Vom 12. bis 14. November fand in Nürnberg die 33. Smart Production Solutions statt. Auf der Automatisierungsmesse gab es auch für ambitionierte Bastler eine Menge zu sehen.

Die Smart Production Solutions (SPS) ist eine der größten Fachmessen im Bereich Automatisierungstechnik. Darüber hinaus finden sich dort viele Aussteller aus verwandten Bereichen wie Antriebstechnik, Sensorik, Leitungen, Steckverbinder und so weiter. Alles in allem gab es für den Technikinteressierten auf insgesamt 125 000 Quadratmetern viele spannende Ausstellungsstücke zu sehen. Über 51 000 Besucher informierten sich in den 16 Messehallen über die neuesten Trends der Branche. Eines der Kernthemen war das immer stärkere Zusammenwachsen von traditioneller Automation mit der modernen IT.

Dabei spielte erwartungsgemäß KI eine große Rolle – allerdings weniger aggressiv, als man es aus anderen Bereichen kennt. Die Hersteller denken offensichtlich darüber nach, in welchen Bereichen der Einsatz von KI tatsächlich Sinn ergibt, ohne einfach alles in eine KI-Strategie zu drücken. Auch die für den KI-Einsatz nötige Hardware fließt mit in die Betrachtungen ein. Für ein produzierendes Unternehmen ist es wenig zielführend, Dienstleistungen aus der Cloud zu nutzen. Ein weiterer, spannender Aspekt war der vermehrte Einsatz von Open-Source-Software.

Es ist bei 1114 Ausstellern kaum zu bewerkstelligen, alle Stände zu besuchen. Der Autor beschränkte seine Auswahl daher auf solche, deren Exponate entweder technisch interessant klingen oder für Bastler relevant erscheinen.

Weidmüller

Weidmüller [1] ist als Hersteller aller Arten von Produkten rund um E-Technik bekannt. Über die Jahre hat sich allerdings das Produktportfolio stark erweitert, zum Beispiel um die u-maker Box (Abbildung 1). Um es in einem Satz zu sagen: Endlich ein RasPi-Gehäuse, das wirklich keine Wünsche offen lässt. Es bietet genügend Platz, magnetische Verschlüsse, verschiedene Montagemöglichkeiten, Halterungen für Zusatzplatinen oder Kameras, besteht aus solidem Material, ist flexibel erweiterbar und vieles mehr.

Abbildung 1: Das flexible u-maker Box RasPi-Gehäuse lässt keine Wünsche offen. Quelle: Weidmüller

Falls das alles für Ihr spezielles Projekt nicht genügen sollte, kann man sich bei Thingiverse weitere Anbauteile [2] für das Gehäuse als STL-Datei herunterladen und auf einem 3D-Drucker ausgeben. Zu allen Anbauteilen existieren die Quelldaten, die Sie nach Belieben anpassen – ein tolles Beispiel für echte Open-Source-Hardware. Das Gehäuse kostet im Handel knapp 25 Euro [3].

Fischertechnik

Fischertechnik [4] baute auf seinem Stand eine komplette Fertigungsanlage auf. Sie umfasste verschiedene Komponenten wie Hochregallager, Förderfahrzeuge und Bearbeitungsstationen (Abbildung 2). Die Anlage zeigte, wie all das zusammenarbeitet.

Abbildung 2: Der Messestand von Fischertechnik präsentiert eine komplette Fertigungsanlage mit verschiedenen Komponenten.

Die Lernkonzepte von Fischertechnik decken alle Jahrgangsstufen in Grund- und weiterführenden Schulen bis in die berufliche Ausbildung und Hochschule ab. Auf diese Weise ermöglicht das Unternehmen Bildungsanstalten aller Art, die digitale Transformation und Vermittlung der sprichwörtlichen Future Skills erfolgreich zu bewältigen. Die Modelle von Fischertechnik waren auch auf den Messeständen anderer Hersteller zu sehen, da sie sich sehr gut eignen, um die Funktionsweise unterschiedlicher Anlagen zu demonstrieren.

