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Offene Steuerungsplattform reduziert Entwicklungszeiten und Kosten

Zukunftssicher automatisieren
Offene Steuerungsplattform reduziert Entwicklungszeiten und Kosten

Produktionsprozesse müssen flexibler, Automatisierungslösungen kommunikativer und anpassungsfähiger werden. Darüber hinaus sind eine intuitive Benutzerführung, optimierte User Interfaces und ein einfaches Schnittstellen-Management gefordert. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact mit der PLCnext Technology die Basis für eine offene Steuerungsplattform mit modularer Softwarelösung geschaffen, die diese und weitere Anforderungen umsetzt.

Bei der Frage, was eine moderne Steuerungsarchitektur erfüllen muss, haben sich die Spezialisten von Phoenix Contact mit den Anforderungen langjähriger Anwender sowie Vertriebspartner auseinandergesetzt. Diese Zielgruppen treibt unter anderem um, wie sie Lösungen schneller 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.

Zur Verwirklichung der Anforderungen hat Phoenix Contact mit der PLCnext Technology einen neuen Ansatz entwickelt. Bei sämtlichen Aktivitäten stehen die Anwender im Fokus, die sogar direkt in Entwicklungsschritte eingebunden werden. Hier zeigte sich frühzeitig, dass Offenheit und Durchgängigkeit wesentliche Eigenschaften sind. Mit Linux als Betriebssystem hat die PLCnext Technology die Möglichkeit, auf nahezu allen Hardware-Architekturen eine einheitliche Basis zu verwenden. Linux ist echtzeitfähig und erlaubt eine schnelle Partizipation an den aktuellen Entwicklungen der Linux-Community. Linux stellt jedoch lediglich ein Betriebssystem dar und liefert somit noch nicht sämtliche Antworten auf die heutigen und zukünftigen Herausforderungen.
Mit der PLCnext Technology bietet Phoenix Contact zudem die Stabilität und Funktionen, die von einer modernen Steuerung verlangt werden. Im Unterschied zu anderen Lösungen muss sich der Entwickler 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.
Flexible Kombination unterschiedlicher Programmier-Tools
Als Basis der PLCnext Technology fungiert eine intelligente Schicht zwischen Anwenderprogramm und Betriebssystem, über die alle Systemkomponenten Daten synchron sowie in Echtzeit untereinander austauschen, aber auch Systemdienste einfach zugänglich machen. Aufgrund ihrer offenen Schnittstellen kann der Anwender über die Zwischenschicht problemlos eigene Programme („Apps“) integrieren/installieren sowie mit sämtlichen anderen Systemkomponenten und dem Betriebssystem kommunizieren. Überdies ist es unerheblich, ob die Programme klassisch in IEC 61131-3, Hochsprache oder per Matlab Simulink erstellt werden. Der Entwickler entscheidet sich für das für die jeweilige Applikation am besten geeignete Software-Werkzeug oder kombiniert sogar verschiedene Tools. Während der IEC 61131-3-Programmierer also die neue Software PC Worx Engineer nutzt 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.
Die Ausführung der genannten Programme ist sowohl in zyklischen ebenso wie Event-basierten Tasks möglich. Ferner werden Multi-Core-Systeme unterstützt und dabei harte Echtzeitanforderungen mit minimalem Jitter erfüllt. So können die Entwickler Lösungsmodule generieren und diese dann beliebig weiterverwenden, was zu deutlich kürzeren Entwicklungszeiten und modularen Anlagenkonzepten führt.
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 mit den wesentlichen Übertragungsstandards arbeitet 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. 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 Datenerfassungs- 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.
Konsequente Entwicklung
nach Handhabungs-Gesichtspunkten
Der Projekterfolg gründet sich nicht nur auf die Steuerung und deren Basistechnologie, sondern vor allem auf eine optimale Integration in die Entwicklungswerkzeuge. Bei der Erarbeitung der PLCnext Technology hat sich Phoenix Contact deshalb ergänzend zur bestmöglichen Engineering-Unterstützung darauf konzentriert, dass der Entwickler bei Bedarf eigene Wege gehen kann. Dazu sind sämtliche Komponenten der PLCnext Technology modular aufgebaut, und alle wesentlichen Bestandteile lassen sich konfigurieren. Auf diese Weise erhält der Anwender die volle Kontrolle über das System.
Einfache Einbindung
zukünftiger Übertragungsstandards
Durch den Vorteil der Bündelung sämtlicher Funktionen wird in den meisten Fällen die neue Software PC Worx Engineer zur Programmierung und Konfiguration der SPS zum Einsatz kommen. Ihre Oberfläche ist konsequent nach Handhabungs-Gesichtspunkten konzipiert. Neben der IEC 61131–3-Programmierung werden alle Funktionen – wie die Web-Visualisierung, funktionale Sicherheit und Modularität der PLCnext Technology – in diesem Tool zusammengeführt. Aufgrund der zentralen Konfiguration lassen sich die Daten durch wenige Mausklicks beispielsweise mit den taktsynchronen Datenloggern, dem OPC UA Server oder der Web-Visualisierung teilen. Weiterhin verfügt PC Worx Engineer über integrierte Safety-Funktionen, sodass auch Safety-Steuerungen direkt programmiert werden können.
Mit der PLCnext Technology erfüllt Phoenix Contact die verschiedenen Anforderungen von Entwicklern und Anwendern auf einfache Weise. So lassen sich Entwicklungszeiten reduzieren sowie Kosten minimieren, und die beteiligten Personen können sich auf das Projekt sowie ihr Kerngeschäft konzentrieren.

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Dipl.-Ing. (FH) Frank Walde, Mitarbeiter im Competence Center Automationworx, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont


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