkeit eine wesentliche Eigenschaft darstellt. Mit Linux als Betriebssystem hat die PLCnext-Technology daher die Möglichkeit, auf nahezu allen Hardware-Architekturen eine einheitliche Basis zu verwenden. Linux ist nicht nur absolut echtzeitfähig, sondern erlaubt Phoenix Contact – und damit seinen Kunden – eine schnelle Partizipation an den aktuellen Entwicklungen der Linux-Community. Linux stellt jedoch lediglich ein Betriebssystem dar und liefert somit noch nicht alle Antworten auf die heutigen und zukünftigen Herausforderungen. Mit der PLCnext-Technology bietet Phoenix Contact nun eine Hardware-unabhängige Plattform, die auf Linux aufsetzt und dessen Vorteile einfach nutzbar macht. Gleichzeitig bietet sie die Stabilität und Funktionen, die von einer modernen Steuerung erwartet werden. Im Unterschied zu anderen Lösungen muss sich der Entwickler bei der PLCnext-Technology nicht mehr darum kümmern, welche SPS später tatsächlich eingesetzt wird. Am Ende des Projekts wählt er einfach eine Steuerung mit PLCnext-Technology in der passenden Leistungsklasse aus. So lässt sich die Anwendung flexibel skalieren und fertige Lösungen können immer wieder neu zusammengestellt werden (Bild 1).
Programme lassen sich in jeder Sprache erstellen
Als Basis der PLCnext-Technology fungiert eine intelligente Schicht zwischen Anwenderprogramm und Betriebssystem, über die sämtliche Systemkomponenten Daten synchron sowie in Echtzeit untereinander austauschen, aber auch Systemdienste – wie Ethernet Sockets – einfach zugänglich machen. Aufgrund ihrer offenen Schnittstellen kann der Anwender über die Zwischenschicht problemlos eigene Programme (Apps) integrieren bzw. installieren sowie mit allen anderen Systemkomponenten und dem Betriebssystem kommunizieren. Dabei ist es unerheblich, ob die Programme klassisch in IEC 61131-3, Hochsprache – beispielsweise C# oder C/C++ – oder per Matlab Simulink erstellt werden. Der Entwickler entscheidet sich für das für die jeweilige Applikation am besten geeignete Software-Werkzeug oder kombiniert verschiedene Tools. Während der IEC61131-3-Programmierer also die neue Software PC Worx Engineer verwendet oder Modelle direkt in Matlab Simulink erzeugt und lädt, wählt der Hochsprachen-Programmierer zwischen Visual Studio und Eclipse. Auf diese Weise entwickelt jeder Mitarbeiter in seinem gewohnten Tool und es fallen keine Kosten für die Schulung in anderen Programmierwerkzeugen an (Bild 2). Wie bereits erwähnt, lassen sich mit der PLCnext-Technology sämtliche genannte Programme erstellen. Die Ausführung ist sowohl in zyklischen als auch Event-basierten Tasks möglich. Ebenfalls werden Multi-Core Systeme unterstützt. Selbstverständlich werden hierbei harte Echtzeitanforderungen mit minimalem Jitter erfüllt. So können die Entwickler Lösungsmodule erstellen und diese dann beliebig weiternutzen, was zu deutlich kürzeren Entwicklungszeiten und modularen Anlagenkonzepten führt.
Aktuelle und zukünftige Übertragungsstandards werden unterstützt
Während der Entwickler über die Programmiersprache und die erforderlichen Tools entscheidet, muss sich die Steuerung in die Kommunikationslandschaft und Richtlinien der Endkunden respektive Branchen einfügen. Deshalb erweist es sich als wichtig, dass sie die wesentlichen Übertragungsstandards unterstützt und zudem offen für weitere Protokolle ist. Als ein relevanter Standard sei hier OPC UA angeführt. Über das herstellerunabhängige Protokoll tauschen immer mehr industrielle Komponenten flexibel und sicher Daten untereinander aus und realisieren somit intelligente und vernetzte Anlagen. Daher verfügt die PLCnext-Technology standardmäßig über einen integrierten OPC UA Server. In diesem Zusammenhang zeigt sich insbesondere die Anbindung aller Komponenten an die Zwischenschicht als merklicher Vorteil. Im Zusammenspiel mit den eingebundenen taktsynchronen Datenloggern und dem OPC UA Server entsteht in wenigen Minuten sowie ohne Programmierung eine vollwertige Datenerfassung- und Meldungslösung. Die PLCnext-Technology arbeitet darüber hinaus mit den bewährten Proficloud-Diensten und erlaubt ferner die Integration eigener Cloud-Lösungen. Damit ist ein Schritt in Richtung vorausschauende Diagnose sowie IoT getan. Selbstverständlich werden auch die klassischen Feldbussysteme – wie Profibus, CAN, Modbus RTU und Interbus – sowie die Echtzeit-Ethernet-Standards – beispielsweise Profinet und Modbus TCP – unterstützt. Dabei ist die PLCnext-Technology konsequent auf die spätere Einbindung weiterer Protokolle ausgelegt, sodass die Anwender flexibel auf zukünftige Entwicklungen reagieren können.
