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04.10.2007

Mit Integration die Automatisierung automatisieren

Manufacture to order heißt das Schlagwort in der fertigenden Industrie. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist eine komplette Integration der horizontalen Wertschöpfungskette und der vertikalen Geschäftsprozesse notwendig...

Manufacture to order heißt das Schlagwort in der fertigenden Industrie. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist eine komplette Integration der horizontalen Wertschöpfungskette und der vertikalen Geschäftsprozesse notwendig. Schlüssel dafür sind die nahtlose Kommunikation und die Durchgängigkeit der Software-Werkzeuge für die gesamte Engineering-Kette. Inwieweit diese Technologien schon vorhanden sind, erfährt openautomation exklusiv im Gespräch mit Phoenix-Contact-Geschäftsführer Roland Bent.

Phoenix-Contact-Geschäftsführer Roland Bent

Phoenix-Contact-Geschäftsführer Roland Bent

Beim ostwestfälischen Spezialisten für Verbindungs-, Interface- und Automatisierungstechnik brummt es: Auch in 2007 kann das Unternehmen Phoenix Contact auf ein zweistelliges Wachstum verweisen. Ende des Jahres werden die Blomberger mit ihren fünf Business Units (BU) die 1-Mrd.-E-Umsatz-Schallmauer überspringen. Ursprünglich war dieses Ziel bis zum Jahr 2010 anvisiert.

Die Internationalisierung wird konsequent fortgesetzt. Zunehmend wird technologisches Know-how in den wichtigen Märkten aufgebaut: So verfügt das Center of Competence in den USA bereits über 80 Mitarbeiter, die sich mit der Entwicklung und dem Produktmanagement marktspezifischer, aber auch globaler Produkte beschäftigen. „Wir sehen uns so in der Lage, schneller auf Markttrends zu reagieren“, betont Roland Bent. Ein Center ähnlicher Struktur und Größe entsteht derzeit in China. „Es geht hier nicht um Outsourcing von Entwicklungsressourcen, sondern um Kompetenz vor Ort“, betont R. Bent. „Wir möchten in den wichtigen Märkten als lokal tätiges Unternehmen wahrgenommen werden.“ Trotzdem: Aus Deutschland stammen 80 % der Produktion des Unternehmens. Mehrere größere Investitionen, zum Beispiel die Verdopplung es Distributionslagers, eine neue Produktionshalle für Verbindungstechnik in Blomberg und ein neues Werk in Lüdenscheid, zeigen, dass auch die deutschen Standorte von dem Unternehmenswachstum erheblich profitieren.

„Die Automatisierungstechnik ist die in diesem Jahr am stärksten wachsende Business Unit“, so der Geschäftsführer weiter. Die BU Automatisierungstechnik wird in Kürze am Standort Bad Pyrmont komplett zusammengefasst sein. Allein an diesem Standort, in dem weitere Synergien mit der Business Unit Interface erwartet werden, sind dann über 900 Mitarbeiter tätig. Der nächste „industrial communication congress“, laut Gesellschafter Klaus Eisert das „traditionelle Herbsttreffen der Automatisierer in der ostwestfälischen Provinz“, wird in 2008 nicht mehr in Blomberg, sondern vom 16. bis 17. September 2008 in Bad Pyrmont stattfinden.

„In Ergänzung zum Breitenvertrieb nehmen wir ausgewählte Branchen stärker in den Fokus, und zwar von der Vertriebs-, aber auch von der Produktseite her“, so R. Bent. Neben dem bereits erfolgreichen Auftritt in der Automobilindustrie gehören dazu die Wasserwirtschaft, die Verkehrstechnik, die Gebäudeautomation, die Telekommunikations-Infrastruktur und der Energiebereich inklusive den Anwendungen der erneuerbaren Energien. Aber auch für die Prozessindustrie sehen sich die Blomberger laut R. Bent als „One-Stop-Connectivity-Partner“: „Wir stellen ein umfangreiches Portfolio an Verbindungstechnik- und Interface-Komponenten für die Prozessindustrie zur Verfügung“, so der Manager. Zur nächsten Hannover Messe werden zum Beispiel neue Foundation-Fieldbus-Produkte vorgestellt.

