Nachdem es um meine kleine Serie über Planung in den letzten Monaten etwas ruhig war, geht’s heute damit weiter. In diesem und dem nächsten Artikel geht es um die Auswahl der Geräte, die wir brauchen werden. Für die Planung einer Anlage unterscheidet man alle Geräte grob nach Art und Typ, wobei aus dem Typ die Art folgt, aber nicht umgekehrt.

Dazu ein Beispiel aus dem richtigen Leben: Wenn der Wasserkocher kaputt geht, aber wir in Zukunft weder auf heißen Tee verzichten, noch jedes Mal einen Topf Wasser aufsetzen wollen, wird uns nichts anderes übrig bleiben, als ein neues Gerät aus der Geräteart Wasserkocher zu kaufen. Also ziehen wir los und finden im gutsortierten Elektronikhandel was wir suchen, nämlich ein ganzes Regal voll mit verschiedenen Typen von Wasserkochern, z.B. von Cloer oder WMF oder der Hausmarke.

Anderes Beispiel: Wir brauchen ein neues Auto. Wir wissen zwar noch nicht genau was wir wollen, aber es soll von der Geräteart PKW sein. Damit sind schon einige Merkmale wie ungefähre Größe, Masse und Transportkapazität spezifiziert, aber da wir noch nicht wissen, welches Auto am besten zu uns passt, schauen wir uns auf dem Markt um. Da gibt es dann die Typen VW Golf, Mercedes Benz S-Klasse, Renault Twingo und so weiter.

Erinnern wir uns an den allerersten Beitrag: Da geht es darum, das Was? vom Wie? zu trennen, also zunächst zu spezifizieren, welches Problem zu lösen ist, bevor man sich an die Lösung macht. Allgemein ist in diesem Sinne die Geräteart die Antwort auf die Frage nach dem Was? und der daraus resultierende Gerätetyp die Antwort auf die Frage nach dem Wie?.

Beginnen wollen wir mit der Festlegung der Gerätearten. Wir werden Aktoren brauchen, mit denen wir den den Wasserfluss steuern, eine Steuerung, in der das Programm für die Bewässerung abläuft und Sensoren, durch die wir Informationen aus dem Feld erhalten. Heute behandeln wir die Auswahl einer geeigneten Steuerung. Ich fange deswegen mit der Steuerung an und nicht mit den Feldgeräten, weil das für meinen Fall die günstigere Reihenfolge ist. Oft hat man in der Anlagenplanung mit Änderungen an oder Erweiterungen von bestehenden Anlagen zu tun, in denen es schon eine bestimmte Art von Leittechnik gibt. Dann ist es naheliegender weise unzweckmäßig, für das Neue eine ganz andere Leittechnik zu planen. Aber auch bei kompletten Neubauten geht alles mit dem Leittechnischen Grundkonzept los und dafür ist die Auswahl der Steuerung natürlich eine wichtige Grundlage.

Das Wort Steuerung taucht hier in zwei Bedeutungen auf. Zum einen ist damit die Aufgabe gemeint, also das Ansteuern der Aktorik nach einem festgelegten Programm. Zum andern bezeichnet man auch die Hardware, auf der das Programm läuft inklusive der Signal-Ein- und Ausgänge (E/A) als Steuerung. Für Steuerungen aller Art gibt es einige generelle Anforderungen. Insbesondere muss eine Steuerung…

  • den notwendigen Funktionsumfang bieten
  • einfach konfigurier- und wartbar sein (Zur Wartung gehören auch Programmänderungen)
  • robust und zuverlässig sein – viele Steuerungen arbeiten jahrzehntelang ohne Unterbrechung
  • möglichst einfach aufzubauen sein
  • möglichst kostengünstig sein

Im Prinzip gibt es zwei Möglichkeiten, wie man eine Steueraufgabe lösen kann: Entweder gibt es eine Lösung von der Stange oder man muss eine maßgeschneiderte Lösung finden. In beiden Fällen sollte man sich Gedanken um die oben genannten Punkte machen.

Ersteres ist eigentlich immer zu bevorzugen. Mit Standardlösungen hat man in der Regel wenig Probleme, weil sie ausgereift und meistens auch günstig sind. Das ist besonders von Vorteil, wenn die Aufgabe besondere Spezialkenntnisse erfordert, wie z.B. eine Brennersteuerung oder der Maschinenschutz einer Dampfturbine. Anlagenplaner, die meistens eher Generalisten sind, greifen gerne auf die Fachkenntnisse einschlägig bekannter Firmen zurück, wenn sie können, besonders wenn es um sicherheitsgerichtete Anwendungen geht. Im Fall meiner Gartenbewässerung muss ich natürlich keine besonderen sicherheitstechnischen Anforderungen zu erfüllen. Aber ich habe ein paar Wünsche, die nicht direkt mit Gartenbewässerung zusammenhängen und damit die Verwendung eines Standardgerätes eher ausschließen:

