»PACs mit durchgängiger Software gehört die Zukunft«

Mit der aktuellen Version 8.6 seiner grafischen Entwicklungsumgebung »LabVIEW«, den PAC-Boards der Serie »Single-Board RIO« und dem neuen Chassis »NI 9144« für dezentrale »CompactRIO«-PAC-Systeme dringt National Instruments (NI) ins Herz der industriellen Steuerungstechnik vor. Wir sprachen daher mit Rahman Jamal, Technical and Marketing Director Central Europe von NI, über einige Aspekte der Gegenwart und Zukunft der Steuerungstechnik.

Markt&Technik: Wie sieht das Steuerungskonzept der Zukunft aus?

Jamal: Die Robustheit und Zuverlässigkeit der SPS gepaart mit der Flexibilität und Offenheit des Industrie-PC ergibt die ideale Automatisierungsplattform für die Zukunft. Der Funktionsumfang der Plattform wird dabei immer mehr von der Software bestimmt. Die Ausführung und Verarbeitung werden im Wesentlichen parallel sein. Das Ergebnis ließe sich als Programmable Automation Controller, kurz PAC, charakterisieren.

Die Bedeutung des PAC geht aber weit über den Formfaktor und die Verwendung eines Mikroprozessors hinaus. Einheitliche Software-Werkzeuge, die mehrere Automatisierungsdisziplinen wie Steuerung, Messtechnik, Motion Control und Bildverarbeitung abdecken können, spielen dabei eine ebenso wichtige Rolle, und zwar über den gesamten Engineering-Prozess hinweg.

Welche Auswirkungen haben FPGAs und Multicore-Prozessoren auf die industrielle Steuerungstechnik?

Parallelität als Ganzes ist in der Automatisierungstechnik sowohl in der Maschine oder Anlage als auch für den gesamten Engineering-Prozess ein sehr wichtiges Thema. Werfen wir dazu einen Blick auf die Ursprünge der SPSen: Historisch wurden sie dafür entwickelt, parallele Relaissteuerungen durch programmierbare Logik zu ersetzen. Mit dem Einsatz des Mikroprozessors in SPSen war nach anfänglichen Vorbehalten ein Meilenstein in punkto Leistung und Flexibilität erreicht. Gleichzeitig aber musste die Steuerungstechnik in sequenzielle Abläufe gepresst werden.

Heutzutage stehen wir wieder vor einer Trendwende, denn bestehende Systemarchitekturen werden durch neue, parallele Techniken nicht nur ergänzt, sondern, wo es sinnvoll ist, auch ersetzt. Mit FPGAs und Multicore-Prozessoren kommen wir dem Grundgedanken der Parallelität in der Steuerungs- bzw. Automatisierungstechnik wieder ein Stückchen näher. Wie ich schon erwähnt habe, bilden PACs eine für Multicore-Systeme und FPGAs prädestinierte Plattform.

Welche spezifischen Vorteile haben FPGAs und Multicore-Prozessoren beim Einsatz in PACs?

FPGAs erlauben eine zuvor noch nie dagewesene hardware-nahe Rekonfigurierbarkeit der Prozess-I/Os. Möglich ist dabei eine hochverfügbare Verknüpfung von Ein- und Ausgangssignalen, die absolut parallel und ohne Beeinflussung des Prozessors arbeitet. Mit Multicore-Prozessoren lassen sich Teilapplikationen wie etwa Diagnosefunktionen und Datenbankzugriffe sowie Kommunikationsfunktionen zum HMI oder zu anderen Prozessgeräten verteilen. Dadurch ergeben sich ganz neue Möglichkeiten – nicht nur funktionell, sondern auch aus Sicht von Inbetriebnahme und Wartung.