Renate Pilz und Armin Glaser

Die Visualisierung ist das Gesicht der Maschine

Was bewegt die Automatisierung und Steuerungstechnik? Im Gespräch mit SCOPE-Redakteur Johannes Gillar verraten Pilz-Chefin Renate Pilz und Armin Glaser, Leiter der Produktentwicklung, welche Rolle die Mechatronik dabei spielt und was Pilz im Nürnberger Messegepäck zur SPS IPC Drives dabei hat.

Renate Pilz und ihr Produktentwicklungsleiter Armin Glaser diskutieren über Trends und Innovationen in der Automatisierung.

SCOPE: Welche Trends bzw. Entwicklungen sieht Pilz im Bereich der Automatisierung und Steuerungstechnik?

Renate Pilz:Wir sehen wichtige Trends im mechatronischen Ansatz und in der Modularität, die sich ja auch im Maschinen- und Anlagenbau widerspiegelt. Eine weitere Entwicklung ist die zu höherwertiger Software. Und dann natürlich die Themen Safety und Security als ein Geschwisterpaar, denen – Stichwort Industrie 4.0 – eine wichtige Rolle zukommt.

Armin Glaser:Die Themen Modularisierung und mechatronischer Ansatz bewegen uns schon lange Zeit. Damit werden wir den steigenden Forderungen nach flexiblen und hochgradig wiederverwendbaren Automatisierungslösungen für Maschinen und Anlagen gerecht. Unsere Kunden denken weniger über eine Optimierung einzelner Komponenten nach, sondern planen ihre notwendigen Funktionen vorwiegend im Verbund bzw. entlang der gesamten Prozesskette. Also macht auch eine ganzheitliche Betrachtung der Kosten Sinn. Es geht somit nicht mehr ausschließlich um die Beschaffungskosten der Geräte, sondern alle Kostenblöcke im gesamten Lebenszyklus einer Automatisierungslösung fließen in die Bewertung mit ein. Dazu zählen neben dem Engineering vor allem auch die Phasen des Betriebes und der Wartung. Und das hat uns dazu bewogen, in diesem Bereich alternative Lösungen aufzuzeigen, die nicht nur die Steuerung als klassische Hardwarelösung betrachten. Unser Automatisierungssystem PSS 4000 erlaubt es Projektierungsaufgaben für Hard- und Software komplett voneinander zu trennen – und dies erstmals gleichsinnig für die Automatisierungs- und Sicherheitsfunktionen. Die Schnittstellen darin sieht der Anwender nicht, wohl aber die neuen Freiheitsgrade, die sich ihm bieten. Damit – wir sagen dazu auch die Verteilbarkeit von Funktionen – kann der Anwender Maschine und Funktionen genauso „zerlegen“, wie es seinen Mechanikmodulen entspricht.

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SCOPE: Was verbirgt sich hinter dem mechatronischen Ansatz konkret?

Armin Glaser:In der Mechanik kann man bereits seit langer Zeit modularisieren. Da lässt sich jedes beliebige mechanische oder mechatronische Teil exakt repräsentieren. In der Steuerungsfunktionalität war bisher immer an der Systemgrenze der Steuerung Schluss. Diese Grenze haben wir deutlich weiter hinausgeschoben. Auch innerhalb eines Steuerungssystems arbeiten wir verteilt, so dass sich Module bilden lassen für einzelne, immer wieder wiederkehrende Funktionen. Wenn also Anwender in der Mechanik standardisieren können, können sie es jetzt auch bis hinein in das Steuerungssystem in der Logik und weiter bis hin zur Visualisierung. Ist diese Standardisierung erreicht, können im Bedarfsfall funktionale Module in Hard- und Software sehr einfach dupliziert und wiederverwendet werden.

Pilz: Das Einmalige daran ist, das die Steuerung die Modularisierung genauso übernimmt, wie die Maschine es vorgibt. Dadurch lässt sich eine enorme Einsparung der Engineeringkosten erzielen.

SCOPE: Wie adressieren Sie diese Entwicklungen mit Ihren Lösungen?

Pilz: Unter anderem mit unserem Automatisierungssystem PSS 4000. Für mich ist dabei entscheidend, dass bei diesem System Software- und Hardwarekonzept unabhängig voneinander sind. Das ist für mich so das Knackige.

Armin Glaser: „Mit unserer webbasierten Visualisierungssoftware PAS Visu bieten wir eine Komplettvisualisierung, das heißt, wir visualisieren sowohl zu Diagnosezwecken den Gerätestatus und die Störungsmeldungen der Peripherie als auch den Prozesszustand.“

Glaser: Ja, das trifft es genau. Durch diese Trennung – Hardwarefunktion ist unabhängig von der Softwarefunktion zu betrachten – haben wir neue Freiheitsgrade im Engineeringprozess geschaffen. Das ermöglicht paralleles Engineering. Früher musste der Anwender zwingend zuerst die Hardware konfigurieren und konnte erst dann mit dem Programmieren anfangen. Das ist eine sequentielle Aufgabenreihenfolge, die so vom System her vorgegeben wurde. Heute können wir sagen: Anwender, macht es wie ihr es wollt. Das System macht keine Vorgaben. Davon profitieren nicht nur Anwender, die unter Zeitdruck stehen.