  • Industrieübliche Ein- und Ausgangssignale[1], damit ich frei in der Auswahl von Sensoren und Aktoren bin
  • Verrohrung und Aktorik aus Metall
  • Einbindung von Sensoren für Temperatur, evtl. Bodenfeuchte und evtl. Durchfluss
  • Datenlogging
  • Evtl. Einbindung anderer Automatisierungssysteme
  • Evtl. Prozessvisualisierung

Im Folgenden finet Ihr eine kurze Liste von möglichen Systemen, die man für die Bewässerungssteuerung einsetzen kann, jeweils mit ihren spezifischen Vor- und Nachteilen.

1 / 2 / Auf einer Seite lesen

Kommentare (6)

  1. #1 Robert
    13. November 2017

    Das Gute an diesem Planspiel sind die grundsätzlichen Gedanken.
    Jeder ist schon mal in die Lage gekommen, wo er sich entscheiden muss, ob man mit dem vorhandenen Material auskommen muss, oder ob man einfach in den Baumarkt geht und eine Fertiglösung wählt.
    Die erste Methode ist die preisgünstigere. Die zweite Methode geht schneller, garantiert ein gutes Ergebnis, aber sie macht abhängig. wenn in zwei Jahren ein Ersatzteil gebraucht wird, das es wegen einem Modellwechsel nicht mehr gibt, dann ist die schöne Fertiglösung nutzlos. Bei der Selberplanmethode kann man sich selber helfen.
    Als Beispiel gibt Toyota für seine Modelle eine Garantie von 10 Jahren auf die Ersatzteile. Wenn im 11. Jahr nur ein Elektronikteil ausfällt und nicht ersetzt werden kann, dann können Sie ihr Auto auf den Schrottplatz bringen. Also die Fertigteilmethode ist sinnvoll bei genormten Bauteilen, die auch von anderen Herstellern erzeugt werden.

  2. #2 Laie
    13. November 2017

    @Robert
    SPS gibt es schon sehr lange und hat sich wegen der vielen Vorteile auch durchgesetzt in der Industrie. Bei uns Verbrauchern ist der Weg in Richtung fehlender Ersatzteile auch für die Hersteller ein Vorteil. Obwohl der Konsument immer nach Geräten mit austauschbaren Teilen nachfragt, kommt kein Angebot zustande. Frage mal einen Media-Markt-Verkäufer nach einer elektrischen Zahnbürste, deren Standar-NiMH-Akku ohne zerstörungsfrei getauscht werden kann!

    Warum versagt der Markt hier? Was meint die EU zum Umweltschutz durch diese Art von Wegwerfartikeln?

  3. #3 Robert
    14. November 2017

    Laie,
    Es gab ja schon Vorschläge die Ladegeräte zu standardisieren. Hat nicht geklappt, weil die Chinesen nicht mitmachen.
    Sogar unsere DIN Normen sind in Gefahr. Du findest heute kaum noch Fahrräder mit DIN Schrauben. Die kleinen Schräubchen, die die Laptops zusammenhalten haben keine DIN Norm mehr.
    Wenn es den Chinesen gelingt, ihre Standarts durchzusetzen, ist unsere Industrie in Gefahr.

  4. #4 Oliver Gabath
    14. November 2017

    Normen sind keine Gesetze – sie spezifizieren Standards. An die kann man sich halten (was viele Vorteile hat) oder nicht. Und es gibt deren viele – welche man nutzt, hängt von vielen Faktoren ab.

  5. #5 Laie
    14. November 2017

    @Robert
    Nicht so schlimm, dann müssen wir halt unsere Gewindebohrungen den chinesischen Anpassen. Auch die Amis haben Schrauben, die nicht überall reinpassen.

    Europa ist Absatzmarkt, Innovation findet wo anders statt. Da müssen schon wir uns anpassen, ob wir das wollen oder auch nicht. In der Breite ist die Tendenz der De-Industrialisierung fakt, China die Werkbank der Welt. (zum heutigen Stand)

    Ich finde kaum noch Fahrräder, die Qualität aufweisen und noch einigermassen preiswert sind – da sind mir die Schrauben nicht soo wichtig.

  6. #6 tomtoo
    14. November 2017

    @Robert
    ..Ladegeräte..
    Wieso ? Kannst fast alle Smartphones mit einem Standart USB Netzteil laden. Ist doch Fortschritt oder ?

    @Oliver
    Industriemensch. Das du dich für die SPS entscheidest war ja klar. Dabei könntest du mit einem Raspi den Wasserstandt deiner Regentonne viel schöner visualisieren evtl. sogar in 3D. ; )