Plug and Play in der Automatisierung

‍Auf einen Blick: alle Fakten zur P&P Automatisierung

• Feldbus, SPS und Co.
• Warum die Standardisierung erforderlich war
• Was verbirgt sich hinter dem Begriff OPC UA?
• Läuft: das haben Unternehmen von standardisierten Schnittstellen

Vernetzung in der Industrie: die IT-Welt als Vorbild 

In der IT-Welt ist es seit Jahrzehnten Standard ist: Stromzufuhr herstellen und ein paar Mausklicks später ist die neue Hard- oder Software einsatzbereit. Im industriellen Umfeld sah das sehr lange anders aus: Kommunikationsschnittstellen, Feldbusse und SPSen sind bis heute nicht global standardisiert. Die Liste internationaler Standards und Normen, die in Deutschland vor allem im Maschinenbau, der Automatisierungstechnik, der Informations- und Kommunikationstechnik, der Instandhaltung und der Logistik Anwendung finden, fasst knapp 700 Einträge.

Von nix kommt nix

Durch die fehlende Interoperabilität war ein Plug and Play wie es aus der IT bekannt ist für industrielle Anwender bisher kaum möglich. Vielmehr waren die Unternehmen an einen (lokalen) Automatisierungspartner und seine Standards gebunden. Wer herstellerfremde Hardware in seine bestehenden Fertigungsanlagen integrieren wollte, musste tief in die Tasche greifen. 
Spätestens mit Einführung von Industrie 4.0 und einer flächendeckenden Digitalisierung hat ein Umdenken eingesetzt. Dabei geht es nicht nur um Fortschritt! Fakt ist: unterschiedliche Schnittstellen und Protokolle mach(t)en das Verdrahten nicht selten zu einer fehleranfälligen Sisyphus-Aufgabe.

Der Schlüssel für den Erfolg: Interoperabilität 

Mit OPC UA und MQTT überwindet die Industrie die bekannten Hindernisse und erreicht automatisch eine Interoperabilität zwischen Maschinen, Steuerungssystemen und Sensoren. OPC UA meint „Open Platform Communications Unified Architecture“ und steht für eine Sammlung von Standards für die Kommunikation und den Datenaustausch im Umfeld der Industrieautomation. Mit OPC UA gelingt der Machine-to-Machine Datentransfer unter Einbeziehung von Messwerten, Sensordaten, Regelgrößen oder Steueranweisungen. Damit bildet OPC UA einen Schlüssel für die Standardisierung der industriellen Konnektivität und sorgt gleichzeitig für Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Hersteller. Der einfachen und schnellen Umsetzung von Automatisierungsvorhaben im Mittelstand steht damit nichts mehr im Weg.

Wie funktioniert P&P?

Der klassische Fertigungsprozess - bestehend aus Wareneingang, Bearbeitung (z. B. Zerspanen oder Montieren),Qualitätskontrolle, Verpackung und Versand - kann allein durch standardisierte Schnittstellen jetzt unkomplizierter automatisiert werden. Nach dem Anschließen neuer Technologien (z. B. Roboter) identifizieren sich diese selbst über die standardisierte digitale Schnittstelle. "Auf der anderen Seite" erkennt die Steuerung diese bereitgestellten Informationenautomatisch und integriert die neue Technologie in den laufenden Prozess. Verfügen die hinzugefügten Systeme z. B. über integrierte Sensorik, können jetzt kontinuierlich Daten aus dem Prozess abgegriffen werden. Das können Temperaturen oder Energieverbräuche, aber auch Positionsparameter sein. Diese Daten bilden die Grundlage für automatisierte Entscheidungen und damit auch Konzepte wie die vorausschauende Wartung oder die adaptiven Bewegungen eines Roboters. Prozesse lassen sich damit also nicht nur automatisieren, sondern auch dynamisch an wechselnde Anforderungen anpassen.

Diese Vorteile bietet P&P im industriellen Umfeld

Neue Standards wie OPC UA und MQTT beschleunigen also die Modernisierung von Prozessen in den unterschiedlichsten Branchen. Beispielhaft sei die XITO-Plattform genannt, mit der sich verschiedenste Standard-Anwendungen wie das Verpacken oder Palettieren dank P&P zügig selbst mit einem Roboter automatisieren lassen. Um der Prämisse„ Robotik einfach machen“ treu bleiben zu können, lässt die XITO-Plattform eine hohe Flexibilität zu: Neben OPC UA kommen auch ProfiNet oder Digital I/O zum Einsatz. Selbst für Kunden mit sehr alten Maschinen ohne Schnittstelle finden die Experten der XITO-Plattform Lösungen für eine Automatisierung mit Roboter.
Ebenfalls erwähnenswert, wenn es um Robotik geht: inzwischen sind auch humanoide Roboter auf dem Vormarsch, um Menschen beispielsweise in stark beanspruchten Gesundheitseinrichtungen zu entlasten. Ob die Integration von kollaborierenden Robotern (Cobots), die Nutzung von Industrierobotern oder gar von Humanoiden: Grundlage für den Erfolg dieser Technologien ist v.a. die zunehmende Interoperabilität. 

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Immer mehr Unternehmen profitieren von den Vorteilen einer einfachen Automation durch P&P:

• Reduktion von Engineering-Stunden
• Niedrige Einstiegshürden in Digitalisierung und Automation
• Kürzere Integrationszeiten
• Erhöhung der Flexibilität innerhalb der Produktion
• Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit
• Skalierbarkeit
• Bessere Resilienz
• Zukunftssicherheit

Fazit

Wer heute seine Schnittstellen nicht harmonisiert und auf proprietäre oder veraltete Kommunikationsprotokolle setzt, riskiert den Verlust seiner Wettbewerbsfähigkeit. Unternehmen, die ihre Prozesse mit einem Roboter automatisieren möchten, finden in der XITO-Plattform eine unkomplizierte Lösung: Schnittstellen Know-how und Programmierfähigkeiten sind nicht erforderlich.

Quellen:

Foto von Andrey Matveev und Growtika auf Unsplash

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