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Automatisierungstechnik

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Automatisierungstechnik umfasst das Entwerfen, Implementieren und Betreiben technischer Prozesse mit reduziertem menschlichem Eingriff. Sie integriert Sensorik, Steuerungs- und Regelungstechnik, Aktorik, Leistungselektronik und industrielle Software zu vernetzten Systemen. Ziele sind reproduzierbare Abläufe, gleichbleibende Qualität, Sicherheit und Transparenz. Einsatzfelder liegen in Fertigung, Prozess- und Energietechnik, Logistik sowie in der IT-Integration von MES und ERP. Dabei spielt die Vernetzung über industrielle Kommunikationsprotokolle eine zentrale Rolle.

Inhalt

Verwandte Kategorien

Automationslösungen Automatisierungssoftware Condition Monitoring / Zustandsüberwachung Ethercat Fabrikautomation Kompaktsteuerung Prozessautomatisierung Regeltechnik Regelungstechnik Signaltechnik SPS Steuerung

Herstellerliste Automatisierungstechnik

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EGS Automation GmbH

Raiffeisenstrasse 2, 78166 Donaueschingen
Deutschland

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Bystronic Deutschland GmbH

Römerstraße 14, 71296 Heimsheim
Deutschland

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AGS Automation Greifsysteme Schwope GmbH

Braunsberger Feld 15, 51429 Bergisch Gladbach
Germany

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PROMESS Montage- und Prüfsysteme GmbH

Nunsdorfer Ring 29, 12277 Berlin
Deutschland

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ifm electronic gmbh

Friedrichstr. 1, 45128 Essen
Deutschland

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Engmatec GmbH

Fritz Reichle Ring 5, 78315 Radolfzell
Deutschland

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Friedrich Lütze GmbH

Bruckwiesenstraße 17-19, 71384 Weinstadt
Deutschland

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isel Germany GmbH

Bürgermeister-Ebert-Straße 40, 36124 Eichenzell
Deutschland

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KMT Produktions- + Montage-Technik GmbH

Spittelbronner Weg 21, 78056 Villingen-Schwenningen, Schwenningen
Deutschland, Germany

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ANDREAS MAIER GmbH & Co. KG

Waiblinger Str. 116, 70734 Fellbach
Deutschland

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Libelle AG

Gewerbestr. 42, 70565 Stuttgart
Deutschland

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SLF Oberflächentechnik GmbH

Gutenbergstraße 10, 48282 Emsdetten
Deutschland

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AMI Förder- und Lagertechnik GmbH

Leystr. 27, 57629 Luckenbach
Deutschland

Veröffentlichungen zu Automatisierungstechnik

Silikonschaltmatten & Silikontastaturen: Robuste Lösungen für industrielle Anwendungen

BS Deutschland: Wir fertigen Silikonschaltmatten und Silikontastaturen nach Maß – für Maschinenbau, Medizintechnik, Automotive und andere anspruchsvolle Industriezweige. Beständig, anpassbar, langlebig.

High-Speed-Entnahme ⏱ und Qualitätskontrolle von Dünnwandspritzgußteilen

EGS Automation: Wenn in einem Spritzgießprozess 32 Teile gleichzeitig in einer Taktzeit von unter sieben Sekunden gespritzt, entnommen, geprüft und nestgetrennt abgelegt werden müssen, dann steht im Lastenheft des Automatisierers dieses Prozesses: High-Speed-Entnahme. Neben den hohen Anforderungen an die Automation ist natürlich auch der Herstellungsprozess selbst, einschließlich der Werkzeugentwicklung, Prozessstabilität und Anforderungen an die Qualität des Endproduktes extrem anspruchsvoll.

Hochautomatisierte Steckerproduktion mit Robotertechnik

EGS Automation: Intelligent verkettet und konsequent automatisiert Was tun bei permanent steigender Nachfrage nach Kunststoff-Hybridbauteilen unter Platzund Personalrestriktionen? Ein international agierender Automobilzulieferer setzt auf eine intelligent verkettete Anlage mit zwei Spritzgießmaschinen und sechs Robotern – und fährt gut damit.

