Trends in der Automatisierungstechnik

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Komponenten in der Automatisierungspyramide

Klassische Automatisierungslösungen sind häufig dadurch gekennzeichnet, dass sich die funktionelle Gliederung der Automatisierungspyramide in den verwendeten Geräten und Komponenten wiederholt. Für die Funktionen der jeweiligen Ebene werden jeweils zugeschnittene Geräte eingesetzt.


Automatisierungspyramide und Komponenten

Bedienebene = Bedienpanels, Bediendisplays
Steuerungsebene

=

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) mit speziellen Funktionsmodulen

Feldebene = Aktoren (z.B. Antriebe)
Sensoren (z. B. Positionssensoren)

 

Bei klassischen Automatisierungslösungen trifft deshalb das Modell der Automatisierungspyramide sowohl für die Funktionen als auch für die eingesetzten Geräte zu.

 

Die Automatisierungspyramide verändert sich - Dezentrale Intelligenz

Viele Automatisierungskomponenten sind heute digital ausgeführt und verfügen über Mikroprozessoren, die preisgünstig und in großer Vielfalt zur Verfügung stehen. Das hat zur Folge, dass besonders Automatisierungskomponenten der Bedien- und Feldebene mit nur sehr geringen Mehrkosten in ihrer Leistungsfähigkeit ausgebaut werden können. Sie werden damit in die Lage versetzt, Funktionen, die bisher der Steuerungsebene vorbehalten waren, zu übernehmen.

Typische Beispiele dafür sind:

  • Industrie-PC's mit SPS-, Regelungs- und Bedienfunktionen
  • "intelligente" Sensoren mit integrierter Signalvorverarbeitung
  • "intelligente" Antriebe mit integrierten Positionier-, Gleichlauf- und SPS-Funktionen

Die Kommunikation zwischen digitalen Automatisierungskomponenten erfolgt im allgemeinen durch Feldbusse. Diese haben inzwischen ebenfalls eine sehr hohe Leistungsfähigkeit erreicht. Sie ermöglichen es, alle in der Automatisierungslösung anfallenden Informationen jeder Automatisierungskomponente in einem definierten Zeitraster zur Verfügung zu stellen. Damit ist die Verarbeitung von Informationen nicht mehr zwingend an eine bestimmte Komponente gebunden sondern kann innerhalb der Automatisierungslösung an beliebiger Stelle erfolgen. In letzter Konsequenz könnten die Funktionen der Steuerungsebene, die klassisch in einer SPS abgearbeitet wurden, auf die Geräte der Bedien- und Feldebene verteilt werden. Allerdings ist es auch möglich, alle Steuerungsprozesse einer Maschine oder Anlage in einem zentralen Rechner abzuarbeiten und die Steuerungsebene in die "Cloud" zu verlagern.

Wie stark sich die neuen technischen Möglichkeiten in der Praxis durchsetzen, bleibt abzuwarten. Fest steht jedoch, dass die klare Zuordnung von Automatisierungskomponenten zu bestimmten Funktionen der Automatisierungspyramide abnimmt. Es werden mehr und mehr "Mischgeräte" Verwendung finden, die Funktionen verschiedener Ebenen in sich vereinen. Die Automatisierungspyramide wird nur auf der funktionellen Ebene erhalten bleiben und dort weiterhin ein wichtiges gedankliches Hilfsmittel zum Entwurf von Automatisierungslösungen sein. Auf der Seite der Komponenten wird die Pyramide durch ein Netzwerk von "intelligenten" Automatisierungsgeräten in Kombination mit "Cloud"-Rechnern ersetzt.

Automatisierungspyramide und Komponenten

 

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