 

IT-powered Automation für die vertikale Integration

In diesen Tagen feiert der Feldbus seinen 20. Geburtstag. „Der Feldbus löste einen Paradigmenwechsel in der Automation aus“, blickt R. Bent, der als Entwicklungsingenieur für Interbus Ende der 80er Jahre bei Phoenix Contact anfing, zurück. 20 Jahre Interbus führten zu mehr als 12 Mio. Interbus-Geräten. Und ein Ende ist nicht abzusehen. „Wir entwickeln Interbus weiter“, so R. Bent, der mit dem Supi 4, die Verfügbarkeit der vierten Generation von Interbus Protokoll-Chips bekannt gibt. Dieser Chip soll laut dem Geschäftsführer die Technologieverfügbarkeit für die nächsten 15 Jahre sicherstellen.

Die Evolution der Automatisierung: Der Weg führt zur automatisierten Automatisierung

Die Evolution der Automatisierung: Der Weg führt zur automatisierten Automatisierung

„Heute sprechen wir wieder von einem Paradigmenwechsel“, ist der Phoenix-Contact-Geschäftsführer überzeugt. „IT und Automatisierungstechnik wachsen zusammen. Damit stehen wir am Anfang neuer Möglichkeiten.“ Er setzt fort: „Mit IT-powered Automation besetzen wir die Trendthemen der Automatisierungstechnik.“ Dazu zählt er ganz vorn die Ethernet-Technologien, wobei Industrial Ethernet bei den Blombergern Profinet heißt. Mit Proxy-Komponenten wird darüber hinaus die Interbus-Welt in der Standard- und in der Safety-Variante erschlossen. Zur nächsten Hannover Messe sind zusätzlich auch Profibus-Proxys für Profinet geplant, um den Anwendern kompletten Investitionsschutz zu bieten.

„Ab Ende nächsten Jahres werden wir unsere angekündigten Profinet Chips zur Verfügung stellen“, setzt der Geschäftsführer fort. Ein erster Erfolg: „Wir haben ABB als Partner gewonnen“, berichtet R. Bent. Damit verbunden ist eine langfristige strategische Zusammenarbeit im Bereich der Profinet- und Ethernet-Technologie. Ziel dieser Partnerschaft ist die Etablierung und Weiterentwicklung von Profinet als weltweiten Marktstandard innerhalb der komplementären Geschäftsfelder Process Automation (ABB) und Factory Automation (Phoenix Contact). Das PhoenixContact-Tochterunternehmen KW-Software übernimmt in dieser Partnerschaft die technische Integration der Profinet-Technologie der PhoenixContact-Gruppe.

Das Thema IT-powered Automation wird darüber hinaus mit den Industrial-Wireless-Technologien besetzt, für die das Unternehmen über Applikationserfahrung von einigen 1.000 Anwendungen verfügt. Bereits heute steht eine große Produktpalette zu Trusted Wireless, Bluetooth und WLAN zur Verfügung, die ständig ergänzt wird. Zukünftig werden die Blomberger auch Themen wie drahtlose Sensor-Netzwerke für die Prozessindustrie besetzen. Dazu arbeiten Vertreter des Unternehmens bereits aktiv im entsprechenden Gremium der ISA SP100 mit. Hier wird das Time Synchronious Network Protocol (TSNP) für die Prozessindustrie diskutiert – ein industriegerechtes Protokoll, das auf dem Standard IEEE 802.15.4 aufbaut. Dieselbe funktechnische Basis wie Zigbee nutzt auch Wireless Hart, welches ebenfalls von Phoenix Contact unterstützt werden wird. Für dieses Anwendungsfeld befindet man sich derzeit im Entwicklungsstadium.

Ein wesentliches Bindeglied im IT-powered-Automation-Konzept stellt die Steuerungstechnik dar. Als Beispiel führt R. Bent die Controller ILC 150 mit integriertem GPRS-Modem an, die unter anderem bei einem großen Energieversorger breite Anwendung für die Fernwirtechnik gefunden haben. Neben „Logic“ integriert das Unternehmen auch „Safety“ und „Motion Control“ in seine Steuerungswelt. Für die Safety-Automation bietet Phoenix Contact erfolgreich Produkte an, unter anderem den Interbus-Safety-Master, eine Sicherheitssteuerung, die sich über Proxy auch an Profinet andocken lässt, sowie Safety-IO-Modulen im Inline-System. „Beide Produkte sind zum Beispiel bei Volkswagen in Brasilien im Einsatz“, ergänzt der Manager. Und auch Motion Control ist längst kein Fremdwort mehr in Blomberg: So enthält PC-Worx ein Motion-Control-Paket, welches für einfachere Anwendungen wie im Montage-Maschinenbau alle Anforderungen bedienen kann. „Diese Lösung ist in unserem eigenen Haus im Einsatz“, so der für Entwicklung und Marketing verantwortliche Geschäftsführer. „Für die entsprechende Weiterentwicklung arbeiten wir auch mit verschiedenen Antriebsherstellern zusammen.“

 

Horizontale Integration entlang der Wertschöpfungskette

„Automatisierung muss einfacher werden“, so R. Bent weiter. Dies betrifft vor allem das Engineering. Außerdem gilt: Konstrukteure müssen heute aufgrund der mechatronischen Ansätze eher Applikationsexperte als Spezialist in einem Fachgebiet sein. Dies erfordert eine einfache Handhabung der Engineering Tools.

