Die Steuerung komplexer Anlagen erfolgt auf mehreren Ebenen, die durch eine so genannte Systemarchitektur so aufeinander abgestimmt sind, dass die Fertigungsprozesse effizient ineinander greifen. Der Software-Architekt Thilo Opaterny, 45, tüftelt seit etwa zwei Jahren an  einer neuen Architektur der Simatic-Plattform. „Denn etwa alle zehn Jahre stoßen die alten Strukturen an ihre Grenzen“, erklärt er. Erweiterungen in den industriellen Prozessen lassen sich dann nicht mehr effizient in den gesamten Ablauf integrieren, die Produktion wird umständlicher und damit letztlich teuerer. Wenn beispielsweise eine Brauerei ihre Produktionsanlage um einen Braukessel erweitern möchte, um den Ausstoß zu erhöhen, kann das vorhandene System erweitert werden. Die Erweiterung wird sich aber ohne besondere Vorkehrungen und Rücksichtnahme des Anwenders auf die Reaktionszeit der Steuerung niederschlagen. Irgendwann kommt der Punkt, wo nicht mehr genügend Kapazitäten in der verwendeten Steuerung vorhanden sind, um all die notwendigen Regler, Ventile und Sensoren anzuschließen ohne den Prozess zu gefährden. „Das Fundament reicht dafür einfach nicht mehr aus“, verdeutlicht Opaterny das Problem.

Höher, schneller, weiter ist deshalb die Devise bei der grundlegenden Renovierung der speicherprogrammierbaren Steuerungsplattform, an der Opaterny mitwirkt. Sein Part ist dabei tatsächlich wie der eines Architekten beim Hausbau. Für jede Komponente entwickeln die Teilprojektleiter mit ihren Mitarbeitern neue Software. Opaterny achtet darauf, dass alle Teilprojekte von Step7 ab V10.0+ zueinander passen und vor allem für zukünftige Aufgabenstellungen genügend Raum bieten. „Ich muss mir Probleme vorstellen, von denen die Kunden noch gar nicht wissen, dass sie sie eines Tages haben könnten“, scherzt Opaterny.

Dabei muss der Software-Architekt geduldige Überzeugungsarbeit leisten. Die Aufgabenstellungen sind teilweise so komplex, dass es manchmal viele Wochen dauert, bis alle Beteiligten verstanden haben, in welche Richtung das Projekt vorangetrieben werden muss. „Die Dinge haben ja die Tendenz, auseinander zu driften“, beschreibt Opaterny seine Arbeit. „Meine Aufgabe ist es, sie wieder auf einen gemeinsamen Punkt zulaufen zu lassen.“

Insgesamt hat Opaterny bereits 24 Erfindungen für Siemens gemacht, die in 38 erteilte Einzelpatente und 20 Schutzrechtfamilien mündeten. Besonders stolz ist Opaterny auf eine Fehlermeldungs-Box, die er für das neue System Simatic Step7 Generation+ erfunden hat. Anders als die herkömmliche Fehlerbehandlung durch einen Organisationsbaustein erlaubt sie den Anwendern, Fehler dort zu behandeln, wo sie auch behoben werden können. „Typischerweise passieren Fehler in Automatisierungssystemen in der Kommunikation zwischen verschiedenen Anlageteilen“, erklärt Opaterny. So könnte beispielsweise ein Programm in einer Schleife nach der Drehzahl von Motoren fragen. Wird die Schleife fälschlicherweise zu oft durchlaufen, führt das dazu, dass eine Messstelle abgefragt wird, die nicht vorhanden ist. Das produziert eine Fehlermeldung und die Anlage bleibt stehen. „Solche Stillstände sind ärgerlich, gefährlich, in gewissen Situationen inakzeptabel und oft überflüssig“, sagt Opaterny. Er entwarf deshalb eine Lösung, bei welcher der Anwender erkennt, was für ein Fehler aufgetreten ist und entsprechend reagieren kann. „Manchmal kann er einfach die Fehlermeldung ignorieren oder er definiert für diesen Fall eine Ersatzreaktion“, erklärt Opaterny. Oder der Anwender erkennt, dass es sich um einen Programmierfehler handelt und schreibt sein Programm um. Noch fehlt es dem neuen System an Komfort bei der Auswertung der Fehlergründe, „doch das sind rein handwerkliche Arbeiten, die wir noch leisten werden.“ Opaterny ist überzeugt davon, dass seine neue Error-Box und die dazugehörige Error-Struktur bald Standard in der neuen Generation der Simatic-S7-Automatisierungssysteme sein wird.

Interdisziplinäres Denken ist wichtig für Opaternys Arbeit. Als junger Mann hat er bei Siemens eine Ausbildung zum Fernmeldeelektroniker gemacht und anschließend Informatik studiert. 1994 kehrte er zu Siemens zurück. Während seines Studiums arbeitete er im Erfinderzentrum in Erlangen. „Dort habe ich gelernt, mich so auszudrücken, dass mich Experten verschiedenster Fachrichtungen verstehen“, erklärt Opaterny. Denn für die Zusammenarbeit bei Erfindungen gilt das gleiche wie für Automatisierungssysteme: Die meisten Fehler treten in der Kommunikation auf.