Die Pyramiden von Gizeh haben als Kinder unsere Vorstellungen eingefangen, aber heute, als Automatisierungsingenieure, wandern unsere Köpfe zu einer Pyramide der anderen Art: der industrielle Automatisierungspyramide und wie sie für die Industrie 4.0 aktualisiert werden muss. https://youtu.be/vf2KOlyVXDs

Die industrielle Automatisierungspyramide

Die industrielle Automatisierungspyramide unterteilt eine industrielle  Automatisierungsanwendung in fünf KommunikationsebenenIndustrielle Automatisierungspyramide

  1. Feld
  2. Steuerung
  3. Überwachung
  4. Management
  5. Unternehmen

Mit freundlicher Genehmigung von a-vt.be

Ebene 1: Feld

Die Basis dieser Pyramide, die Feldebene enthält alle Feldgeräte: Messgeräte, Aktoren und Kommunikationsprotokolle. Die Messgeräte – Durchflussmesser, Niveauschalter Temperatursensoren und mehr – liefern Eingaben durch Messvariablen. Sie haben die einfachsten Jobs in der Pyramide, aber ihre Arbeit ist wichtig, wie Sie später sehen werden.

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Die Aktoren – Ventile, Pumpen und Ähnliches – halten Ihre Variablen bei ihren gesetzten Punkten. Wenn Sie also den Durchfluss, den Druck oder einen anderen gemessenen Parameter ändern müssen, brauchen Sie Aktoren. Und zu guter Letzt wären da die Kommunikationsprotokolle. Diese Verbindungen ermöglichen es den Messgeräten und Aktoren, mit dem Kontrollsystem zu kommunizieren. Und das bringt uns zu der zweiten Ebene der Automatisierungspyramide.

Weitere Informationen zu Kommunikationsprotokollen finden Sie im Visaya-Artikel hier.

Ebene 2: Steuerung

Die Steuerungsebene erlaubt es den Betreibern, die als Gehirn Ihres Prozesses fungieren, alle Variablen zu kontrollieren. Üblicherweise werden entweder die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder das Distributed Control System (DCS) verwendet. Wenn Sie einen Prozess mit einem oder zwei Steuergeräten steuern können, verwenden Sie wahrscheinlich SPS. Größere Operationen erfordern oft ein DCS.

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Hier verarbeitet und analysiert die Steuerung die Eingaben der Messinstrumente. Wenn die Eingaben nicht mit den eingestellten Punkten übereinstimmen, sendet das Steuergerät die Ausgaben an die Aktoren, um die Prozesswerte zu ändern, bis sie die eingestellten Punkte wieder erreichen.

Weitere Informationen zur Steuerungstheorie finden Sie im Visaya-Artikel hier.

Ebene 3: Überwachung

Wie der Name bereits sagt, sind auf dieser Ebene die Überwachungssteuerung und die Datenerfassung (SCADA) beheimatet. Auch die Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) und Arbeitsstationen gehören zu dieser Ebene. Hier überwachen die Betreiber Prozessdaten über Benutzerschnittstellen und speichern sie in Datenbanken. Diese Ebene verwendet oft Betriebshistoriker, Softwareprogramme, die den Verlauf Ihrer Prozessdaten über eine bestimmte Zeit speichern. Mit diesen historischen Daten können Sie Muster studieren und Probleme, die in Ihrem Prozess entstanden sind, beheben. Sie sollten beachten, dass Betriebshistoriker kein wesentlicher Bestandteil von SCADA-Systemen sind. Es handelt sich um gesonderte Anwendungen.

Ebene 4: Management

Also, was bleibt übrig? Wir haben gerade einen vollautomatisierten Prozess durchlaufen. Bis jetzt haben wir nur Daten gesammelt und gestapelt. Diese vierte Ebene enthält die Werkzeuge, um alle diese Daten in nützliche Informationen zu verwandeln. Jetzt kommen wir zum Fertigungsausführungssystem (manufacturing execution system, MES). Ein MES erfasst und dokumentiert die Umwandlung von Rohstoffen in Ihr Fertigprodukt. Es hilft den Herstellern bei ihrer Entscheidungsfindung, indem es zum Beispiel Produktionsanalyse und Stillstandsmanagement für die Gesamtanlageneffektivität (overall equipment effectiveness, OEE) bereitstellt. Sie kann auch Daten aus der Logistik nachverfolgen, wie etwa, wie viel Rohstoff bei dem verwendeten Prozess verbraucht wird oder wie viele Endprodukte unter den aktuellen Bedingungen produziert werden.

Ebene 5: Unternehmen

Wir haben es an die Spitze der Pyramide geschafft! Diese Ebene konzentriert sich auf Geschäftsintelligenz. Hier implementieren Unternehmen ihre Warenwirtschaftssysteme (WWS). Ein WWS erfasst Unternehmensressourcen – Rohstoffe, Produktionskapazität, Cashflow – sowie geschäftliche Verpflichtungen wie Bestellungen und Lohnabrechnung. Zu diesem Zeitpunkt verfügt das System über alle Daten aus dem gesamten Unternehmen und nicht nur aus Ihren Prozess.

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Auf dieser letzten Ebene stehen wir an der Spitze der Automatisierungspyramide! Oder sollten wir lieber der alten Automatisierungspyramide sagen? Mit der Entwicklung von Technologie und des Konzepts des Industrial Internet of Things (IIoT) ist diese Pyramide vielleicht schon bald veraltet. Mal sehen, wie sich die Form entwickeln wird.

Weitere Informationen zum SMT70 finden Sie in der Visaya-Produktübersicht .

IIoT, Industrie 4.0 und die neue industrielle Automatisierungspyramide

Wenn Sie in der Welt der industriellen Automatisierung auf dem Laufenden sind, haben Sie von dem Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0 gehört. Diese neuen Technologien könnten eine tiefgreifende Wirkung auf unsere Pyramide haben. Vor allem mit Cloud-Systemen werden die Daten nicht mehr über Kabel oder Drähte reisen. Daher müssten nicht alle Teile des Prozesses an demselben physischen Ort sein. So könnte z.B. ein Cloud-System mit virtuellen SPS Prozesse ausführen, die keine komplexe Echtzeitsteuerung benötigen. IIoT würde auch den Datenaustausch zwischen allen, und nicht nur den angrenzenden, Ebenen unterstützen. All diese Veränderungen deuten darauf hin, dass sich die Automatisierungspyramide mit IIoT in eine Automatisierungssäule verwandeln kann, wie sie in diesem Bild zu sehen ist.

Neue industrielle Automatisierungspyramide
Mit freundlicher Genehmigung von automationworld.com

Um mehr über die Automatisierungspyramide zu erfahren, wenden Sie sich an unsere Ingenieure!

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