Industrieunternehmen sind gefordert: Ihre Kunden erwarten eine kostengünstige und flexible Produktion mit immer schnelleren Innovationszyklen. Da ist eine umfassende Integration unabdingbar. Konkret betrifft dies erstens sämtliche Planungs-, Engineering- und Produktionsprozesse, zweitens aber auch mechanische und elektrische Systeme sowie informationstechnische Komponenten. Ziel dieser Integration ist die Optimierung der gesamten Prozesskette. Um Firmen bei der Umsetzung zu unterstützen, bietet Siemens ein Portfolio an Produkten, Systemen und Dienstleistungen, das durch Software- und Hardware-basierte Integration optimal zusammenwirkt. Das zugehörige Rezept heisst «Totally Integrated Automation», kurz TIA. «Integrated Drive Systems» (IDS) geht noch einen Schritt weiter. Das Konzept basiert auf TIA und umfasst ein integriertes Portfolio für nahezu alle elektrischen Antriebsaufgaben.
Horizontale Integration erhöht die Anlageverfügbarkeit
Das Konzept des IDS beruht auf drei Dimensionen: Die horizontale Integration bedeutet, dass die benötigten Komponenten des An-
triebsstrangs werkseitig optimal aufeinander abgestimmt sind. Als Basis hierfür dient das umfassende Siemens-Industry-Portfolio: Getriebe, Kupplungen, Motoren und Umrichter lassen sich für die jeweilige Aufgabenstellung kombinieren. Ein Beispiel ist die komplett in-tegrierte Getriebemotorenreihe Simogear, die kompakt für nahezu alle entsprechenden An-
wendungen ausgelegt ist. Aber auch in sehr hohen Leistungsklassen zahlt sich IDS aus, etwa im komplexen Antriebsstrang für Vertikalmühlen in der Zementindustrie. Die Applikation von abgestimmten Komponenten aus Sinamics-Umrichtern, Flender-Kupplungen und Simotics-Motoren erhöht die Anlagenverfügbarkeit erheblich.
Vertikale Integration verringert Engineering-Zeit
Darüber hinaus ist auch die vertikale In-tegration wichtig: Die Einbindung des Antriebsstrangs in die Systemarchitekturen der Fertigungsprozesse erhöht die Produktivität.
Die Einbettung der Antriebe in die Plattform TIA kann die Engineering-Zeit um bis zu 30 Prozent reduzieren. Alle Komponenten – von der Sensorikebene bis hin zum Manufacturing-Execution-System – sind aufeinander abgestimmt. Auch das Motion-Control-System Simotion ist in das TIA Portal integriert. Damit kann man alle Simotion-Komponenten effizient über die intuitiv bedienbare Oberfläche des Portals konfigurieren und projektieren. Die Zusammenführung in einem konsistenten Editor erlaubt eine vollgrafische Konfiguration sowie eine leistungsfähige Diagnose der konfigurierten und vernetzten Komponenten. In der Gerätesicht ist die Zentraleinheit (CPU) der Simotion in Vollgrafik mit sämtlichen Schnittstellen und Eigenschaften dargestellt. Die Benutzer können die Parameter intuitiv auswählen und modifizieren.
Über die Netzwerksicht wiederum lassen sich weitere Automatisierungskomponenten wie HMI oder Antriebe an die CPU anschlies-sen. Auch die Konfiguration der Profinet-Netzwerktopologie ist dank Simotion-Scout vereinfacht. Für eine doppelte Nachhaltigkeit verfolgt Siemens hier das sogenannte Single-Source-Konzept. Dabei kann man bei der Installation flexibel wählen, ob man das Programm ausschliesslich im Kontext des Simatic-Managers oder des TIA Portals betreiben will. Auch eine Side-by-Side-Installation sowie eine kompatible Projektmigration nach TIA sind denkbar.
Lifecycle-Integration reduziert Wartungskosten
Die Lifecycle-Integration stellt die dritte Dimension des IDS dar. Umfassende Lösungen entlang des gesamten Lebenszyklus einer Fertigungs- oder Prozessautomatisierung bieten viel Optimierungspotenzial – von Design über Planung, Engineering, Inbetriebnahme und Betrieb bis hin zu modernen Industrie-services. Dies können unter anderem die Einbindung der Antriebsstrangkomponenten in das TIA Portal oder Software wie Sinasave zur Evaluation der energieeffizienten Antriebslösung sein. Dank der Lifecycle-Integration kann man die Wartungskosten um bis zu 15 Prozent reduzieren.
Die Integration lässt sich mit der entsprechenden Software umsetzen. Einige Leitbranchen wie der Flugzeug- oder Automobilbau, aber auch die Medizintechnik setzen dieses Konzept bereits um. Dabei laufen die Produktentwicklung und Produktionsplanung zunehmend am Bildschirm ab, bevor man die Anlage aufstellt. Entwickelt man eine modulare Maschine virtuell und simuliert sie vollständig, lassen sich bis zu 40 Prozent Zeit einsparen. Im laufenden Betrieb sind durch weitere Simulation und Optimierung zudem Produktivitätssteigerungen von 10 Prozent realisierbar.
Fazit
Die Systematik der dreifachen Integration bringt eine ganze Reihe von Vorteilen: Das Portfolio aus einer Hand sichert Kompatibilität. Dies bedeutet ein vereinfachtes Engineering, eine schlanke Inbetriebnahme sowie eine höhere Zuverlässigkeit des Gesamtsystems. Zudem bietet die vertikale Integration Überwachung, präzise Steuerung und damit Effizienz im Einsatz von Energie, Ressourcen und Rohstoffen. Die Einbindung der Antriebstechnologie in das TIA Portal vereinfacht Engineering, Inbetriebnahme und Diagnoseaufgaben. Die Konfiguration in der Planungsphase, die dazugehörige Simulation und die Auslegung im Rahmen des PLM-Engineering bis hin zum Betrieb ergeben neue Dimensionen in Effizienz und Zuverlässigkeit.
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