Robotive Spritzgussautomation in 🖐 fünffacher Ausführung

EGS Automation: Um Kunden mit mehreren Produktionswerken auf zwei Kontinenten just-in-time und in größerer Menge mit Kunststoffhybridbauteilen zu beliefern, benötigt man einerseits zuverlässige Anlagen und fertigt im Idealfall jeweils vor Ort, um Lieferketten so kurz wie möglich zu halten und abzusichern. Die KBS-Spritztechnik hat genau diese Aufgabenstellung zu bewältigen und dafür fünf Spritzgießmaschinen mit Roboter-Automatisierungssystemen der EGS Automation aus Donaueschingen ausgestattet. Drei der Anlagen befinden sich im Heimatwerk in Schonach, zwei weitere Anlagen im Zweigwerk im kanadischen Barrie/Ontario, das 2017 in Betrieb genommen wurde.

Verkettete 🔗 Magnesiumbearbeitung mit Roboter & Palettiersystem zuverlässig automatisiert

EGS Automation: Verkettung von zwei Bearbeitungszentren und Laserkennzeichnung der Werkstücke zwölf Stunden auonom ohne Bedienereingriff

Automatisierungsmotive: Rationalisierung Humanisierung Qualitätssicherung Lieferfähigkeit

EGS Automation: In diesem Artikel beschäftigen wir uns eingehend mit den Gründen und Motiven für die Automatisierung. Dabei wollen wir politische, soziale oder ethische Aspekte außen vor lassen, diese werden derzeit in zahlreichen Artikeln und Betrachtungen rund um die voranschreitende Digitalisierung und Industrie 4.0 aus unterschiedlichsten Richtungen betrachtet.

Automatisierungstechnik Wiki

Automatisierungstechnik gestaltet technische Systeme, die Abläufe mit minimaler Eingabe selbstständig ausführen. Sie verbindet Elektrotechnik, Maschinenwesen, Informatik und Mikrosystemtechnik und zielt auf reproduzierbare Ergebnisse, sichere Abläufe und eine wirtschaftliche Prozessführung. Anwendungen reichen von Produktionsanlagen und Fahrzeugtechnik bis zur Gebäudesteuerung. Beispiele sind der Jacquard-Webstuhl, die moderne Waschmaschine und vernetzte Fertigungszellen.

Automatisierungstechnik: Definition und Grundlagen moderner Systeme

Die Evolution der Automatisierung

Frühe Meilensteine sind der Fliehkraftregler der Dampfmaschine und der programmierbare Jacquard-Webstuhl. Relaissteuerungen und die Digitaltechnik bereiteten den Weg zu programmierbaren Lösungen. Industrie-PCs und speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) ermöglichten skalierbare Logik, die heute in Fahrzeugmontage, chemischer Prozessführung und Haushaltsautomatisierung eingesetzt wird.

Kernprinzipien und ihre Bedeutung

Die Regelungstechnik arbeitet im geschlossenen Regelkreis: Sensoren erfassen Istwerte, die Steuerung vergleicht sie mit Sollwerten, Aktoren setzen Korrekturen um. So werden Abweichungen erkannt und die Fehlerdiagnose unterstützt. Modelle, Algorithmus-Design und Kommunikationstheorie prägen die Systemarchitektur und die Reaktionsfähigkeit in Echtzeit.

Kernkomponenten und Funktionsweisen eines Automatisierungssystems

Sensorik und Aktorik: Wahrnehmung und Aktion

Sensoren wandeln Temperatur, Druck, Position oder Licht in elektrische Signale. Industrielle Temperatursensoren nach IEC 60751, Klasse A, erreichen bei 0 °C typischerweise ±0,15 °C. Aktoren steuern Ventile, Motoren oder Robotergelenke. Fortschritte der Mikrosystemtechnik liefern kompakte, rauscharme Wandler für raue Umgebungen. Dadurch steigt der erreichbare Automatisierungsgrad bei gleicher Hardware.

