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Softwarezentrierte Automatisierung gemäß der Norm IEC 61499

Die IEC 61499 sorgt für Innovation in der Automatisierung
Schneider Electric mit dem Automation Expert auf neuen Pfaden

Um Klimaschutzziele wirtschafts- und industrieverträglich zu erreichen, Ressourcen und Energie effizienter zu nutzen und Produktionsanlagen ausfallsicher und flexibel zu betreiben, sind innovative Ansätze erforderlich. Hinzu kommen Lieferkettenengpässe und Fachkräftemangel. Vor diesem Hintergrund setzt Schneider Electric auf hardwareunabhängige, softwarezentrierte Automatisierung gemäß der Norm IEC 61499.

Michael Gieselmann, Senior Produktmanager IEC 61499, Automation in der Region DACH bei Schneider Electric in Ratingen

Innovation bedeutet Neuerung, bedeutet, ausgetretene Pfade zu verlassen. Oft geht es darum, über das Gewohnte, Gegebene und Bekannte hinauszudenken, auf gesellschaftlichem oder technologischem Gebiet Neues zu schaffen und zu ermöglichen. Gerade die Klimakrise stellt uns hier vor große Herausforderungen. Um Klimaschutzziele wirtschafts- und industrieverträglich zu erreichen, braucht es heute zum Beispiel innovative und produktive Lösungsansätze, mit denen es möglich ist, Ressourcen effizienter und schonender zu verbrauchen. Gleichzeitig müssen Anlagen ausfallsicherer und flexibler werden – das auch angesichts von Lieferkettenengpässen, Fachkräftemangel oder schwankender Energieversorgung.

Vor diesem Hintergrund setzt der Technologie-Konzern Schneider Electric auf hardwareunabhängige, softwarezentrierte Automatisierung. Auch wenn sich bisherige Standards und Automatisierungslogiken über viele Jahre als gewinnbringend erwiesen haben, stehen insbesondere geschlossene, proprietäre Automatisierungssysteme sowohl einer innovativeren Maschinenentwicklung als auch einer engeren Verzahnung von OT und IT im Weg. Viele Vorteile, die sich bereits heute in Sachen Energieeffizienz, Engineering, Nachrüstung, Flexibilität und Service für die Automatisierung bieten würden, lassen sich so schlichtweg nicht nutzen.

IEC 61499 – Standard für Innovation

Innovativ und zeitgemäß Automatisieren – bei Schneider Electric ist man sich sicher, dass das ohne eine Erneuerung geltender Standards nicht geht. Mit Norm IEC 61499 setzt das Unternehmen deshalb auf einen offenen und hardwareunabhängigen Standard. Mitte der 2000er Jahre entworfen, definiert dieser ein generisches Modell für verteilte Steuerungssysteme, das die bisher übliche Norm IEC 61131 wesentlich erweitert. Grundgedanke dabei ist ein rein softwarebasiertes Modellieren von automatisierten Anwendungen mithilfe vorgefertigter Funktionsbausteine. Dazu sieht IEC 61499 vor, dass die Funktionsbibliotheken von Programmierumgebungen grundsätzlich offen und ohne Herstellerbindung vorliegen müssen. Auf diese Weise spielt es für die Modellierung fortan keine Rolle mehr, welche CPU-Ressourcen als Basis zur Verfügung stehen. Anwender sind nicht mehr an die Wahl eines bestimmten Anbieters gebunden und Änderungen des Setups lassen sich per Plug & Play realisieren. Zudem verfügen die von IEC 61499 definierten Funktionsblöcke über Ein- und Ausgänge für Events. Damit ermöglichen sie – im Unterschied zu einer zyklischen Programmbearbeitung – die aus der IT-Welt längst bekannte, ereignisgesteuerte Automatisierung.

EcoStruxure Automation Expert: Softwaretool ermöglicht Paradigmenwechsel

Für die Entwicklung und Programmierung von Maschinen bedeutet die Anwendung von Norm IEC 61499 einen veritablen Paradigmenwechsel. So müssen Engineering und Orchestrierung automatisierter Anwendungen zum Beispiel nicht länger von den physischen Hardware-Gegebenheiten her gedacht werden. Noch bevor überhaupt ein einziges Stück Hardware verbaut wurde, lässt sich eine Anwendung rein softwareseitig entwickeln und testen. Genau diesem Zweck dient das Softwaretool EcoStruxure Automation Expert von Schneider Electric. Damit ist es Anwendern schon heute möglich, von den Vorteilen hardwareunabhängiger Automatisierung zu profitieren.

