In den Produktionshallen dient der PC an den Maschinen oftmals als Bediengerät und zum Beobachten von Produktionsabläufen durch Prozessvisualisierung. Hier bietet sich an, dem PC auch Steuerungsaufgaben zu übertragen. Die Hardware-Einschubkarten lassen sich unmittelbar in IPCs oder Standard PCs einbauen. Einsatzschwerpunkte der Slot-SPSen sind die Fertigungsautomatisierung, Antriebstechnik, Mess-, Steuer- u. Regeltechnik, Maschinenbau sowie die Robotik. Die angebotenen PCI-Karten sind für die hochgenaue Steuerung von Bewegungsabläufen an CNC-, Werkzeug-, Sondermaschinen, Robotern, usw. bestimmt. Die Slot-SPSen sind als komplette eigenständige Rechner mit eigenem Multitasking Echtzeitbetriebssystem konzipiert, so dass sie Aufgaben völlig autonom abarbeiten können. Dazu befinden sich alle notwendigen Komponenten wie SDRAM, Interrupt-Controller, Timer, usw. auf der Karte. Die schnellen CPUs sorgen nicht nur für kurze Befehlszykluszeiten, sondern verhelfen dem System zu den nötigen Leistungsreserven für umfangreiche Regelalgorithmen, Koordinatentransformationen, Werkzeugkorrekturen und erweiterte Interpolationsverfahren. Die Systeme sind für den rauen Industrieeinsatz konzipiert und laufen auch unter erschwerten EMV-Bedingungen zuverlässig, z.B. im Umfeld von Schweißrobotern. Eine mehrstufige Watch-Dog-Logik sorgt bei diesen Produkten für hohe Systemsicherheit.
Geringer Platzbedarf
Die Steckkarte wird als aktiver Bestandteil in das Automatisierungskonzept integriert, wodurch sich zwei weitere Vorteile ergeben. Zum einen verringert sich der Verdrahtungsaufwand und der Platzbedarf ist reduziert. Da die Bedienungs- und Visualisierungssoftware und die SPS über eine gemeinsame Datenbasis verfügen, erfährt die Kommunikation zwischen PC und SPS eine entscheidende Vereinfachung. Die früher meist genannten Argumente gegen eine Slot-SPS waren die Störanfälligkeit, die Unzuverlässigkeit der Betriebssysteme sowie die Frage der Echtzeit von PC-Systemen. Diese Probleme sind bei den aktuellen Produkten in unserer Marktübersicht ausgeräumt. Bei bestimmten industriellen Anwendungen müssen strenge Anforderungen hinsichtlich Zykluszeiten, Rechtzeitigkeit und Synchronisation eingehalten werden. Die Mehrzahl der Slot-SPSen in der folgenden Marktübersicht besitzt ein firmeneigenes Echtzeitbetriebsystem und ist geeignet für Automatisierungsaufgaben zur Steuerung und Regelung von zeitkritischen technischen Prozessen. Hier ist die Einhaltung der Realzeitbedingung ausschlaggebend. Um dies zu gewährleisten, haben die Echtzeitbetriebssysteme mehrere deterministische Mechanismen: einen Scheduler der preemptives Multitasking unterstützt, eine Taskverwaltung für die Koordination paralleler Tasks und die Kommunikation zwischen ihnen, und eine Interrupt-Behandlung zur Reaktion auf Ereignisse. Im rauen Industriealltag sind weitere Forderungen: Robustes Verhalten im Fehlerfall und sicheres Herunterfahren.
Informationserhalt
Viele der Produkte in unserer Marktübersicht besitzen als Speichermedium NVRAM (Abk.: Non Volatile Random Access Memory, nicht flüchtiger RAM), die auch ohne Aufrechterhaltung der Energieversorgung die Information halten kann. Die remanenten Daten werden bei Spannungsverlust im Speicher gehalten und sorgen bei Wiederanlauf einer Maschine oder Anlage dafür, dass Rezepturen und Betriebsparameter nicht neu geladen werden müssen. Für die volle Daten- und Programmremanenz werden auch Pufferbatterien als Ersatzquelle für den Fall eines Ausfalls der Stromquelle eingesetzt. Zur Erweiterung der Kapazität sind auch steckbare Flash-Karten im Angebot.
Ausblick
In Bezug auf Sicherheit, Verfügbarkeit und Zeitverhalten sind die heutigen Steuerungen auf PC-Karten für den rauen Industriealltag geeignet. Die Slot-SPSen stellen ein schnelles Interface zwischen Steuerung und PC zur Verfügung und ein Großteil der Steuerungen ist durch externe Spannungsversorgungen komplett autark. In Anbetracht der Vielzahl der bereits installierten PC-basierten Anwendungen in der Industrie ist es nicht verwunderlich, dass die klassische SPS immer häufiger durch die PC-basierte Lösung ersetzt wird. Aber auch ein Nebeneinander von Standard SPS und PC-based kann sinnvoll sein. Je nach Aufgabenstellung kann der Anwender die geeignete Lösung einsetzen. (hsc)
