Automatisierungspyramide
Die Automatisierungspyramide dient der Einordnung von Techniken und Systemen in der Leittechnik und stellt die verschiedenen Ebenen in der industriellen Fertigung dar.
Jeder Ebene kommt eine eigene Aufgabe in der Produktion zu, wobei es je nach betrieblicher Situation fließende Grenzen gibt. Entsprechend der Aufgabe der Ebene haben sich spezifische Techniken der analogen als auch digitalen Datenübertragung und -verarbeitung entwickelt.
Geschichte
Der Begriff Automatisierungspyramide kam mit der zunehmenden Automatisierung von Produktions- und Fertigungsbetrieben in den achtziger Jahren auf und umfasste anfangs die unteren drei Ebenen betrieblicher Arbeitssysteme: Ein-Ausgabeebene, Automatisierung und Mensch-Maschine-Schnittstelle.
Daneben entstand der heute kaum noch benutzte Begriff CIM-Pyramide, der auch die planenden und steuernden Ebenen enthielt.
Durch das Zusammenwachsen der verschiedenen Systeme werden seit den neunziger Jahren alle Ebenen in der Automatisierungspyramide dargestellt.
Ebenen in der Automatisierungspyramide
Die Pyramidendarstellung betont die Hierarchie der Ebenen.
Die zunehmende Verteilung der eingesetzten Systeme von oben nach unten wird visualisiert. Beispiel: ein ERP-System, mehr als ein Leitsystem, einige Steuerungen (SPS) und tausende Ein- und Ausgangssignale.
| Ebene | Eingesetzte Systeme | Typische Aufgaben |
|---|---|---|
| Unternehmensebene | ERP | Produktionsgrobplanung, Bestellabwicklung |
| Betriebsleitebene | MES, MIS, LIMS | Produktionsfeinplanung, Produktionsdatenerfassung, KPI-Ermittlung; Material-Management, Qualitätsmanagement |
| (Prozess)leitebene | Prozessleitsystem/HMI/SCADA | Bedienen und Beobachten, Rezeptverwaltung und Ausführung, Messwertarchivierung |
| Steuerungsebene | SPS | Steuerung, Regelung |
| Feldebene | Prozesssignale, Ein-/Ausgabemodule, Feldbus | Schnittstelle zum technischen Produktionsprozess über Ein- und Ausgangssignale |
| Sensor-/Aktorebene | Parallelverdrahtung oder intelligente Systeme wie z. B.:AS-Interface, IO-Link | Einfache und schnelle Datensammlung, meist binärer Signale |
Varianten und Synonyme
In der Literatur existieren mehr als 25 verschiedene Ausführungen der Automatisierungspyramide (Anzahl an Ebenen und Benennungen).[1] Die oberen oder unteren Ebenen entfallen teilweise, falls diese im jeweiligen Kontext unwichtig sind.
Manchmal werden die Unternehmensebene und die Betriebsleitebene als Managementebene zusammengefasst. Die Leitebene hat in bestimmten Branchen spezielle Namen, z. B. Prozessleitebene, Verkehrsleitebene, Gebäudeleitebene. Manche Autoren verstehen unter Leitebene die Zusammenfassung von Prozessleitebene und MES.
Teilweise werden zusätzliche Ebenen aufgeführt, z. B. Zellenebene zwischen Steuerungsebene und Leitebene.
Die Steuerungsebene wird auch als Automatisierungsebene oder Prozessebene bezeichnet.
Die Feldebene gliedert sich in Ein-/Ausgabeebene und Sensor-/Aktorebene.
Normen
- IEC 62264 führt die Bezeichnungen Level 0 bis 4 ein und beschäftigt sich mit der Integration Ebenen 2,3 und 4.
- ISA-88.01 und ISA-95 definieren ein physisches Modell.
Weblinks
- Vorlesung Gebäudesystemtechnik, FH Dortmund (PPT-Datei; 6,4 MB)
- Internet – eine Datenautobahn verändert die Automatisierungstechnik, Namur (PDF-Datei; 0,2 MB)
- Literaturrecherche zur Automatisierungspyramide nach Ebenen sortiert von Meudt, Pohl, Metternich (PDF-Datei; 0,33 MB)
Einzelnachweise
- Meudt, Pohl, Metternich: Die Automatisierungspyramide - Ein Literaturüberblick. Hrsg.: TU Prints. (tu-darmstadt.de [PDF]).