Test- und Prüfstationen auf der SPS IPC Drives
Auf der SPS IPC Drives in Nürnberg stellen die am Projekt Beteiligten als Anwendungsbeispiel zwei redundant aufgebaute Test- und Prüfstationen mit einem Bestückungsroboter als CICS-Demonstrator aus. Sämtliche I4.0-Komponenten werden wahlweise über einen serverbasierten oder clientbasierten CICS-Controller aus der Cloud gesteuert. Während ein serverbasierter Controller in einer beliebigen gehosteten Umgebung ablauffähig ist, kann ein clientbasierter CICS-Controller z.B. auf einem Tablet eingesetzt werden. Der Controller besitzt je 16 digitale sowie je vier analoge I/Os, ist programmierbar nach IEC61131-3 mit PC Worx oder Codesys und kann über das Internet-of-Things (IIoT)-Plattform WOAS (http://woas.ccad.eu) als Steuerungsdienst genutzt werden. Der clientbasierte CICS-Prototyp besitzt neben den gewünschten funktionellen Industrie-4.0-Eigenschaften auch eine hohe Datensicherheit, da die CICS-Runtime zwar aus der Cloud geladen wird, aber vollständig im lokalen Client läuft. Der Prozessdatenverkehr zwischen CICS-Controller und Automatisierungsgeräten erfolgt nur im lokalen Netz. Nach der klassischen Hardware-SPS und der PC-basierten Soft-SPS soll mit dem CICS-Vorhaben die nächste Stufe der SPS-Entwicklung, nämlich im IP-Netz global verteilte Software, das heißt Steuerungsdienste, erreicht und vorangebracht werden.
Wandelbare Produktion als Anwendung
Die geplanten Forschungsergebnisse sollen u.a. die Entwicklung neuer, durchgängig Web-orientierter Steuerungssysteme ermöglichen, die sich flexibel und einfach anwendungsspezifisch anpassen lassen. Damit leistet CICS einen Beitrag für adaptive Steuerungssysteme im Sinne von Industrie 4.0. Bisherige hardwarefixierte und zentralisierte Steuerungslösungen wie die klassische SPS können für unkritische Echtzeitbedingungen (z.B. Umwelt-, Logistik-, Energie- oder einfache Montageprozesse) durch vollständig im IP-Netz verteilte Softwarefunktionen transparent verteilt und á genutzt werden. Damit ergeben sich u.a. folgende Vorteile für die Anwender:
- • Kosteneinsparungen bei Inbetriebnahme und Betrieb durch ortsunabhängigen und Cloud-basierten Service
- • flexible Bereitstellung von Steuerungsfunktionen für die wandlungsfähige Produktion
- • schnelle Rekonfiguration für Plug&Work
- • verbesserter Herstellerservice (zentrales Backup, Reservesystem im Fehlerfall)
- • Unterstützung von Simulation für bessere Planung und Prozessoptimierung
- • Produktionsverbesserung durch bedarfsgerechte Nutzung effizienter Steueralgorithmen (App-Konzept)
- • einfache Anwendung von Smartphones und Tablets.
Aus den bisherigen Erfahrungen wird eingeschätzt, dass mit CICS technische Prozesse mit Reaktionszeiten zwischen 150 und 200ms zuverlässig über das Internet gesteuert werden können. Dazu gehören nach Schätzungen etwa 20 bis 30 Prozent aller zu automatisierenden technischen Prozesse. Wird CICS ausschließlich im lokalen Netz ausgeführt sind die Reaktionszeiten deutlich geringer. Um weitere Anwendungsfälle zu erschließen, untersucht die Universität Augsburg, mit welchen Methoden, z.B. durch geschickte Kombination bestehender Protokolle, eine weitere Verringerung der Reaktionszeiten möglich ist. Erste Ansätze werden auf der SPS IPC Drives vorgestellt.
