PC-basierte Steuerungen setzen sich durch
PC-basierte Steuerungen setzen sich heute im Bereich Industrieautomatisierung immer mehr durch
„Unter Maschinenbauern verdrängt der PC die SPS“, lautet das Fazit einer Marktstudie von Quest Technomarketing: „Von den 27 % der Maschinenbauer, die heute Änderungen an der Steuerungstechnik vornehmen wollen, ist es mit 13 % nahezu die Hälfte, die sich dabei auf die PC-Technologie fokussiert“, berichtete Thomas Quest, Geschäftsführer des Bochumer Marktbeobachtungsunternehmens. Hohe Rechenleistung, Flexibilität und kostengünstige Komponenten sind die wesentlichen Gründe für die steigende Bedeutung PC-basierter Steuerungen, auch wenn die Steuerungstechnik selbst heute aufgrund der geringen Stückzahlen für PC-Hersteller und deren Komponentenlieferanten eher eine untergeordnete Rolle spielt.
Aber auch das Thema Sicherheit gegen ungewollte Zugriffe (Security) spielt eine zunehmende Rolle. Nicht zuletzt geht es hier auch um die Zukunftssicherheit der schnelllebigen Entwicklungen von PC-Komponenten. Darüber berichteten Experten unter anderem von Bosch Rexroth Electric Drives, 3S-Smart Software Solutions, Siemens, Homag Holzbearbeitung GmbH aus Schopfloch, Kuka-Roboter sowie Beckhoff Automation auf dem Kongress zur SPS/IPC/Drives. Beim Aussteller Beckhoff, Verl, der bereits vor 25 Jahren die PC-Technologie als Alternative zur SPS entdeckte, hieß es mit Blick auf die Vielfalt der an die Automatisierung gestellten Anforderungen: „Die Welt ist groß und bunt“.
Das PC-basierte Steuerungsprinzip ist denkbar einfach
Dabei ist das PC-Control-Prinzip denkbar einfach: „Ein leistungsfähiger Industrie-PC, eine ebenso leistungsfähige Feldbusanschaltung, daran angeschlossen die Peripheriegeräte für Sensorik und Aktorik, eine Steuerungssoftware mit Echtzeitfähigkeit für Motion und Logik – mehr braucht es nicht,“ sagte Gerd Hoppe, Mitglied der Geschäftsleitung von Beckhoff Automation. „Die Multicore-Technologien erlauben dabei die Bereitstellung fast unbegrenzter Rechenleistung und neue Softwarewerkzeuge verbessern das Engineering.”
So steuert zum Beispiel eine PC-basierte Steuerung heute alle Prozessschritte der Photovoltaikproduktion. Beckhoff bietet dort nach eigenen Angaben mit PC-based Control eine universelle, durchgängige und leistungsstarke Steuerungsplattform, mit reichlich Optimierungspotenzial für die gesamte Prozesskette der Photovoltaikherstellung von der Wafer-, über die Zell- bis zur Modulproduktion. TwinCAT 3 ist dabei die neue Softwaregeneration von Beckhoff für die PC-basierte Steuerungstechnik. Spezielle Unterprogramme erweitern hier den Funktionsumfang. So lassen sich mit der TwinCAT Kinematic Transformation-Library auch Roboter in der Software abbilden und nahtlos in die PC-Steuerung integrieren. TwinCAT unterstützt ebenfalls verschiedene parallele und serielle Kinematiken, wie sie zum Beispiel für Pick-and-place-Aufgaben, beim Be- und Entladen in automatischen Produktionslinien für Solarzellen genutzt werden.
Auch alle Prozessschritte einer Holzbearbeitung lassen sich inzwischen über die offene Automatisierungsplattform von Beckhoff regeln. TwinCAT 3 erlaubt es laut Hersteller durch den modularen Aufbau der erweiterten Runtime und vordefinierte Schnittstellen, die unterschiedlichen Steuerungen der Aggregate einer Holzbearbeitungslinie gemeinsam auf der zentralen Steuerungshardware der Maschine abzubilden.
Einsatz von PC-Technik bringt zusätzliche Sicherheitsanforderungen mit sich
Die Hersteller haben zudem erkannt, dass der Einsatz von PC-Technik zusätzliche Sicherheitsanforderungen mit sich bringt. Auf die Frage, ob Computerviren auch eine Gefahr für CNC-Steuerungen darstellen, antwortete Karl-Friedrich Rauterberg, Leiter Entwicklung Automationssysteme der Bosch Rexroth: „Schadprogramme können in PC-basierten Steuerungssystemen nur dann zu Problemen führen, wenn diese Windows-basiert sind.“ Rexroth-Steuerungen basieren aber zum größten Teil auf Echtzeitbetriebssystemen und seien durch entsprechende Technologien abgesichert: Dazu zählen der Betrieb in einer demilitarisierten Zone (DMZ), Firewalls sowie Network-Adress-Translation. „Für Kunden, die allerdings Windows-basierte Steuerungen nutzen wollen, bieten wir aktuelle zertifizierte Images der Software an, die virengeprüft sind, erläuterte Rauterberg.
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