Entwicklung von SCADA-, DCS- und Steuerungsanwendungen

Was umfasst SCADA-Softwareentwicklung für Maschinenbauer?

SCADA-Softwareentwicklung für Maschinenbauer umfasst die Anwendungsebene und die Middleware oberhalb der Echtzeitsteuerung einer Maschine.

Dazu gehören die Überwachungslogik, die Diagnose, die erklärt, was schiefging, die HMI, über die man beides erreicht, und die Datenerfassung, die die Systeme darüber versorgt. Arbeit an DCS läuft auf dieser Seite mit, verfolgt aber ein anderes Ziel. SCADA überwacht einen Prozess, den eine Steuerung ausführt, und berichtet darüber. Ein DCS verteilt die Steuerung selbst über den Prozess, und dort bauen wir eine Komponente darin, während die Architektur Ihnen gehört. Projekte haben meist eine dieser Formen:

• Eine Überwachungsanwendung für eine Maschine. SCADA-Software, die mit dem Produkt ausgeliefert und nicht erst am Standort spezifiziert wird.
• Eine Komponente in einer verteilten Architektur. Systementwurf und Komponentenentwicklung für DCS, wenn die Architektur Ihnen gehört und ein Teil davon gebaut werden soll.
• Arbeit an Soft-SPS. Entwicklung von Soft-SPS nach IEC 61131-3 oder Integration und Migration einer Soft-SPS-Runtime, wenn sie auf eine andere Plattform soll oder in Ihr eigenes Produkt eingebettet wird, auch als Controller an einem PROFIBUS-, PROFINET-, EtherCAT- oder EtherNet/IP-Netz.
• Eine Anwendung, SPSen mehrerer Hersteller. Herstellerübergreifende SPS-Integration für Maschinenbauer, fast immer eine Anforderung der Kunden.
• Diagnose und HMI. Entwicklung von Anwendungen für Maschinendiagnose und Überwachung sowie von industriellen HMI-Anwendungen, meist zusammen.
• Die Ebene der Datenerfassung. Entwicklung von Anwendungen zur Datenerfassung, wenn die Maschine ein MES, ein ERP oder einen Historian darüber versorgen muss. Die Hälfte dieses Wegs vom Edge zur Cloud beschreibt die Seite zu Industrial IoT.

Am häufigsten wird das Datenmodell unterschätzt. Eine Tag-Liste, die während der Inbetriebnahme zusammengestellt wurde, funktioniert, bis jemand eine Maschinenvariante hinzufügt, ein MES anbindet oder erklären muss, warum zwei Bilder Verschiedenes zeigen. Wird das Modell zu Beginn entworfen, ist die nächste Variante eine Erweiterung und kein Neubau.

Leitsysteme in der Halle nehmen wir nicht in Betrieb. Die Anwendungsebene in Ihrer Maschine oder Ihrem Produkt entwickeln wir, und wir integrieren und testen sie mit Ihren Ingenieuren vor Ort und remote.

Wie arbeitet eine Überwachungsanwendung mit SPSen mehrerer Hersteller?

Wir behandeln die Steuerungsschnittstelle als vereinheitlichte Übergabegrenze, sodass der herstellerspezifische Teil ein Adapter ist.

Die Anwendung darüber ändert sich nicht. Ein Maschinenbauer, der an mehrere Werke liefert, trifft auf mehrere Steuerungslandschaften, und die Alternative ist eine gepflegte Variante je Hersteller. Die Abstraktion wird meist spät versucht, wenn schon einige Varianten integriert sind und auseinanderlaufen. Von Anfang an eingeplant, ist sie eine abgegrenzte Entwurfsaufgabe. Nachträglich muss man zuerst herausfinden, was jede Variante tatsächlich tut, und das kostet die meiste Zeit.

Wo ordnet sich Sicherheitssoftware ein?

Sicherheitssoftware liegt neben der Maschinensteuerung und wird nach den Normen der funktionalen Sicherheit entwickelt, die die Maschine erfüllen muss, etwa IEC 61508 und IEC 62061.

• Nach der Norm der funktionalen Sicherheit entwickelt. Für Sicherheitssoftware gilt dieselbe Entwicklungsdisziplin wie für die Maschinensteuerung, dazu kommt, was die Norm für die angestrebte Sicherheitsintegrität verlangt: ein festgelegter Sicherheitslebenszyklus, unabhängige Verifikation und Validierung und eine Dokumentation für jede Phase.
• Nachweise von Anfang an. Diese Nachweise entstehen normalerweise vom Projektbeginn an nach den Vorgaben einer Zertifizierungsstelle und werden nicht erst am Ende zusammengetragen. Stellen wie der TÜV SÜD bieten während der Entwicklung kostenpflichtige Begleitung der Bewertung an. Das ist der übliche Weg, und er hält späte Abweichungen klein. Wir entwickeln die Software und bereiten die Nachweise vor; das Zertifikat stellen wir nicht aus.
• Sicherheit über das Netz gehört zum Netzentwurf. Eine Sicherheitsschicht, die sich über ein gewöhnliches Steuerungsnetz durchgängig selbst absichert, wird als Teil des Netzentwurfs entwickelt und gehört zu Echtzeit-Ethernet und zur Geräte- und Netzwerkintegration.

Wo ordnet sich eine Steuerungsanwendung für einen Messumformer ein?

Die Steuerungssoftware umfasst die Anwendung, die den Messwert eines Messumformers verarbeitet und darauf reagiert.

Ein Messumformer-Projekt verteilt sich auf drei unserer Leistungsseiten. Den Kommunikationsstack des Messumformers behandelt die Seite zu Feldbus und Gerätenetzen, das Gerät selbst, also Baugruppe, Sensor-Frontend, Firmware und Gehäuse, die Seite zu Embedded-Systemen. Die meisten Messumformer-Projekte brauchen mindestens zwei der drei Bereiche.

Was gehört zur Entwicklung von Steuerungsanwendungen, und was nicht?

Wir entwickeln Steuerungssoftware und Middleware und betreuen, was wir gebaut haben; Inbetriebnahme im Anlagenmaßstab gehört nicht dazu.

• Was dazugehört. Wir entwerfen, bauen, integrieren und testen die Anwendung und betreuen, was wir gebaut haben, solange der Supportvertrag läuft. Dazu gehören Datenmodell, Arbeit an der Runtime, Diagnose und HMI, und dazu gehört die Zusammenarbeit mit Ihren Ingenieuren durch Integration und Abnahme.
• Was nicht dazugehört. Inbetriebnahme im Anlagenmaßstab, Instandhaltung in der Halle und allgemeine Managementberatung rund um eine Automatisierungslandschaft. Braucht ein Projekt einen Integrator auf Anlagenseite, sagen wir das schon im Angebot. Bei herstellerübergreifenden Projekten bauen wir einen Machbarkeitsnachweis, machen daraus eine einsatzfähige Lösung und übergeben sie an den, der sie in Betrieb nimmt, bei Bedarf mit Unterstützung der Integration vor Ort.