Industrielle Automatisierungstechnik wird in industriellen Produktionsprozessen breit eingesetzt, um Prozesse zu erfassen, zu steuern, zu optimieren, zu planen, zu verwalten und Entscheidungen zu treffen. Dadurch werden Produktqualität und -ausstoß verbessert, Produktionskosten gesenkt und die Sicherheit gewährleistet. Die Anwendung von Regelungstechnik, Messtechnik, Computern und anderen Informationstechnologien hat die Entwicklung der industriellen Automatisierungstechnik maßgeblich vorangetrieben. Ein industrielles Automatisierungssystem besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: Software, Hardware und Systemen. Als eine der wichtigsten Technologien der modernen Fertigung im 20. Jahrhundert befasst sich die industrielle Automatisierungstechnik primär mit der Steigerung von Produktionseffizienz und -konsistenz. Die enge Verzahnung von Automatisierungssystemen mit der Informatik hat neue technologische Innovationen für industrielle Produktionsprozesse hervorgebracht. Ein zentrales Element eines industriellen Automatisierungssystems ist der Industrie-PC (Industrial Control Computer, IPC). Er bildet das Herzstück der industriellen Automatisierungstechnik und der IT-Infrastruktur. Traditionell wurden Computer, die für Messung, Steuerung und Management in industriellen Produktionsprozessen eingesetzt wurden, zusammenfassend als Industrie-PCs bezeichnet – einschließlich des Computers selbst und der Prozess-Ein-/Ausgabekanäle. Heutige Industrie-PCs umfassen jedoch weit mehr, und ihre Anwendungsbereiche reichen weit über die industrielle Prozesssteuerung hinaus. Seit ihrem Einstieg in die industrielle Automatisierung Anfang der 1990er-Jahre haben sich IPCs rasant in verschiedenen Branchen etabliert und finden breite Anwendung. Zahlreiche IPC-Hersteller treiben Innovationen voran und beleben so den Markt für industrielle Steuerungssysteme. AAEON Technology Co., Ltd., ein Experte auf diesem Gebiet mit Sitz in China, hat eine Reihe wettbewerbsfähiger IPC-Produkte auf den Markt gebracht. Der Hauptgrund für die Popularität von IPCs liegt in der Offenheit von PCs. Ihre Hardware- und Softwareressourcen sind äußerst umfangreich und Ingenieuren wie Anwendern vertraut. PC-basierte Steuerungssysteme (einschließlich Embedded-PCs) verzeichnen ein Wachstum von über 20 % und gelten als Maßstab für die zukünftige Entwicklung von DCS und PLCs. Die Entwicklung von IPCs in China lässt sich anhand der Bustechnologie nachvollziehen. In den 1980er-Jahren nutzten IPCs den STD-Bus der ersten Generation, der in den 1990er-Jahren schrittweise durch die ISA- und PCI-Bus-IPCs der zweiten Generation ersetzt wurde. Die neuesten CompactPCI-Bus-IPCs der dritten Generation haben nun Einzug in die Anwendungsphase gehalten. Aktuell sind in der industriellen Automatisierung nach wie vor IPC-Produkte mit ISA- und PCI-Bus am weitesten verbreitet. AAEON Technology entwickelt derzeit hauptsächlich Produkte für diese Busse. Die industrielle Steuerungs- und Automatisierungstechnik, die Industrie und ihre Anwendungen in meinem Land haben eine signifikante Entwicklung erfahren, und die Industrie für industrielle Computersysteme hat sich etabliert. Die industrielle Steuerungs- und Automatisierungstechnik entwickelt sich aktuell in Richtung Intelligenz, Vernetzung und Integration. Mit dem rasanten Wachstum der Energie-, Metallurgie-, Petrochemie-, Umweltschutz-, Transport- und Bauindustrie wird die Marktnachfrage nach industriellen Steuerungsrechnern (ICCs) weiter steigen, was auf vielversprechende Marktperspektiven hindeutet. Zu den Kerntechnologien, die in Unternehmensmanagement- und Steuerungsprozessen auf Basis von IPCs zum Einsatz kommen, gehören Netzwerktechnologien und Feldbus-Steuerungssysteme (FCS). Bei Netzwerktechnologien denkt man unweigerlich an das Internet, das parallel zu PCs entstand und