Steuerung und Kommunikation: Rechenkern und Datenpfad

SPS und Industrie-PCs verarbeiten Sensordaten, bilden Logik ab und generieren Ausgangssignale. Industrielle Netzwerke wie Ethernet/IP und Profinet übertragen Steuerungsdaten mit Latenzen unter einer Millisekunde. Bei zyklischen Prozessen wird die Sitzung deterministisch terminiert, um Jitter zu minimieren. So bleiben synchronisierte Bewegungen und präzise Taktvorgaben stabil.

Software und Schnittstellen: Logik, Visualisierung, IT-Anbindung

HMI (Human Machine Interface) und SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) visualisieren Zustände und ermöglichen Eingriffe. Offene Schnittstellen wie OPC UA verbinden Anlagen mit MES (Manufacturing Execution System) und ERP (Enterprise Resource Planning) und verknüpfen Qualitätsdaten mit dem Rechnungswesen. Diagnosen, Trends und Ereignisprotokolle sichern Nachvollziehbarkeit und beschleunigen Korrekturen.

Vorteile und Herausforderungen des Automatisierungsgrads

Messbare Vorteile in Produktion und Betrieb

In der diskreten Fertigung berichten Studien von 10 bis 25 Prozentpunkten höherer OEE durch geringere Stillstandszeiten und weniger Ausschuss. Optimierte Prozessführung senkt den Energiebedarf in Anlagen um 15 bis 30 Prozent. Grundlage sind reproduzierbare Abläufe, enges Monitoring sowie ausgereifte Antriebs- und Regelungstechnik.

Grenzen und Herausforderungen

Investitionsspitzen, Komplexität und Personalbedarf setzen Grenzen. Projekte erfordern Fachkräfte für Modellierung, Programmierung und Leistungselektronik. Produktionswechsel bedingen Umbauten in Logik und Handhabung. Ohne adaptive Strategien verringert starre Parametrierung die Flexibilität, besonders bei häufigen Variantenwechseln.

Auswahl und Implementierung von Automatisierungslösungen

Kriterien für die Systemauswahl

  • Genauigkeit und Taktrate: Anforderungen an Messauflösung, Wiederholgenauigkeit und Zykluszeiten definieren Controller- und Feldbuswahl.
  • Robustheit: Temperatur, Vibration und EMV-Belastung bestimmen Sensorgehäuse, Dichtungen und Schutzarten.
  • Sicherheit: ISO 13849 und verwandte Normen strukturieren Architekturen mit sicheren Ein- und Ausgängen.
  • Integration: IT-Kopplung, OPC UA-Profile und Brownfield-Anbindung legen die Datenflüsse fest.

Prozess der Implementierung und Wartung

Nach Planung und Installation folgen Test, Inbetriebnahme und Validierung. Zustandsbasierte Wartung nutzt Schwingungen, Temperaturen und Stromsignaturen für Prognosen. Ersatzteilstrategie und dokumentierte Softwarestände sichern die Wiederherstellbarkeit nach Eingriffen und verkürzen Reaktionszeiten bei Störungen.

Vergleich: Manuelle und automatisierte Abläufe

Gegenüberstellung typischer Prozessmerkmale
Merkmal Manuelle Prozesse Automatisierte Prozesse
Wiederholgenauigkeit Variabel, abhängig vom Bediener Sehr hoch, prozessdefiniert
Fehlerrate Höher durch menschliche Einflüsse Sehr niedrig, typisch < 0,1 %
Produktivität Begrenzt durch Arbeitszeit Konstant über lange Zeiträume
Kostenstruktur Mehr Personal, geringere Investitionen Höhere Investition, planbare Betriebskosten
Sicherheit Expositionsrisiko für Personal Reduziertes Risiko bei korrekter Absicherung

Zukunftstrends und die Rolle von Intelligenz

Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things

Vernetzte Anlagen tauschen Daten in Echtzeit aus und passen Abläufe dynamisch an. Autonome Transportsysteme koppeln Navigation und Auftragsdaten, wodurch sich Lagerautomatisierung und Fabrikplanung verzahnen. Ereignisströme aus Sensoren werden per Stream-Verarbeitung analysiert und zur Prozessoptimierung in die Steuerung rückgeführt.

Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen

ML-Modelle erweitern klassische Regler um adaptive Fähigkeiten. Bildauswertung erkennt Oberflächenfehler, Reinforcement Learning verbessert die Bahnplanung in Robotern, und KI-basierte Anomalieerkennung warnt frühzeitig vor Verschleiß. Voraussetzung sind domänenspezifische Daten, robuste Datenpipelines und klar definierte Übergaben zwischen IT und OT.

Neue Anwendungsfelder und Nachhaltigkeit

In der Energiebranche erhöhen Zustandsmodelle von Turbinen und Getrieben die Verfügbarkeit von Anlagen der Windenergie. In Gebäuden senken adaptive Lüftungsstrategien den Ressourcenverbrauch, in Rechenzentren werden thermische Lasten ausbalanciert.

Fahrzeugplattformen verbinden Aktuierung, Sensorfusion und Software-Updates. Das gilt für elektrische Antriebe ebenso wie für den Verbrennungsmotor, dessen Abgasnachbehandlung präzise gesteuert wird. Raumfahrttechnik nutzt deterministische Busse und fehlertolerante Logik für missionskritische Aufgaben.

Marktübersicht: Anbieter und Ökosystem

Global agieren Hersteller wie Siemens, Rockwell Automation, ABB, Schneider Electric, Mitsubishi Electric, Fanuc, KUKA, Bosch Rexroth, Beckhoff, Eaton, Honeywell, Yokogawa, Omron, Endress+Hauser und Phoenix Contact. Sie adressieren Logistik, Prozessindustrie und Elektroindustrie mit Komponenten, Software und Services.

Umfassendes Lösungsportfolio

Portfolios umfassen SPS, Antriebe, Sensorik, Robotik, Visualisierung und Dienstleistungen. Die Spannweite reicht von der Einzelkomponente bis zur kompletten Automatisierungslösung. Wichtig sind Skalierung, Langlebigkeit und Servicezugang. Anbieter liefern projektspezifische Bibliotheken für Bewegungsabläufe und belastbare Dokumentation.

Bedeutung von Partnerschaften und Standards

Kooperationen fördern Interoperabilität, gemeinsame Profile und zertifizierte Konformität. Offene Standards ermöglichen modulare Erweiterungen, während Rechtsvorschriften und Normen die Anlagensicherheit regeln. Change-Management und Versionsverwaltung sichern die Nachvollziehbarkeit von Anpassungen über den Lebenszyklus.

Ausbildung, Studium und Arbeitswelt

Studieninhalte verknüpfen Mathematik, Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Maschinenwesen, Elektrotechnik, Mikrosystemtechnik und Informatik. Curricula decken Systemarchitektur, Konstruktionslehre, Digitaltechnik, Schaltungstechnik, Kommunikationstheorie und Softwaretechnik ab. Projekte führen früh an reale Anlagen, Datenerfassung und HMI-Design heran.

Hochschulen erläutern Studienorientierung, Zulassung, Regelstudienzeit, Studienaufbau und Vertiefungen transparent. Praxissemester, Seminare, Fachlabore und die Bachelorarbeit bereiten auf das Studienziel vor.

Ordnungen, Satzungen und fakultäre Richtlinien strukturieren den Studienablauf. Fachschaften beraten zu Sprachkenntnissen, Anerkennung von Abschlüssen und organisatorischen Fragen.

Beruflich arbeiten Automatisierungsingenieur und Ingenieurin in Produktentwicklung, Gebäudetechnik, Energietechnik, Fahrzeugtechnik, Raumfahrttechnik, Logistik und Windparks. Arbeitgeber der Elektroindustrie suchen Masterabsolventinnen und Masterabsolventen mit Praxis in Programmierung, Regelungstechnik und Datenanalyse. Vergütung und Entwicklungschancen hängen von Verantwortung, Standort und Branchenumfeld ab.

Architektur besonderer Systeme und Fallbeispiele

Anlagen in Produktion und Logistik

Eine Produktionsanlage für Leiterplatten nutzt bildgebende Sensoren, hochpolige Bestückköpfe und einen Echtzeitbus. Die Automatisierungsfunktion umfasst Bestückung, Löten und Inline-Prüfung. In einem Verteilzentrum koordinieren Steuerungen die Fördertechnik, ein Navigationssystem führt fahrerlose Transportfahrzeuge.

