Automatisierungspyramide

Die Automatisierung der Produktionsprozesse ist ein Aspekt, der seit den Anfängen der Industrialisierung die größten Fortschritte erzielt hat. Die Integration klassischer Technologien wie Mechanik und Elektrizität mit anderen, moderneren Technologien (Elektronik, Informatik, Telekommunikation usw.) macht diese Entwicklung möglich.

Wie funktioniert das?

Diese Integration verschiedener Technologien kommt in der sogenannten „Automatisierungspyramide“ zum Ausdruck, welche die fünf technologischen Ebenen enthält, die man in einer industriellen Umgebung antreffen kann. Die Technologien stehen über verschiedene Standards und Kommunikationsmittel miteinander in Beziehung, sowohl untereinander auf jeder Ebene sowie auch zwischen den einzelnen Ebenen.

Die Automatisierungspyramide zeigt auf anschauliche Weise, wie Steuerungs- und Automatisierungssysteme in einer Industrieanlage miteinander integriert sind und ermöglicht ein besseres Verständnis dieses Konzepts. Anhand einer hierarchischen Struktur bestehend aus Ebenen stellt sie dar, wie jede Ebene eine spezifische Funktion erfüllt und somit zur Steigerung von Effizienz, Sicherheit und Produktivität in industriellen Umgebungen beiträgt. Die Kommunikation und der Datentransfer zwischen diesen Ebenen sind für das reibungslose Funktionieren einer Industrieanlage unerlässlich. Die verschiedenen Ebenen in der Automatisierungspyramide werden im Folgenden beschrieben:

Ebene 1 bzw. „Feldebene“

Sie umfasst die physischen Vorrichtungen, die in der Industrie zum Einsatz kommen, also etwa Antriebe und Sensoren. Diese Vorrichtungen erfassen Informationen über den Produktionsprozess und steuern physische Aktionen in Echtzeit.

Ebene 2 bzw. „Steuerungsebene“

Auf der zweiten Ebene sind Steuervorrichtungen wie Computer, SPS-Vorrichtungen, PIDs usw. angesiedelt. Wie der Name schon sagt, ist sie für die Steuerung und Überwachung der auf der Feldebene stattfindenden Prozesse zuständig, wobei sie die Sensorinformationen verarbeitet und Entscheidungen zur Kontrolle von Aktionen trifft.

Ebene 3 bzw. „Prozessleitebene“

Hier finden sich die Überwachungs-, Kontroll- und Datenerfassungssystemen (SCADA). Diese Ebene ist für die Überwachung und Steuerung verschiedener Prozesse und Bereiche einer Industrieanlage zuständig. Grafische Schnittstellen helfen dabei, den Prozessstatus zu überwachen, Alarme zu empfangen und wichtige Entscheidungen zu treffen.

Ebene 4 bzw. „Planungs-“

Darüber ist als vierte Ebene die „Planungs-“ bzw. „Betriebsleitebene“ mit den Fertigungsmanagementsystemen (Manufacturing Execution System, MES). Der Fokus liegt hier auf der Planung der gesamten Industrieanlage. Die auf den vorherigen Ebenen erfassten Daten werden für strategische Entscheidungen wie Produktionsplanung oder vorbeugende Wartung verwendet.

Ebene 5 bzw. „Unternehmensebene“

Die Spitze der Pyramide bilden die Systeme für das integrale Firmenmanagement (Enterprise-Resource-Planning, ERP). Die Entscheidungsfindung, die auf dieser Ebene stattfindet, bezieht sich auf die Unternehmensebene, d. h. das integrale Firmenmanagement.