sich entwickelte. Mit der Entwicklung von IPCs hat die Internettechnologie zunehmend Einzug in Unternehmensmanagement- und Steuerungsprozesse gehalten, wodurch die Integration von Steuerungs- und Managementsystemen unumgänglich wurde. Um Unternehmen die Entwicklung optimaler Lösungen für ihre eigene Entwicklung zu ermöglichen, die Produktionseffizienz zu steigern und die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern, ist die Entwicklung integrierter Systemintegrationstechnologien und -systeme, die Steuerung und Management vereinen, unerlässlich. Die Automatisierungstechnik strebt die Realisierung offener, verteilter intelligenter Systeme mittels Ethernet- und Webtechnologien an und bietet modulare, verteilte und wiederverwendbare Automatisierungslösungen auf Basis der Ethernet- und TCP/IP-Protokollstandards. Eine weitere Technologie ist der Feldbus. Die Feldbustechnologie zählt zu den bedeutendsten Transformationen in der industriellen Automatisierung. SPSen und Industrie-PCs lassen sich nach der Einführung von Feldbus problemlos als E/A- und Überwachungsstationen an DCS-Systeme anbinden. Feldbus ist eine bidirektionale digitale Kommunikationstechnologie, die den veralteten 4-20-mA-Standard ablöst und intelligente Feldgeräte mit Steuerungseinrichtungen verbindet. Feldbus ist offen und interoperabel, wodurch bestimmte Steuerungsfunktionen auf Feldgeräte verlagert werden können. Feldbus bietet der industriellen Automatisierung folgende Vorteile: Erstens verbessert er die Interoperabilität von Geräten, sodass Geräte verschiedener Hersteller in einem System integriert oder ohne Funktionsverlust austauschbar verwendet werden können. Zweitens reduziert er die Kosten für Installation und Wartung von Geräten. FCS kann digitale Terminalfunktionsmodule implementieren, die über intelligente Informationsverarbeitungsfunktionen verfügen und die Verkabelung zum Steuerungsrechner vereinfachen, wodurch die Installationskosten der Anlagen deutlich gesenkt werden. Gleichzeitig erweitert der Feldbus den Überblick des Bedieners über den gesamten Prozess, erleichtert die Wartung und das Prozessmanagement, beschleunigt die Fehlersuche und -behebung und ermöglicht sogar Online-Diagnosen. Da die Steuerungsfunktionen vom DCS auf einzelne Regelkreise verlagert werden, ist die lokale Steuerung schneller und genauer, was die Systemintegration und -zuverlässigkeit erhöht. Dies verbessert die Gesamtleistung des Systems. Da der Feldbus den Zugriff auf Anlageninformationen aus dem Feld vereinfacht, können Anlagenbediener und -manager ihre Prozesse besser kontrollieren und so die Leistung, die Prozessverfügbarkeit und die Prozesskonsistenz verbessern. Basierend auf diesen Technologien besteht die industrielle Steuerungsautomatisierung im Wesentlichen aus drei Schichten: Basisautomatisierung, Prozessautomatisierung und Managementautomatisierung, wobei Basisautomatisierung und Prozessautomatisierung den Kern bilden. Wie im folgenden Diagramm dargestellt, handelt es sich um eine typische dreischichtige Netzwerkstruktur eines industriellen Automatisierungssystems. Die unterste Schicht ist die Geräteschicht, die intelligente Test- und Steuerungstechnik sowie entfernte E/A-Punkte von Industrie-PCs oder SPSen über Feldbus verbindet. Die mittlere Schicht ist das Steuerungsnetzwerk, das SPSen, Industrie-PCs und Bedienerschnittstellen verbindet. Die oberste Schicht, Ethernet, nutzt primär PCs oder Workstations für Management- und Informationsdienste. Jede der drei Netzwerkschichten erfüllt ihre spezifische Funktion und veranschaulicht so die typische Struktur der industriellen Automatisierung. Abbildung 1 zeigt das schematische Diagramm der dreischichtigen Netzwerkstruktur eines industriellen Automatisierungssystems. Man kann sich vorstellen, wie attraktiv die Möglichkeit wäre, die Produktionssteuerung