Kontron

Kontron [5] ist einer der größten Hersteller von Embedded Systems. Dabei handelt es sich um kleine, vollwertige Rechner, die in andere Geräte eingebaut werden können, um dort Steuerungsaufgaben zu übernehmen. Neben vielen anderen Boards fand sich auf dem Messestand auch das Baseboard BL Pi-Tron CM4 [6], eine Entwicklungsplatine (Abbildung 3), die auf dem CM4-Modul der Raspberry Pi Foundation basiert.

Abbildung 3: Das Raspberry-Modul Baseboard BL Pi-Tron CM4 von Kontron. Quelle: Kontron

Das Board führt alle IO-Pins des RasPi über Steckverbinder nach außen. Das erlaubt das Erstellen einer perfekten Entwicklungsumgebung für Projekte mit dem CM4-Modul. Im Gegensatz zum normalen Raspberry Pi ist das CM4-Modul für den Einsatz in Produktivumgebungen zugelassen.

Finder

Am Stand von Finder [7] gab es den OPTA (Abbildung 4) zu sehen, einen einfach zu programmierenden Micro-PLC (Programmable Logic Controller) auf Arduino-Basis. Sie können den OPTA wie gewohnt mit der Arduino IDE programmieren oder alternativ eine der folgenden IEC-61131-3-Programmiermethoden verwenden:

• Ladder Diagram (LD): Eine dem Stromlaufplan nachempfundene Darstellung.
• Function Block Diagram (FBD): Entspricht optisch einer Digitalschaltung.
• Sequential Function Chart (SFC): Ein Diagramm für Programmcode, eine dem Programmablaufplan (PAP) ähnliche Darstellung.
• Structured Text (ST): Eine Pascal-ähnliche Programmiersprache.
• Instruction List (IL): Eine Abfolge von logischen Verknüpfungen (Kommandos).

Abbildung 4: Der OPTA von Finder übernimmt Steuerungsaufgaben sowohl im industriellen als auch Heimbereich. Quelle: Finder

Der OPTA dient dazu, Steuerungsaufgaben im industriellen Umfeld zu übernehmen, aber auch im Heimbereich. Reichen die im Basisgerät vorhandenen Ein- und Ausgänge nicht aus, lassen sie sich mit Expansion-Modulen erweitern. Weiterführende Informationen finden Sie auf der Produktseite [8] und im dort verlinkten Video [9].

Kunbus

Beim Kunbus Revolution Pi (RevPi [10]) handelt es sich um eine auf dem Raspberry Pi Compute Module CM4 basierende Ministeuerung (Abbildung 5). Sie ist für den industriellen Einsatz konzipiert und lässt sich modular erweitern, eignet sich jedoch auch für den privaten Bereich.

Abbildung 5: RevPi Connect 5 mit weiteren Baugruppen. Quelle: Kunbus

Neben den üblichen digitalen und analogen Ein- und Ausgabemodulen gibt es auch spezielle Ausführungen für besondere Anwendungen. Das RevPi Connect Modul [11] dient dazu, die Kommunikation aufzubauen. Dazu bringt es verschiedenste Schnittstellen mit, darunter RS485, Ethernet und WLAN. Auf dem Messestand wurde der brandaktuelle Nachfolger des Connect-Moduls vorgestellt, der RevPi Connect 5. Er basiert auf dem CM5 der Raspberry Pi Foundation.

Eine weitere, wichtige Eigenschaft des RevPi ist die Individualisierbarkeit. So liefert der Hersteller alle RevPi-Module bei Bedarf in der Wunschfarbe, mit Logo und individueller Software. Dem aufmerksamen Messebesucher fiel schnell auf, dass auf etlichen Ständen genau diese Geräte unter anderem Label zu finden waren. Auf der Softwareseite setzt der Revolution Pi überwiegend auf Open Source, für den professionellen Einsatz eignet sich die Software von Codesys.

