Automatisierungskonzept zentral und dezentral Teil 1

Automatisierungskonzepte spielen in der modernen, auf Klimaschutz und Flexibilität ausgerichteten Welt eine immer größere Rolle. Die Entscheidung für das eine oder andere Konzept hängt dabei von der Komplexität und der Notwendigkeit einer präzisen zeitlichen Steuerung von Prozessen ab. Zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte werden jedoch von keiner klaren Grenze getrennt: Jedes zentrale Konzept hat auch dezentrale Komponenten und jedes dezentrale Netz verfügt auch über eine Art von Zentralsteuerung, auch wenn die Wichtigkeit bei weitem nicht so hoch einzuschätzen ist wie bei den zentralen Konzeptionen.

Wohin geht der Trend?

Der Trend geht im Allgemeinen eher in Richtung dezentraler Netze. Auch unser Leben wird immer „dezentraler“ - wir nehmen Arbeit mit nach Hause, sind auch per Smartphone oder Tablet-PC beinahe immer und überall erreichbar und trennen kaum noch Privates und Beruf. Seit einiger Zeit gibt es hier auch den Trend der „ M to M“ Kommunikation. „M to M“ steht dabei für „Machine to Machine“ Kommunikation. Das bedeutet, dass auch Automaten ihre eigenen kleinen Handys eingebaut bekommen. Auf diese Weise kann der Getränkeautomat am Bahnhof dann seinen konkreten Befüllungszustand an die Belieferungsunternehmen schicken. Diese kommen dann nur, wenn sie müssen und nicht mehr in festen Intervallen. Dadurch können eventuell unnötige Fahrten eingespart werden oder der Leerstand eines Automaten verhindert werden.

Auch in der Landwirtschaft wurden nun erste zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte entwickelt. Dazu zählt zwar – wenn man es genau nimmt – schon lang die Melkmaschine als ein klassisches zentrales Automatisierungskonzept, aber es geht noch intelligenter:

Die Bewässerung von Feldern erfolgt normalerweise in bestimmten Intervallen, zum Beispiel jeden Morgen um 6 Uhr und dann nochmal am frühen Nachmittag und je nachdem dann nochmal abends, nachts usw. - wie auch immer der Landwirt das plant. Durch das Einsetzen von Sensoren in den Boden, die die Bodenzusammensetzung auf bestimmte Mineralien und Feuchtigkeit kontrollieren, muss die Feldbewässerung nun nicht mehr unflexibel wie ein Uhrwerk funktionieren, sondern richtet sich individuell nach den Bedürfnissen des Feldes. Mit Hilfe solcher und ähnlicher zentraler und dezentraler Automatisierungskonzepte können also Ressourcen an den richtigen Stellen gespart werden und sogar landwirtschaftliche Erträge erhöht werden.

Zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte in der Industrie

Neben der Gebäudeautomatisation in Wohnungsbauten, hat auch die Industrie ihre Möglichkeit erkannt, die Effizienz des Betriebes durch zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte zu steigern. Dabei soll das Verhältnis zwischen Zeit- und Kostenaufwand bei der Herstellung gegenüber dem fertigen Produkt gesteigert werden.

Die gestiegene Komplexität und Vielschichtigkeit von Fertigungsprozessen sowie die gestiegene Bedeutung von sekunden- und millisekunden-genauer Präzision bestimmter Arbeitsschritte überfordert die noch vor 20 Jahren als High Tech angesehenen Feldbussysteme zu sehr. Die seit 2010 entwickelten und modernsten Netze für zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte sind diese:

Diese Ethernet- und Feldbussysteme sind die aktuelle Königsklasse für zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte. Man unterscheidet dabei in die gerade genannten Kategorien „Feldbus“ und „Ethernet“. Da die Übergänge zwischen diesen beiden Automatisierungskonzepten jedoch mit Hilfe von Ethernetadaptern beinahe hundertprozentig transparent sind, ist eine Kombination von Ethernet und Feldbus gar kein Problem.

Zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte: Die Vorteile

Durch den immer weiter wachsenden Druck der Globalisierung wechseln immer mehr Unternehmen zur Nutzung zentraler und dezentraler Automatisierungskonzepte. Die ersten Anwender dieser Technologien können sich davon eventuelle sogar Marktvorteile versprechen, bald jedoch wird diese Hochtechnologie im harten, weltweiten Konkurrenzkampf unverzichtbar sein.

Anwender können von folgenden Vorteilen profitieren:
Die Einsparung durch einen geringeren Verschnitt durch eine präzisere Steuerung der Produktionsprozesse. So können unter anderem Dosierungsprozesse genauer ausgeführt werden.

Die Zentralsteuerung wird entlastet und spart dadurch Primärenergie ein. Die Stromkosten und Kosten für CO2-Zertifikate werden dadurch gesenkt.

Durch die hohe Flexibilität, welche man durch zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte bekommt, wird außerdem die Möglichkeit einer kurz- bis mittelfristigen Planbarkeit gegenüber den bisherigen Planungszeiten geschaffen. Dadurch kann man Lagerbestände verringern, da man noch besser auf neue Aufträge eingehen kann.

Das fördert die Verringerung von Stillstandszeiten.

Zudem gibt es auch Vorteile für die Klienten der Nutzer von zentralen und dezentralen Steuerungssystemen:

Die Qualität der Produkte kann extrem erhöht werden, da die ständige Überwachung der Prozesse Fehler schneller entdeckt.

Zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte: Die Wartung

Bei vielen Dingen ist die Anschaffung meist weniger kostenaufwendig als die langfristigen Kosten. Bei Ethernet- und Feldbussystemen ist das anders:
Da die Anwender nach einer einfachen und wenn möglich einheitlichen Instandhaltungsmaßnahmen verlangt haben, wurden von drei großen Anbietern drei Konzepte entwickelt, mit denen die Feldkomponenten und die Systeme aller Hersteller untersucht und gewartet werden können:

  • FDI : Field Device Control
  • TCI: Tool Calling interface
  • ECCL : Electronic Device Description Language

Für die Zukunft der Wartung sind für zentrale und dezentrale Automatisierungskonzepte sogar Pläne für eine einzige Technik bezüglich der Wartung im Gespräch.