Die i³-Control-Plattform soll eine aufeinander abgestimmte Gesamtlösung für industriespezifische Steuerungen bilden – von der Engineering-Software über die Controller-Hardware bis hin zur integrierten Prozessortechnik. Und mit Blick auf den dazugehörigen App-Store auch perspektivisch darüber hinaus. „Seit der Akquisition von Vipa 2013 haben wir versucht, die bestehende Automatisierungslandschaft von Yaskawa bestmöglich zu integrieren“, erklärt John Glorieus, Projektleiter i³ Control. Die neue Plattform sei der konsequent nächste Schritt in diese Richtung.
Bei den Überlegungen für eine neue Steuerungsgeneration stieß das Unternehmen auf PLCnext. Mit diesem Framework, konkret gesagt, der Kombination aus offener Steuerungstechnik und modularen Engineering-Tools, will Initiator Phoenix Contact den Nutzern einfache Adaptionen an sich ändernde Anforderungen ermöglichen. Zudem liegt der Fokus auf einer effizienten Nutzung von bereits existierenden und zukünftigen Software- und IoT-Funktionen. „Dieser Ansatz hat uns gut gefallen“, sagt Glorieus. 2017 startete man in eine Testphase „Die große Frage war: In wie weit lassen sich unsere hohen Motion-Ansprüche an Genauigkeit und Gleichlauf mit PLCnext umsetzen?“
Passende Voraussetzungen
Die Tests waren erfolgreich. Zudem fand Yaskawa die Offenheit des Frameworks, die unterschiedlichen Programmiersprachen sowie das Angebot an Safety- und Security-Funktionen attraktiv. Entsprechend entschloss man sich dazu, PLCnext als Unterbau zu nutzen, um das eigene Angebot an Maschinensteuerungen weiter auszubauen und fortzuentwickeln. 2020 wurde die PLCnext-Laufzeitumgebung lizenziert und eine gemeinsame Weiterentwicklung mit Phoenix Contact vereinbart. Die Hardware behält Yaskawa allerdings in der eigenen Hand. Auch die Motion-Control-Engine sowie Funktionsbausteine werden weiterhin komplett eigenständig entwickelt.
Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal: Über die Triton-ASICs des Tochterunternehmens Profichip, beherrscht Yaskawa bei seiner neuen Steuerungsplattform sogar die Prozessor-Basis vollständig. Die Halbleiter-Bausteine wurden exakt auf anspruchsvolle Motion-Abläufen ausgerichtet und bilden das Herzstück der neuen i³-Controller – mit Multikern-Prozessor, industrieller GBit-Ethernet-Kommunikation und einem schnellen Rückwandbus.
Echtzeit mit Ethercat
Mit Blick auf Steuerungstechnik und Motion setzt Yaskawa zwar auf PLCnext auf, hat die Eigenschaften des Framework aber nicht unverändert gelassen. „Bestimmte Aspekte, z.B. Profinet als Kommunikationsprotokoll, wollten wir nicht übernehmen“, betont Glorieus. Stattdessen fiel die Entscheidung auf Ethercat. „Wenn man Highend-Motion mit harter Echtzeit realisieren will, reicht Standard-Profinet nicht. Mit Ethercat ist es hingegen kein Problem.“ Zudem wollte Yaskawa auch das zugehörige Safety-Protokoll FsoE (Failsafe over Ethercat) nutzen. Beides wurde zusammen mit Phoenix Contact ermöglicht – laut Glorieus ein prägnanter Beleg, wie offen man im Partnernetzwerk von PLCnext untereinander arbeitet.
„Auf diese Weise konnten wir unsere eigene Ethercat-Bewegungssteuerung implementieren, genauso wie unseren Motion-Kernel sowie unsere Funktionsbaustein- und Roboter-Bibliotheken“, führt der Projektleiter weiter aus. „Als Basis bietet das Software Framework eine Vielzahl an Vorteilen – von der IT- und IoT-Anbindung, über die Sicherheits-Features bis hin zu den integrierten Schnittstellen oder die Nutzungsmöglichkeiten von KI.“ Das habe es im SPS-Umfeld bisher nicht gegeben. „Jetzt können wir sozusagen auf dieser Welle mitsurfen und uns gleichzeitig komplett auf unsere Kernkompetenz – also die Bewegungssteuerung – konzentrieren.
Plattform auf vier Säulen
Die Steuerungshardware bildet das Herzstück der neuen Automatisierungsgeneration von Yaskawa. Mit dem Modell iC9212M-EC ist auch bereits ein Controller verfügbar. Um die i³-Plattform durchgängig zu machen, bedarf es aber weiterer Säulen. Die zweite tragende Rolle übernimmt das Entwicklungs-Tool i³ Engineer, das Yaskawa spezifisch auf die Bedürfnisse seiner Kunden zugeschnitten hat – etwa auf Offenheit, Flexibilität und Skalierbarkeit. „Mit dem Linux-basierten Betriebssystem als Grundlage rennen wir beim Anwender offene Türen ein“, unterstreicht Glorieus den Trend in der Branche zu Linux. „IEC61131-3-Programmiersprachen und PLCopen-Funktionsblöcke werden ebenso unterstützt wie die Skriptsprachen C#, C++, Python oder Matlab Simulink.“ Dadurch könne jeder Anwender die Applikationsentwicklung so gestalten, wie es am besten passt. Zudem ist die Engineering Software auf den Leistungsumfang der Yaskawa-Komponenten ausgelegt. Sie führt den Anwender unkompliziert zu einer geeigneten Lösung, ohne dass er die entsprechenden Produkte im Detail kennen muss.