02.04.2015

Anwenderfreundlichkeit von Automatisierungslösungen

Gemeinsame Sprache

Mit steigendem Automatisierungsgrad werden die Prozesse in der Fertigung komplexer, die Zahl der Beziehungen innerhalb einer Maschine und der Grad der Vernetzung nimmt zu. Doch wenn die Komplexität der Applikation zunimmt, muss erst recht die Anwenderfreundlichkeit gewährleistet sein. Entscheidend ist, ob die Maschine die Sprache des Anwenders spricht.


Bild 1: Einfaches Programmieren und Konfigurieren von Maschinen und Anlagen in einer Software-Plattform im Automatisierungssystem PSS 4000 - für Automatisierungs- und Sicherheitsaufgaben.
Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Automatisierungslösungen sind bislang häufig durch autarke Einzelfunktionen gekennzeichnet: Safety, Steuerungstechnik, Visualisierung und Systeme für die Bewegungsführung sind eigenständige Systeme. Die Vielzahl der Systeme und Architekturen macht die Steuerung von Anlagen komplex. Je größer das Automatisierungsprojekt und je umfassender die Anforderungen, desto komplexer wird die Handhabung für den Anwender.

Schlüssel für Akzeptanz

Während bei der klassischen Automatisierung eine einzelne, zentrale Steuerung die Maschine oder Anlage überwacht und alle Signale verarbeitet, erlaubt das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz eine Verteilung von Steuerungsfunktionen. Prozess- oder Steuerungsdaten, Fail-safe-Daten und Diagnoseinformationen werden über Ethernet ausgetauscht und synchronisiert. Damit spielt es für die Steuerungsfunktion keine Rolle, wo der zugehörige Programmteil abgearbeitet wird. Statt einer zentralen Steuerung steht dem Anwender ein zur Laufzeit verteiltes Anwenderprogramm in einem zentralen Projekt zur Verfügung. Über diese Software werden alle Netzwerkteilnehmer konfiguriert, programmiert und diagnostiziert.

Verlagerung in Richtung Software

Diese Verlagerung von Funktionen in Richtung Software bringt dem Anwender Flexibilität und Skalierbarkeit, reduziert die Typenvielfalt der Hardware und erleichtert Wartung und Diagnose von Automatisierungslösungen. Ob eine Software auch effizient genutzt werden kann, hängt im Wesentlichen von der Benutzeroberfläche und den zur Verfügung stehenden Sprachen ab - sowohl im Hinblick auf die menschliche als auch die Programmiersprache. Das Automatisierungssystem von Pilz löst diese Herausforderungen mit der Software-Plattform PAS4000. Dort stehen verschiedene Editoren und Bausteine bereit, die sowohl für automatisierungs- als auch sicherheitstechnische Aufgabenstellungen verwendbar sind. Für Konstrukteure steht der bausteinorientierte Programm-Editor PASmulti zur Verfügung. Er bietet eine umfangreiche Bibliothek an bereits zertifizierten Software-Bausteinen, beispielsweise zur Positionserfassung oder für allgemeine Funktionen wie Not-Halt. Diesen Baukasten kann der Anwender um selbst erstellte Funktionsmodule ergänzen. Für die Programmierung stellt PAS4000 außerdem Editoren nach IEC61131-3 bereit. Dazu zählen neben Anweisungsliste (PAS IL) und Strukturierter Text (PAS STL) auch der Editor Ladder Diagram (Kontaktplan, PAS LD). Mit diesen Editoren lassen sich Programme für Safety- und Automatisierungsaufgaben oder auch eine Kombination aus beidem erstellen.

Andere Länder, andere Sprachen

Je nach Anwendungsgebiet oder geografischer Region kommen einzelne Programmiersprachen bevorzugt zum Einsatz - die Editoren sind unterschiedlich verbreitet. Während in Europa häufig in Anweisungsliste oder Strukturiertem Text programmiert wird, ist in Australien besonders Strukturierter Text verbreitet. Programmierer in USA und beispielsweise in Japan nutzen gerne Kontaktplan. Der Editor PASmulti ist im Automatisierungssystem von Pilz frei kombinierbar mit den SPS-Programmiersprachen nach IEC61131-3, so dass auch komplexe Automatisierungsaufgaben einfach und einheitlich handhabbar sind. Die Einstufung als LVL-Sprache (Limited Variability Language) für alle PAS-Editoren bzw. Programmiersprachen durch TÜV Süd ermöglicht es Anwendern nicht nur automatisierungs-, sondern auch sicherheitstechnische Aufgabenstellungen ohne Funktionseinschränkungen zu lösen. Maschinenbauer können also erstmals mit ihrem gewohnten Entwicklungsprozess auch sicherheitsgerichtete Applikationsprogramme erstellen. Die identische Programmierumgebung des grafischen Programm-Editors und der Editoren nach IEC61131-3 erlauben eine einfache Handhabung. So können etwa Software-Bausteine, die durch den Anwender beispielsweise in PAS IL individuell für sichere- oder nicht-sichere Funktionen geschrieben werden, ohne Weiteres auf PASmulti übertragen werden. So lassen sich Projekte mit Software-Teilen aus verschiedenen Editoren übersichtlich strukturieren. Wichtig für die Akzeptanz durch den Anwender (und damit für die Anwenderfreundlichkeit) ist, wenn er seine gewohnte Muttersprache nutzen kann. So stehen die PAS-Editoren im Automatisierungssystem PSS 4000 neben Englisch und Deutsch auch in Italienisch, Chinesisch, Spanisch, Französisch, Japanisch und Portugiesisch bereit. Die Vielfalt ist dabei nicht nur auf die Menüsprache beschränkt, sondern umfasst das komplette Hilfemenü, die Installationsunterstützung, wie auch die gesamte Systembeschreibung und das Sicherheitshandbuch.

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Offen für alle Protokolle

Neben den Schnittstellen der Mensch/Maschine-Kommunikation kommt auch dem Datenaustausch innerhalb des Automatisierungsprojekts eine wichtige Rolle zu. Auch hier gilt: Je komplexer und ausgedehnter, desto wichtiger wird eine einheitliche Sprache. PSS 4000 unterstützt die Sprachenvielfalt auch in technischer Hinsicht: Die Steuerungen PSSuniversal PLC im Automatisierungssystem PSS 4000 unterstützen die je nach Region unterschiedlich verbreiteten Kommunikationsprotokolle wie z.B. das in Europa besonders verbreitete Profibus-Protokoll, das in den USA häufig eingesetzte Ethernet/IP sowie Ethercat, Canopen und Modbus TCP. Damit ist der Datenaustausch mit unterschiedlichen Fremdsteuerungen - unabhängig von Land, Region, Branche und Maschinentyp - kein Problem. Die Herausforderung, die Bedienung einfach und übersichtlich zu gestalten, steigt je anspruchsvoller die Automatisierungsaufgaben werden. Mit Blick auf das Engineering ist neben der Hardware vor allem die softwareseitige Umsetzung wichtig - und das möglichst in der Sprache des Anwenders. Davon profitieren nicht nur Anwender: Auch Konstrukteure können ihren Aufwand deutlich reduzieren. Wenn Anwender vor Ort in ihrer Landessprache und ihrer gewohnten Programmierumgebung ihre Maschine konfigurieren können, dann vereinfacht das den Lernprozess und den Umgang mit dem Werkzeug und steigert die Akzeptanz. Für Maschinenbauer bringt das außerdem den Vorteil, dass sie mit einem Hardware-Aufbau und dem einmal erstellten Software-Programm Automatisierungslösungen erstellen können, die überall auf der Welt einsetzbar sind.

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