Verteilung der Wertanteile in der Automatisierung

Verteilung der Wertanteile in der Automatisierung

Die Automatisierung hat eine lange Wertschöpfungskette, die von der Prozesssimulation über die Konstruktion, Programmierung, Visualisierung bis zur Wartung reicht. „Immer größere Wichtigkeit erlangt dabei die Durchgängigkeit“, so R. Bent. Der Anteil des Engineering an der Wertschöpfung wird auch im Vergleich zur Hard- und Software immer größer. Engineering stellt daher einen erheblichen Kostenblock dar, der nicht selten mehr als 50 % des Kostenaufwands einer Automatisierungslösung verursacht. „Heute geht es vor allem um eine Vereinfachung des Engineering für den Anwender“, so der Geschäftsführer weiter. „Was die Handhabung und die intuitive Bedienung angeht, kann die Microsoft-Office-Welt dabei als Vorbild dienen.“

Ziel muss daher eine komplette Durchgängigkeit der Software-Werkzeuge für die gesamte Engineering-Kette sein. „Der Aufwand, die Automatisierungs-Hardware zum Leben zu erwecken, muss reduziert werden.“ R. Bent sieht hier erhebliches Rationalisierungs- und Wertschöpfungspotenzial. „Software muss intuitiver werden und Standardlösungen oder Lösungsansätze selbsttätig generieren.“ Phoenix Contact hat bereits Mitte der 90er mit Open Control einen Ansatz vertreten, die Software-Werkzeuge der Wertschöpfungskette datentechnisch zu verbinden. Ein für damalige Verhältnisse revolutionärer Gedanke, der sich heute in vielen Engineering Suites wieder findet. Die in einem Tool erzeugten Daten werden automatisch in die Daten der anderen Tools übertragen.

Mit den Werkzeugen von Phoenix Contact wird heute bereits Durchgängigkeit erzielt: „Schon in einem frühen Planungsstadium kommt unser AX Sales zum Einsatz“, erklärt R. Bent. Dieses Tool dient unter anderem zur automatischen Erstellung der Bestellunterlagen und vereinfacht die Produktauswahl. Von dort führt eine Schnittstelle zu Clip Project, ein nützliches Tool für das Zusammenstellen der Schaltschrankkonfiguration mit Zugriff auf alle Phoenix-Contact-Komponenten. Aus Clip Project heraus können die Daten an ein Marking System übergeben werden, welches über den Bluemark-Automat die automatische Beschriftung beliebiger Materialien generiert. Von Clip Project können die Daten bidirektional auch zum Elektroplanungssystem Eplan gemappt werden. Field Project für Produkte, die direkt im Feld eingesetzt werden und Clip Project für Produkte im Schaltschrank wählen anhand eines Eplan-Projekts die richtigen Produkte automatisch aus und füllen automatisch die Stücklisten in Elektroplanungswerkzeuge.

Weiter in der Wertschöpfungskette sind die Feldbuskonfiguratoren bzw. Netzwerkkonfiguratoren und die Programmier-Software zu finden. PC Worx als umfassende Engineering Suite für IEC-61131-3-Steuerungen mit Schnittstelle zu CAD-Systemen wie Eplan P8 für die elektrotechnischen Projektdaten verbindet Netzwerkkonfiguration mit Steuerungsprogrammierung sowie die OPC-Schnittstellenkonfiguration zur Kopplung an die Visualisierung in einem Tool. „Der in PC Worx enthaltene Visu-Assistent extrahiert automatisch die nötigen Informationen für die Visualisierung“, vertieft R. Bent. Dieser erstellt komplette Projekte für alle Plattformen – vom PC bis zum Embedded-Windows-CE-HMI – auf Basis des Steuerungsprogramms und vorher definierter Templates, welche der Visualisierungsassistent automatisch analysiert. Die Projekte liegen als XML-Dateien vor. Die Visualisierung kann durch einen Anwender aber auch nachträglich verändert werden. Am Ende der Wertschöpfungskette liegt die Wartung, die durch Diagnose-Tools wie Diag+, in PC Worx integrierte Data Analyzer und in Visu+ integrierte Logger unterstützt wird.