SCOPE: Sie hatten von der Wertigkeit der Software gesprochen. Was muss man sich darunter vorstellen? Sind das neue Programme, die Sie entwickelt haben, um den Prozess einfacher und flexibler zu machen?

Glaser: Nein, es ging eigentlich mehr um eine Betrachtung bestehender Applikationen: Wie verteilen sich dort die Kosten? Wenn man sich Gesamtabrechnungen von Automatisierungsprojekten anschaut, liegt der Wert der Hardware in einem typischen Maschinen- oder Anlagenprojekt bei etwa 25 Prozent. Einen großen Anteil der Kosten macht das Engineering aus, mit rund 50 Prozent. Ausschließlich den Beschaffungsprozess der Geräte zu optimieren, hebt also unterm Strich nicht alle Einsparpotenziale. Das Thema ist eher, wie ich den gesamten Kostenblock aus Hardware und Engineering adressieren kann. Was sind die Folgekosten in einem Projekt? Hier versuchen wir Schritt für Schritt dem Idealbild näher zu kommen. In letzter Konsequenz führt das zu einer sicheren „Soft-SPS“, die komplett hardwareunabhängig ist.

Pilz: Bei diesem Ansatz bieten wir eine ganz andere Qualität im Bereich Steuerungstechnik. Aber wir haben trotz der Modularität den zentralen Blick auf die Gesamtapplikation. Das begeistert.

Glaser:In klassischen SPS-Strukturen muss ich eine genaue Planung vornehmen. Jede Kommunikationsverbindung zwischen einzelnen Komponenten muss weitgehend „von Hand“ eingerichtet und der Projektierer muss die zugrunde liegenden Systemregeln kennen. Und das ist oftmals sehr komplex. Pilz geht mit PSS 4000 einen anderen Weg In diesem Automatisierungssystem werden keine absoluten Adressen mehr benötigt. Durch die durchgängige symbolische Bezeichnung aller Variablen, Geräte und Kommunikationsverbindungen plant der Projektierer seine Funktionen wesentlich freier – oft ausschließlich anhand der reinen Maschinenbezeichnungen. Erst vor dem Download auf die verschiedenen Geräte entscheidet er, wo welche Funktion ausgeführt werden soll. Alle Regeln zur Programmverteilung und der dann erforderlichen Querkommunikation werden im Hintergrund, also ohne einen manuellen Eingriff, komplett automatisch eingerichtet bzw. überprüft. Pilz bietet also dem Anwender zur Projektierung eine zentrale Sichtweise und zur Laufzeit eine verteilte Architektur – ganz ohne zusätzliche Komplexität.

Pilz: Das System reduziert die Komplexität sehr stark, das ist ganz wichtig. Ich war gerade in Indien und da hat ein Systemintegrator ohne Schulung, nur anhand unserer Unterlagen eine wirklich sehr komplexe Applikation realisiert. Der war so begeistert und hat gesagt, dass er noch nie ein Automatisierungssystem hatte, mit dem er so gut arbeiten konnte.

SCOPE: Welche Neuentwicklungen haben Sie in diesem Jahr zur SPS IPC Drives zu bieten und was bringen diese den Kunden?

Glaser: In Nürnberg wollen wir als großes Thema unsere neue Visualisierung vorstellen. Das hat auch wieder etwas mit unserem Automatisierungssystem zu tun. Mit unserer webbasierten Visualisierungssoftware PAS Visu bieten wir eine Komplettvisualisierung, das heißt, wir visualisieren sowohl zu Diagnosezwecken den Gerätestatus und die Störungsmeldungen der Peripherie als auch den Prozesszustand. Das Wesentliche dabei ist die enge Verzahnung mit der Projektierung. Wir legen auch hier großen Wert auf die Reduzierung von Engineeringkosten. Grundlage ist wiederum die einheitliche Datenquelle: Quasi als Nebenprodukt aus dem Engineeringprozess entstehen die Prozessvariablen für die Visualisierung.

Pilz: Durch den Einsatz von standardisierten Web-Technologien wie HTML5 erfolgt der Zugriff plattformübergreifend und ist über nahezu jedes Endgerät wie PC, Tablet, Smartphone im jeweiligen Web-Browser möglich. Die andere Seite ist die Bedienoberfläche. Anwender legen großen Wert auf moderne Oberflächen. Dank vordefinierter, graphischer Eingabe- und Anzeigeelemente, den sogenannten Kacheln, ist eigentlich alles selbsterklärend, so dass sich auch andere Technologien damit verbinden lassen. Da müssen wir auch ansetzen, denn das ist das moderne Gesicht unserer Steuerungswelt. PAS Visu ist ein wichtiger Meilenstein für uns auf dem Weg zu kompletten Automatisierungslösungen.

SCOPE: Robotik-Lösungen werden immer anspruchsvoller und ihre Integration in komplette Anlagensysteme immer komplexer – Stichwort Sicherheit an der Schnittstelle Mensch-Maschine. Welche Lösungen bietet Pilz im Bereich der Robotik?

