Komplexe Systeme verlustfrei steuern – Selmo weiß wie das funktionieren kann

Mit der neuen Methode von Selmo Technology lassen sich die Programmier- und die Inbetriebnahmezeit um bis zu 50 % verkürzen und das Risiko im Betrieb durch eine hervorragende Prozessstabilität reduzieren. Damit wird eine hohe Verfügbarkeit der Maschine oder Anlage erzielt. DI DI (FH) Markus Gruber, geschäftsführender Gesellschafter der Selmo Technology GmbH

Komplexe Systeme zu steuern ist kein Hexenwerk, kann aber trotzdem eine Herkulesaufgabe sein. Diese sollte man sich nicht schwerer machen, als sie ohnehin schon ist, nur, weil man – speziell im Maschinenbau – einer Tradition und ihren aus der Zeit vor der Digitalisierung stammenden Methoden verbunden ist. In diesem Beitrag möchte ich darstellen, wie es besser als bisher gelingen kann, die Möglichkeiten heutiger Steuerungs- und Antriebstechnik voll auszuschöpfen und welche methodischen Änderungen dafür vorteilhaft sind. In meinem nächsten Gastkommentar erfahren Sie, dass und wie diese Umstellungen ohne erhebliche Änderungen im Arbeitsablauf der Maschinenautomatisierer erfolgen können.

Manuelle Programmierung versus automatische Programmierung von Maschinen bildlich dargestellt.

Perspektivwechsel im Maschinenbau

Zu den wichtigsten Voraussetzungen für die Gestaltung effizienter und sicherer Systeme mit den Mitteln der Digitalisierung gehört ein Perspektivenwechsel bei der Betrachtung von Maschinen und Anlagen. Diese sind längst nicht mehr mechanische Gebilde zur Ausführung ehemals manueller Tätigkeiten mit mehr Kraft und Wiederholgenauigkeit. Sie sind mechatronische Systeme, die selbstständig meist komplexe Prozesse ausführen und dabei auf Veränderungen im Prozessfortschritt reagieren. Egal, ob ein Prozess Material, Energie oder Informationen umwandelt: Um automatisiert – und nicht bloß mechanisiert – abzulaufen, muss das ausführende System gesteuert und der Prozessfortschritt überwacht werden.

Das geschieht in einem Informationskreislauf aus Informationsgewinnung, Informationsverarbeitung, Informationsübertragung und Informationsnutzung. Zentral ist dabei das Programm. Es bedient sich zur Informationsgewinnung an Benutzereingaben, Sensoren und Informationen aus Fremdsystemen, ermittelt die nötigen Teil-Prozessschritte und Werte und steuert über die Aktoren die Bewegungen der Mechanik. Richtig betrachtet, ist es die vollständige Beschreibung des Gesamtprozesses und damit des Maschinen- oder Anlagenverhaltens.

Im Mittelpunkt Prozess

Diese Erkenntnis ist zentral, denn die logische Prozessbeschreibung ist zugleich die Grundlage für die Auslegung und Konstruktion aller anderen technischen Bestandteile der Maschine. Das beginnt mit der Dimensionierung der mechanischen Elemente und der Antriebe und geht über die Elektrotechnik bis zur Steuerungselektronik und den Sensoren. Sie ist der vollständige Digitale Zwilling der Maschine oder Anlage.

Deshalb ist es gut, sie am Beginn der Maschinenentwicklung zu erstellen, denn sie bildet die Arbeitsgrundlage für Maschinenbauer, Elektrotechniker, Automatisierer und Programmierer. Diese können parallel arbeiten und sich bei Bedarf auf Basis einer Spezifikation abstimmen, die sie unabhängig von ihrer Spezialisierung alle gleichermaßen verstehen. So können während der Entwicklung in allen Disziplinen Optimierungen stattfinden. Da die Qualität der Informationsgewinnung von der Auslegung und Auswahl der Sensorik, Aktorik und Datenübertragungstechnik abhängt und vom Steuerungsprogramm nicht beeinflusst werden kann, hilft das enorm dabei, die Entwicklungsziele zu erreichen und zugleich knappe Entwicklungszeitvorgaben einzuhalten.

Automatisiert zum Programm

Mit der neuen Methode von Selmo Technology lässt sich die logische Prozessbeschreibung automatisch in ein Programm für die Informationsverarbeitung umwandeln. Das eliminiert notorische Fehlerquellen bei der Programmierung und spielt die Softwaretechniker zur Mitarbeit bei der Prozessdefinition frei. Das Programm steuert über die Aktoren und Sensoren im Informationskreislauf den realen Prozess. Durch das durchgängige Prozessmodell kann es zu jedem Zeitpunkt Abweichungen erkennen und richtig reagieren. So wird nach kurzer Entwicklungszeit eine hohe Prozessstabilität erzielt und eine hohe Verfügbarkeit der Maschine oder Anlage – und das gehört mit Sicherheit zu den höchsten Zielen jeder Entwicklung.