„Möglich ist auch die Kopplung via FDT-Container mit Werkzeugen anderer Hersteller“, stellt der für Entwicklung zuständige Geschäftsführer heraus. So können die DTM’s der verschiedenen Zulieferer einer Maschine oder Anlage integriert und die Inbetriebnahme und die Wartung verbessert werden.

PC Worx erfüllt auch die Anforderung Prozesssimulation durch entsprechende Schnittstellen, so zu Matlab Simulink. Über diese Kopplung ist eine Code-Konvertierung möglich – es können IEC-61131-3-Funktionsbausteine aus der Prozesssimulation heraus generiert werden. Ebenso wird die virtuelle Inbetriebnahme einbezogen, mithilfe derer die Steuerungssoftware vor der realen Inbetriebsetzung getestet wird. So existiert eine Kopplung zwischen WinMod und PCWorx. Damit lässt sich parallel zum Aufbau der realen Maschine die virtuelle Maschine an der realen SPS oder über die integrierte virtuelle SPS in PC Worx testen.

Alle Tools folgen einer neuen Bedienphilosophie: Alles was kompliziert oder fehleranfällig ist, wird weggelassen oder automatisiert und überwacht. Die störenden Windows-Dialoge sind zum größten Teil eliminiert. Intuitive Bedienbarkeit bedeutet vor allem einfaches Erlernen der Funktionen durch gefahrloses Ausprobieren. Das Undo/Redo-Konzept vom Automation Framework unterstützt dabei. Lange Einarbeitungszeiten gehören der Vergangenheit an. „Unser durchgängiges Konzept wird von den Kunden bereits anerkannt“, ist sich der Geschäftsführer sicher. So war das angebotene durchgängige Engineering ein wichtiges Entscheidungskriterium im Audi-B8-Projekt, bei welchem Phoenix Contact zum Zuge kam. Bei diesem Projekt geht es um die Karosseriefertigung für den Audi A5 sowie den Nachfolger des A4. Die Umsetzungszeit konnte drastisch reduziert werden, bestätigen die Automatisierungsspezialisten von Audi.

 

Auf dem Automation Framework basierend

Trotzdem gibt es noch Raum für Verbesserungen: „Bisher handelt es sich noch um eigenständige Tools innerhalb der Engineering-Kette, die per Schnittstelle miteinander verbunden werden können.“ Ziel muss ein einheitliches Look & Feel sowie eine noch verbesserte Handhabung sein. Selbstverständlich kann dies nur schrittweise erfolgen. Mit dem Automation Framework von KW Software lassen sich verschiedene Tools entlang der Wertschöpfungskette miteinander verbinden und weitere Verbesserungspotenziale ausloten. Neben der Datenkonsistenz spielen dabei auch die einfache Bedienung und das automatische Generieren von Lösungsvorschlägen eine wichtige Rolle. Als erstes Beispiel nennt R. Bent in diesem Zusammenhang den Automation Explorer 2.0, dieser ist als FDT Container ausgelegt und verfügt über ein Aufruf-Interface zu TCI (Tool Calling Interface), sodass beliebige herstellerspezifische DTM auch aus einer Siemens-S7-Anwendung aufrufbar werden.

Auch AX Sales basiert bereits auf dem Automation Framework und nutzt die einheitliche Datenbasis Object Store. So dient dieses Tool nicht nur als Selector für E/A-Komponenten, sondern ebenfalls als Konfigurator, der die ausgewählten Komponenten gleich auf Plausibilität überprüft und zum Beispiel die passenden Leitungen mit auswählt, dabei die Kosten mit kalkuliert und die preiswerteste Lösung ausgibt.

Ziel soll es sein, dass zukünftig schon im Verkaufsgespräch die Lösung zu 90 % erstellt wird und sofort eine treffende und vor allem technisch geprüfte Preiskalkulation vorliegt. Mechatronik wird als Ansatz gesehen, um eine solche Vision zu erfüllen, zum Beispiel mittels mechatronischer Maschinenfunktionen, die automatisch angepasst und zusammengestellt werden können. Der Konstrukteur kann sich dann wirklich mit Innovationen beschäftigen und muss seine Zeit nicht mit dem immer neuen Zusammenstellen und Anpassen bekannter Module vergeuden.

 

Ronald Heinze

 

Weitere Informationen unter www.phoenixcontact.com.

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Copyright © VDE VERLAG GMBH, zuletzt aktualisiert am 18.06.2018