Innerhalb der Softwareumgebung des EcoStruxure Automation Expert können die vorgefertigten Funktionsbausteine – etwa für eine Pumpenanwendung – ganz einfach per sogenanntem «single line engineering» rein grafisch miteinander verbunden werden. Ein automatischer Plausibilitätscheck sowie vielfältige Simulationsmöglichkeiten geben dann in der virtuellen Softwareumgebung sofort darüber Aufschluss, ob und wie produktiv und effizient die real ausgelegte Anlage funktionieren würde. Die softwareseitig modellierten Programmstrukturen lassen sich gemäß IEC 61499 dann im Anschluss frei und herstellerunabhängig auf die jeweiligen realen Anwendungskomponenten verteilen – seien es nun Frequenzumrichter, speicherprogrammierbare Steuerungen, IPCs oder Windows/Linux-Rechner.

Die komplette Konfiguration der Kommunikationsschnittstellen wird dabei selbstständig durch den EcoStruxure Automation Expert übernommen. Für den Programmierer besteht innerhalb der Softwareumgebung jederzeit Klarheit über die Abhängigkeiten der verschiedenen Module und Komponenten. Auf diese Weise lässt sich das Engineering nicht nur erheblich beschleunigen und vereinfachen, der Spielraum für Fehler wird auch stark reduziert.

Plug & Play für die Automatisierung

Auch bei einem Austausch von Komponenten oder im Fall von Erweiterungen und modularen Umbauten kommt die automatische Schnittstellenkonfiguration durch den EcoStruxure Automation Expert zum Tragen. Indem die Kommunikation zwischen neuen und alten Anlagenkomponenten sofort eigenständig konfiguriert wird und sich auch die softwareseitig modellierten Programmstrukturen frei auf das neue Bauteil aufspielen lassen, können Anwender vom Plug-&-Play-Prinzip profitieren. Die gegenwärtig meist noch sehr zeitaufwändig programmierte Querkommunikation zwischen Steuerungen entfällt und die Anlage ist selbst nach Umbauten und Erweiterungen praktisch unmittelbar wieder betriebsbereit.

Hardwareunabhängig Automatisieren, Potenziale freisetzen

Für die Automatisierungsbranche ist Norm IEC 61499 von größter Bedeutung. Sie setzt Innovationskraft und Entwicklungspotenziale frei, wo proprietäre Systeme bisher Grenzen gesetzt haben. Wenn Anwendungen ohne Rücksicht auf Hardware-Gegebenheiten kreativ und frei erdacht und umgesetzt werden können, öffnen sich neue Perspektiven. Perspektiven, die durch die nahtlose Einbindung der OT in die IT noch um ein Vielfaches erweiterbar sind. Denn automatisierte Anwendungen existieren im EcoStruxure Automation Expert von Beginn an auch als virtuelle Einheiten, sie sind mit all ihren mechatronischen Komponenten, cyberphysischen Systemen oder Modulen verfügbar und sichtbar. Auf Basis dieser maximalen Datentransparenz ist der Einsatz zusätzlicher Softwaretools, zum Beispiel für Condition Monitoring, vorausschauende Wartung oder Digital Twin, noch wirksamer und unkomplizierter möglich. Innovative Maschinendesigns, wie sie für eine digitale und grüne Industrie der Zukunft unabdingbar sind, lassen sich damit ausfallsicher und ressourceneffizient realisieren.

Die digitale Transformation fördern

Schneider Electric hat es sich zum Ziel gesetzt, den Weg für eine optimale Nutzung von Energie und Ressourcen für alle zu ermöglichen und damit den Weg zu Fortschritt und Nachhaltigkeit zu ebnen. Unter dem Slogan „Life Is On“ ist das Unternehmen digitaler Partner für Nachhaltigkeit und Effizienz. Der Technologie-Konzern fördert die digitale Transformation durch die Integration weltweit führender Prozess- und Energietechnologien, durch die Vernetzung von Produkten mit der Cloud, durch Steuerungskomponenten sowie mit Software und Services über den gesamten Lebenszyklus hinweg. So wird ein integriertes Management für Wohnhäuser, Gewerbegebäude, Rechenzentren, Infrastruktur und Industrien ermöglicht. Die tiefe Verankerung in den weltweiten lokalen Märkten macht das Unternehmen zu einem nachhaltigen globalen Unternehmen. Dabei setzt sich Schneider Electric für offene Standards und für offene partnerschaftliche Eco-Systeme ein, die sich mit unserer richtungsweisenden Aufgabe und unseren Werten Inklusion und Empowerment identifizieren.

Weitere Informationen zum Software-Tool EcoStruxure Automation Expert

http://hier.pro/Xvrxd

Kontakt:
Schneider Electric GmbH

Gothaer Straße 29
40880 Ratingen
Tel +49 2102 4040
de-schneider-service@se.com
www.se.com/de

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