Glaser: Ein Roboter ist primär ein komplexes Mehrachssystem, das zunehmend barrierefrei mit Menschen zusammenarbeiten soll. Zu den Produkten, die in so einem Umfeld zum Einsatz kommen, gehört das sichere dreidimensionale Kamerasystem Safety Eye. Das große Ziel ist es, Schutzzäune überflüssig zu machen und trotzdem die Sicherheitsfunktionen aufrecht zu erhalten. Wir setzen da an, wo Roboter und Mensch Hand in Hand arbeiten.

Pilz: Und hier hat Pilz die Lösungskompetenz. Das haben wir auf der Automatica bewiesen, nach dem Prinzip „Gestern, Heute und Morgen“. Gestern die räumlich Separierung der Arbeitsräume von Mensch und Maschine durch trennende Schutzeinrichtungen, heute haben wir Lösungen wie unser Safety Eye, dank derer Mensch und Maschine in einem gemeinsamen Arbeitsraum sicher zusammenarbeiten können, und schließlich der Ausblick auf morgen mit der Frage, wie könnte eine taktile Sensorik in Zukunft aussehen, um eine ganz enge Kooperation zwischen Mensch und Maschine möglich zu machen.

Glaser: Viele Diskussionen über den sicheren Roboter am Markt greifen zu kurz. Wir betrachten nicht nur den Roboter sondern bewerten die gesamte Roboterapplikation nach den Sicherheitsvorgaben der europäischen Maschinenrichtlinie. Diese macht klare Vorgaben: Was ist eine vollständige Maschine und was ist eine unvollständige Maschine. Ein Roboterhersteller kann zwar den Roboter an sich liefern, aber der Betreiber bzw. Systemintegrator ist letztlich für die Sicherheit der „vollständigen Maschine“ verantwortlich: Erst die Applikation plus das sichere Mehrachssystem plus die anderen Anbauteile wie Greifer machen in Summe ein sicheres Roboter-System. Und das fängt ganz klassisch an mit der Risikoanalyse und einer kompletten sicherheitstechnischen Betrachtung über den ganzen Lebenszyklus. Aus der Risikoanalyse muss der Systemintegrator entsprechend seine Sicherheitsarchitektur entwerfen, um dann anhand der beschriebenen mathematischen Modelle der C-Normen nachzuweisen, dass diese Maßnahmen das Schutzziel erfüllen.

SCOPE: Was bieten Sie Ihren Kunden im Bereich Services bzw. Dienstleistungen an?

Renate Pilz: „Wir wollen uns gesund weiterentwickeln. Organisch wachsen. Und einfach immer wieder mit Innovationen den Markt prägen.“

Pilz: Pilz ist in der Lage, Kunden nicht nur mit einzelnen Komponenten und Systemen zu beliefern, sondern ihnen mit kompletten, sicheren Automatisierungslösungen einen Mehrwert zu bieten. Das Thema Services spielt dabei eine zentrale Rolle. Mit unserer Betreuung der Kunden entlang des gesamten Lebenszyklus einer Maschine und Anlage in dieser Qualität sind wir weltweit führend. Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal von uns ist, dass wir in der Lage sind, grenzüberschreitend lokales Markt- und Normenwissen bereitzustellen, anzuwenden und über Ländergrenzen hinweg global mit derselben Professionalität und Qualität zu arbeiten. Grundlage hier ist der funktionierende weltweite Wissenstransfer in der Pilz Gruppe über unsere Abteilungen Customer Support und unsere in Irland ansässige International Service Group (ISG).

Glaser: Wie arbeiten weltweit an Standardisierungen mit, sowohl im Rahmen der Gremienarbeit für relevante Sicherheitsnormen als auch für internationale Anwender zur Erarbeitung eines einheitlichen Werksstandards. Hintergrund ist, dass Märkte und Anwender immer internationaler werden. Selbst wenn es lokal gar keine Sicherheitsvorgaben gibt, die mit dem Sicherheitsniveau der Europäischen Maschinenrichtlinie vergleichbar wären, so erarbeiten wir mit internationalen Großanwendern einen unternehmensweit gültigen Werksstandard, der sich aber an den normativen Vorgaben westlicher Sicherheitsstandards orientiert – unabhängig ob eine Getränkeabfüllung oder eine Palettiermaschine in USA oder in Afrika zum Einsatz kommt. Hier zeigen sich die elementaren internationalen Verflechtungen und die Vorteile einer Standardisierung.

SCOPE: Wo geht die Reise hin? Was erwarten Sie von den nächsten Jahren in Bezug auf Umsatz, Ergebnis und Marktanteilen?

Pilz: Wir wollen uns gesund weiterentwickeln. Organisch wachsen. Und einfach immer wieder mit Innovationen den Markt prägen. Das ist für uns wichtig. Sicher wollen wir Gewinn erwirtschaften, aber entscheidend ist, dass unser Unternehmen sich vital und aus eigener Kraft weiterentwickelt; durch gute Produkte, durch Innovationen, durch Verlässlichkeit, durch Stabilität. Das sind meine Wünsche für das Unternehmen. jg

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