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Erfahrung |
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Entwicklungstrends in der Industrieautomation |
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Verteilte Systeme sind eines der wichtigsten Themen in der Automatisierungstechnik von heute. Jedoch ist der Begriff „verteiltes System“ in verschiedenen Fachgebieten unterschiedlich besetzt. Unter einem verteilten System in der Automatisierungstechnik versteht man eine „dezentrale, nicht von einem Zentrum abhängige, interagierende Gesamtheit von autonom funktionsfähigen technischen Einrichtungen zur Lösung einer gemeinsamen Automatisierungsaufgabe“. Ein verteiltes System bewältigt alle steuerungstechnischen Aufgaben ohne die Nutzung einer wie auch immer gearteten zentralen Einheit, sei es zur Datengewinnung, -haltung, -verarbeitung oder -übertragung. Dieser Verzicht auf zentrale Funktionen fordert ein neues Denken. Dabei ist insbesondere ein neues Systemverständnis gefordert. Um dieses Problem genauer darzulegen, werden im Folgenden einige Punkte auf dem Weg von der zentralen Steuerungsstruktur zur verteilten Intelligenz angesprochen. Bisherige Entwicklungen bei industriellen Automationslösungen Konventionelle Steuerungen bestehen üblicherweise aus einer zentralen Recheneinheit (CPU) und mehr oder weniger zentral angeordneten Eingangs- und Ausgangsmodulen. Mit der Einführung des Feldbusses wurde die Position der Eingangs- und Ausgangsmodule in den Feldbereich, also in die Nähe der Sensoren und Aktoren verschoben. Die Motivation für diese Verschiebung lag in der Reduzierung von Planungszeiten, aufwendigen parallelen Verkabelungen und extensiven Algorithmen für die Planung der Verlegungswege. Aus dieser Entwicklung heraus und unter immer stärkerem Druck nach Erhöhungen von Produktqualität und Produktquantität in immer komplexeren Fertigungsprozessen wurden High-tech Eingangs- und Ausgangsmodule sowie Funktionsmodule entwickelt. Roboter, Verknüpfungssteuerungen, Schweißsteuerungen, Prozesssteuerungen und Antriebssteuerungen wurden zu intelligenten Eingangs- und Ausgangsmodulen, die ihre Steuerungsaufgaben eigenständig ausführen können und über einen Feldbus an die zentrale Steuerung angeschlossen sind und von ihr koordiniert werden. Durch die wachsende Verknüpfung von Steuerungsgebieten und Steuerungsfunktionen und der gleichzeitigen Forderung nach Transparenz in den Bereichen Flexibilität, Produktqualität und Systemdiagnose wurden die ursprünglich autonomen konventionellen Steuerungen zu zentralen Knoten in einer netzwerkartigen Systemstruktur.  Dies beschreibt jedoch gleichzeitig das grundlegende Problem, das sich bei modernen Automationslösungen ergibt. In Folge der zentralen Position der Steuerung sind im Steuerungsprogramm nicht nur die Abläufe und Sicherungen der gesteuerten Maschinen und Systeme zu berücksichtigen, sondern auch die Kommunikation mit untergeordneten High-tech Modulen und Funktionsmodulen, die Kommunikation mit assoziierten Systemen und die Kommunikation mit der übergeordneten Produktionsplanungsebene. In komplexen Automationsstrukturen kann der Anteil der administrativen Funktionen am Gesamtsteuerungscode schnell viel größer als der Anteil der konventionellen Steuerungsfunktionen werden. Fortsetzung | |||||||||
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