Historische Referenzen und Alltagsgeräte

Der Jacquard-Webstuhl demonstrierte frühe Programmierbarkeit über Lochkarten. Die Dampfmaschine etablierte das Prinzip der stabilisierten Drehzahl. In Haushaltsgeräten zeigt die Waschmaschine die Kopplung aus Sensorik, Motorsteuerung und Lastadaptation mit klar definiertem Automatisierungsgrad.

Planung, Validierung und digitale Zwillinge

Virtuelle Inbetriebnahme koppelt Steuerungslogik mit einem Anlagenmodell. Eine realistische Simulation reduziert Umbauzeiten und Risiken beim Anlauf. Daten aus Testreihen fließen in Modellverbesserungen und erhöhen die Verlässlichkeit späterer Anpassungen.

Begriffe, Normbezug und Praxisdetails

Systembegriff und Terminologie

Ein Automatisierungssystem umfasst Sensorik, Aktorik, Steuerung, Kommunikationsschicht und Datendienste. Die Schnittstelle zwischen OT und IT definiert Zuständigkeiten und Sicherheitsgrenzen. Eindeutige Bezeichnungen verhindern Missverständnisse in Spezifikationen und erleichtern die Abnahme.

Praxisnahe Richtlinien definieren Abnahmeprüfungen, Testroutinen und Dokumentationspflichten. Sie sichern Nachweise für Auditoren und bilden die Basis für langfristige Ersatzteilstrategien, einschließlich Serienänderungen und Obsoleszenz-Management.

Betrieb, Sicherheit und Organisation

Rollen, Zutritt und Befugnisse werden organisatorisch geregelt. Lockout-Tagout und sichere Stillsetzung schützen Personal. Schulungen stärken Bedienkompetenz und beschleunigen die Störungsidentifikation. Klare Meldewege ermöglichen rasche Unterstützung durch Servicepartner.

Branchenspezifische Hinweise

In der Prozessindustrie dominiert kontinuierliche Regelung, während die diskrete Fertigung auf Taktung setzt. Gebäudetechnik integriert HLK-Steuerung, Beleuchtung und Zutrittskontrolle. In der Fahrzeugmontage kooperieren Robotik, Schraubsysteme und Prüftechnik, der Verbrennungsmotor benötigt präzise Einspritz- und Abgassteuerungen.

Logistiksysteme bündeln Förderstrecken, Scanner und Pufferspeicher, ein zentrales Leitsystem koordiniert Auftragsreihenfolgen. In der Energietechnik stellen Netzschutz und Regelreserven besondere Anforderungen an Latenz und Redundanz.

Kurzer Leitfaden für die Projektpraxis

  • Lastenheft: Anforderungen präzisieren, Kennzahlen und Grenzen definieren, Messpunkte festlegen.
  • Designreview: Architektur, Sicherheitskonzept und Datenflüsse prüfen, Testfälle ableiten.
  • Rampenplan: Stufenweise Hochlaufstrategie, Monitoring und Abbruchkriterien dokumentieren.
  • Übergabe: Betriebsdokumente, Schulungen und Ersatzteillisten vollständig übergeben.

Weitere Anbieter, Produkte und Services rund um Automatisierungstechnik

FAQ zu Automatisierungstechnik

Wie können kleine und mittlere Unternehmen Automatisierung erfolgreich umsetzen?

Unternehmen sollten zunächst ihre Geschäftsprozesse analysieren, um geeignete Automatisierungsfelder zu erkennen. Pilotprojekte in relevanten oder wiederkehrenden Abläufen reduzieren Risiken und ermöglichen schnelle Ergebnisse. Die Kooperation mit erfahrenen Systemintegratoren unterstützt bei der Auswahl passender Technologien und der effizienten Integration in bestehende Systeme.

Wie lange dauert in der Regel die Amortisation von Automatisierungslösungen?