einer Fabrik über ein solches dreischichtiges Netzwerk von Geräten, das auf Industrie-PCs aufbaut, mit dem ERP-System des Unternehmens zu verbinden! Die Unternehmensleitung kann Produktionssteuerungsinformationen direkt aus der Fabrik über das Netzwerk empfangen, während die Werksleitstelle ebenfalls direkt Anweisungen von der Leitung erhält. Dies macht den industriellen Produktionsprozess transparent und ermöglicht die nahtlose Integration verschiedener Funktionsbereiche über das Netzwerk. Dadurch werden die Ziele der integrierten Unternehmensführung, der Digitalisierung des Industrieunternehmens und der netzwerkbasierten Automatisierung erreicht. Diese Lösung lässt sich anhand der Anwendung von AAEON-Produkten in industriellen Automatisierungssystemen veranschaulichen: Abbildung 2 zeigt das Schema der AAEON-Lösung für industrielle Automatisierung. Wie im Diagramm dargestellt, wird die Feldbussteuerung auf Geräteebene eingesetzt. Verschiedene Detektions- und Steuergeräte sind über den Feldbus mit dem Nahfeldrechner im Kontrollraum verbunden. Die Busbrücke wandelt die Feldbussignale in serielle RS-232/485-Signale um. Der Nahfeldrechner basiert auf dem leistungsstarken und energieeffizienten AAEON AEC-6810 mit einem Gehäuse aus Aluminium-Strangpressprofilen zur Wärmeableitung. Er ist über das Netzwerk mit der Workstation im Werksleitstand verbunden. Bediener und Administratoren überwachen an der Workstation den Betriebszustand der verschiedenen Anlagen und können so Fehler frühzeitig erkennen und beheben. Die Workstation nutzt das Modell AAEON AWK-3501, eine leistungsstarke Workstation mit wasserdichter Frontplatte und Touchscreen, die mit verschiedenen Pentium-3- oder Pentium-4-Prozessoren kompatibel ist. Schließlich verbindet sich die Steuerungseinheiten-Rechnereinheit über Ethernet mit dem Remote-Server ARS-640 (4U-Industrie-Steuerungsrechner), wodurch das Fernverwaltungspersonal auf Feldinformationen zugreifen und Managementmaßnahmen durchführen kann. Dies bildet ein mehrschichtiges, hochflexibles und skalierbares industrielles Automatisierungssystem (die obige Lösung dient nur als Beispiel). Zusammenfassend lässt sich die Bedeutung von Industrie-Steuerungsrechnern in der industriellen Automatisierung wie folgt darstellen: Erstens handelt es sich bei der Technologie von Industrie-Steuerungsrechnern um ein offenes System; ihre hohe Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit erleichtern den Einsatz in industriellen Umgebungen. Darüber hinaus fördern die darauf basierenden Netzwerk- und Feldbustechnologien die Entwicklung der industriellen Automatisierung weiter. Industrie-Steuerungsrechner können als treibende Kraft hinter der Entwicklung der industriellen Automatisierung betrachtet werden. Zweitens kann das durch IPCs etablierte System die Produktionseffizienz von Unternehmen deutlich steigern, Betriebskosten senken, Produktionsunternehmen eine tiefgreifende Digitalisierung ermöglichen, genaue und zuverlässige Daten für das Unternehmensmanagement liefern und Unternehmen so maximale Vorteile und Wettbewerbsvorteile verschaffen. Letztendlich sind industrielle Steuerungscomputer (IPCs) in China derzeit eine starke Triebkraft für die Transformation und innovative Entwicklung der industriellen Automatisierung. Sie fördern die Entwicklung verschiedener Sektoren der Volkswirtschaft und ermöglichen Chinas Weg zur Digitalisierung. AAEON hat sich der Entwicklung und Fertigung verbesserter industrieller Steuerungscomputer und eingebetteter Systeme für diverse Anwendungsbereiche verschrieben. Wir sind überzeugt, dass AAEON Technology, beflügelt von der dynamischen Modernisierung in verschiedenen Bereichen Chinas, im Bereich der industriellen Steuerungstechnik große Erfolge erzielen und die Entwicklung der industriellen Automatisierungsbranche in China vorantreiben wird!