Phoenix Contact

Mit PLCnext Technology [12] stellt Phoenix Contact [13] ein Ökosystem für die industrielle Automatisierung bereit. Das System, das unter anderem industrietaugliche Hardware umfasst, verwendet überwiegend angepasste Open-Source-Komponenten. Unter der Haube arbeitet das System mit OCI-Containern. Für den industriellen Einsatz ist die Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems (Abbildung 6) essenziell.

Abbildung 6: PLCnext Control für Hutschienenmontage (von Phoenix Contact). Quelle: Phoenix Contact

Deswegen kommt hier ein mit dem Toolkit des Yocto-Projekts [14] generiertes Linux mit Preempt-rt-Patch zum Einsatz. Über die Container oder auch nativ auf dem Linux-System werden verschiedene Open-Source-Tools wie Node RED oder Grafana eingebunden. Auch andere PLC-Hersteller verwenden PLCnext Technology auf ihren Geräten.

iC-Haus

Neben Steuerung und Antriebstechnik ist auch die Sensorik ein wichtiger Zweig der SPS. Als Beispiel zeigen wir hier den Sensor iC-GI22 (Abbildung 7) von iC-Haus [15], einem deutschen Hersteller von anwendungsspezifischen Halbleitern. Er liefert seine Produkte an Kunden in aller Welt. Der Sensor iC-GI22 ist für den Einsatz in allen Arten von rotierenden Maschinen vorgesehen, von Verkaufsautomaten bis hin zu großen Industrierobotern. Er arbeitet mit dem Induktionsprinzip und bietet Genauigkeiten unter 0,1 Grad.

Abbildung 7: Der Sensor iC-GI22 eignet sich für den Einsatz in allen Arten rotierender Maschinen. Quelle: iC-Haus

STMicroelectronics

Die integrierten Schaltungen (ICs) von STMicroelectronics [16], einem der größten Halbleiterhersteller in Europa, kommen in elektronischen Geräten aller Branchen zum Einsatz. Ambitionierte Bastler kennen vermutlich die mit einem STM32-Mikrocontroller ausgestatteten Nucleo-Boards. Auf dem Messestand war neben vielen sehr spezifischen Entwicklungsplatinen auch ein KI-gesteuerter Tischkicker zu finden – eine willkommene Abwechslung im Messetrubel.

Codesys

Viele Hersteller verwenden Automatisierungssoftware von Codesys [17] in ihren Geräten. Selbst für den Raspberry Pi gibt es eine Version der Software. Auf dem Messestand stellte das Unternehmen eine virtuelle Steuerung als zusätzliche Möglichkeit zur Soft-SPS vor. Der Unterschied: Über Containertechnologie auf dem Betriebssystem lassen sich mehrere virtuelle Steuerungen parallel starten.

Fazit

Eine Messe bietet immer eine gute Gelegenheit, sich über die Neuerungen in einer Branche zu informieren. Ein Besuch auf der SPS in Nürnberg lohnt sich selbst für Besucher, die nicht direkt mit Automation zu tun haben. Es gibt viele spannende Anlagen zu sehen, und das Standpersonal erklärt auch dem Nichtfachmann, wie alles funktioniert.

Eine interessante Entwicklung, die sich auf der SPS 2024 abzeichnete, ist das Zusammenwachsen von moderner IT und der traditionellen Steuerungstechnik. Hier lässt sich ein eindeutiger Trend zu Open-Source-Software erkennen. Viele Hersteller verwenden unter der Haube Linux als Betriebssystem für ihre Steuerungen, zur Visualisierung dient oft Grafana. Auch KI hält zunehmend Einzug in der Automation – auch das ist vermutlich ein Treiber für den vermehrten Einsatz von Linux.

Zu guter Letzt findet man immer öfter unterschiedliche RasPi-Modelle im professionellen Einsatz. Das liegt daran, dass junge Ingenieure heute den Raspberry Pi bereits aus der Schule und dem Studium kennen. (tle)