Die Amortisationszeit von Automatisierungslösungen beträgt meist zwei bis fünf Jahre, abhängig von Branche und Systemkomplexität. Einflussfaktoren sind vor allem reduzierte Personalkosten, höhere Produktqualität, geringere Ausschussraten und erhöhte Produktionskapazität. Eine genaue ROI-Berechnung erfordert die Einbeziehung aller direkten und indirekten Kosten sowie der erwarteten Effizienzgewinne.

Welche Cyberrisiken bedrohen industrielle Automatisierungssysteme?

Industrielle Automatisierungssysteme sind anfällig für Cyberangriffe wie Schadsoftware auf speicherprogrammierbaren Steuerungen oder DDoS-Attacken auf Netzwerke. Solche Angriffe können Produktionsausfälle, Datenverluste und Gefährdungen von Personal und Anlagen verursachen. Wirksame Schutzmaßnahmen sind Netzwerksegmentierung, regelmäßige Schwachstellenanalysen, sichere Kommunikationsprotokolle und eine strikte Zugriffsverwaltung aller Komponenten.

Wie können Unternehmen dem Fachkräftemangel in der Automatisierung wirksam entgegenwirken?

Unternehmen können dem Fachkräftemangel durch gezielte Weiterbildung des bestehenden Personals in Soft- und Hardwarekompetenzen begegnen. Kooperationen mit Hochschulen und Berufsschulen sichern über duale Studiengänge und Ausbildungsprogramme frühzeitig Nachwuchs. Ergänzend fördern attraktive Arbeitsbedingungen und eine ausgeprägte Lernkultur die langfristige Bindung und Gewinnung von Fachkräften.

Wie unterstützt Automatisierungstechnik die Umsetzung von Nachhaltigkeitszielen?

Automatisierungstechnik ermöglicht eine präzise Steuerung von Produktionsprozessen, reduziert Materialverbrauch und Abfall, und optimiert den Energieeinsatz durch intelligente Managementsysteme. Dies senkt den CO2-Ausstoß. Prädiktive Wartung verhindert ungeplante Ausfälle, verlängert die Lebensdauer von Anlagen und schont Ressourcen.

Welche ethischen Fragen wirft der Einsatz autonomer Automatisierungssysteme auf

Autonome Automatisierungssysteme stellen ethische Herausforderungen hinsichtlich Verantwortlichkeit bei Fehlfunktionen oder unerwartetem Verhalten, Transparenz und Nachvollziehbarkeit von KI-Entscheidungen sowie Auswirkungen auf Beschäftigung und die Balance zwischen menschlicher Kontrolle und Maschinenautonomie. Diese Aspekte erfordern eine sorgfältige gesellschaftliche und regulatorische Abwägung.

Welche Ansätze ermöglichen die Anbindung älterer Maschinen an moderne Automatisierungssysteme?

Die Integration älterer Maschinen erfolgt meist durch Retrofitting mit zusätzlicher Sensorik, Aktoren und moderner Steuerungstechnik. Industrielle Gateways übersetzen proprietäre Protokolle in gängige Standards wie Feldbusse oder OPC UA. Edge Computing verarbeitet und vereinheitlicht Maschinendaten direkt vor Ort, sodass diese in übergeordneten Systemen genutzt werden können, ohne die bestehende Anlage zu ersetzen.

Weiterführende Informationen zu Automatisierungstechnik

  • Automatisierungstechnik Wikipedia

    Die Wikipedia beschreibt Automatisierungstechnik als interdisziplinäre Disziplin zur Automatisierung technischer Prozesse mittels Messen, Steuern, Regeln und Kommunikation; behandelt Teilgebiete, Feldbus/Ethernet, HMI/SPS, Sicherheit, wirtschaftliche Wirkung, Grenzen, Methoden (KI/Fuzzy), Geschichte und Persönlichkeiten.

Diese Anbieterliste Automatisierungstechnik umfasst auch: Industrieautomation, Elektrische Automation, Industrielle Automation, Automation, Automatisierungssysteme, Automatisierungstechnik Auf Funkbasis, Automatisierung, Lean Automation, Automationstechnologie, Automationstechnik