Die Informationstechnik gibt den Takt vor Die Zukunft der SPS

In den nächsten zehn Jahren ist mit einem enormen Umbruch bei den speicherprogrammierbaren Steuerungen zu rechnen. Für die Ausrüster steht schnelles Reagieren auf neue Entwicklungen und Standards im Vordergrund. Programmierung und Parametrierung werden dabei mit Tools und Hilfsmitteln erfolgen, die heute schon in der Informationstechnik eingesetzt werden.

In den nächsten zehn Jahren ist mit einem enormen Umbruch bei den speicherprogrammierbaren Steuerungen zu rechnen. Für die Ausrüster steht schnelles Reagieren auf neue Entwicklungen und Standards im Vordergrund. Programmierung und Parametrierung werden dabei mit Tools und Hilfsmitteln erfolgen, die heute schon in der Informationstechnik eingesetzt werden.

SPS-basierte Anlagen sind nach einem einheitlichen Muster aufgebaut: Einer zentralen Kopfstation sind mehrere Ein-/Ausgabe-Module unterlagert. Bei größeren beziehungsweise komplexeren Anlagen wird dieses Schema mehrmals nebeneinander aufgebaut. Zwar können einzelne Ein-/Ausgabe-Module durchaus mit Intelligenz ausgestattet werden, die Intelligenz der gesamten Anlage befindet sich jedoch immer in der Kopfstation. Die Programmierung der komplexen Kopfstationen ist aufwendig und kann nur von einem Spezialisten durchgeführt werden, der die gesamte Anlage und die einzelnen Module genau kennt (Bild 1).

Visual Control

Als Konkurrenz der klassischen SPS entwickelt sich in Teilbereichen die Bildverarbeitung (Bild 2). Schon heute wird in der mechanischen Fertigung eine Vielzahl von Bildverarbeitungssystemen für die Teile-Erkennung und -Prüfung eingesetzt, die eine hohe Datenmenge verarbeiten. Bei sinkenden Kosten werden diese Systeme stärker zum Einsatz kommen und damit starre Ein-/Ausgabe-Verdrahtungen mitsamt den zugehörigen Sensoren verdrängen und die Produktion flexibler, konzentrierter und günstiger machen. Ein Beispiel ist die Überwachung der Kreuzung eines Transportsystems, die entweder von einer Vielzahl von Sensoren oder aber von einer einzelnen Kamera mit Bildauswertesystem überwacht werden kann.

Visualisierung

Moderne Systeme müssen neben der klassischen Steuerungsaufgabe eine Vielzahl von Bedien- und Darstellungsaufgaben erfüllen. Die klassische Bedienkonsole wird ausgedient haben. Moderne Steuerungssysteme müssen in Zukunft ein „See Everywhere“ unterstützen. Jede SPS sollte bereits in ihrer Grundkonfiguration eine Standard- oder Minimalansicht auf ihre Daten zulassen. Um den unterschiedlichsten Anforderungen aller Nutzer hinsichtlich Datentiefe und Datenmenge gerecht zu werden, muss die Visualisierung unterschiedliche Sichtweisen unterstützen. Zusätzlich sind die Einbindung externer Daten und deren Auswertung erforderlich; hier ist ein durchgängiges, datentransparentes System gefragt. Als Zukunftslösung bieten sich hier Web-basierte Verfahren an. Schon heute bietet eine Vielzahl von Feldgeräten einen Mini-Webserver, mit dem der Anwender komfortabel Konfigurationen erstellen oder sich über den aktuellen Zustand informieren kann. Dieser Trend wird sich noch verstärken, da der Anwender dann nicht auf proprietäre Software angewiesen ist. Auf diese Weise ist es möglich, auch für größere Anlagen Visualisierungseinrichtungen zu entwickeln, die alle benötigten Werte darstellen können, ohne dass der Anwender auf einen zentralen Server zurückgreifen muss.

Explosionsartige Zunahme der Datenströme

Durch die stetig steigende Intelligenz der Feldgeräte, die verstärkte Integration individueller Sensoren und Aktoren sowie die Forderung nach detaillierteren Daten wachsen die Menge der Daten und die Zahl der Kommunikationsverbindungen. Die Datenflut ist auch eine Folge der Produktivitätssteigerung durch kürzere Taktzeiten und der höheren Geschwindigkeiten der Bearbeitungsmaschinen; sie lässt sich mit einer typischen SPS nicht mehr beherrschen. Abgesehen davon sind diese Daten für die eigentliche Abarbeitung des Steuerungsprogramms überflüssig. Daraus ergeben sich zwei Folgerungen: Erstens müssen die Netze für den Datentransport leistungsfähig genug sein: Dies spricht für den verstärkten Einsatz des Ethernet. Zweitens werden für die Speicherung dieses enormen Datenaufkommens leistungsfähige Datenbanken sowie entsprechende Auswertewerkzeuge erforderlich sein: Dies ist nur mit Systemen aus der Informationstechnik zu bewältigen.