Bei Unterschreitung der Mindestmenge im Vorratstank der neuen Maschine soll über das ERP automatisch ein neuer Produktionsauftrag angestoßen werden. Ein typisches Szenario in vielen Unternehmen, das vermeintlich einfach umzusetzen ist. Um solche Verknüpfungen zwischen Produktion und Warenwirtschaft herzustellen, wurden in der Vergangenheit regelmäßig Entwicklungsprojekte aufgesetzt: Die Architektur mit den Schnittstellen musste festgelegt, die Hardware-Komponenten aus­ge­wählt und die Software für die Zielplattformen (Steuerung und PC-basierter Proxy) individuell programmiert werden. Auch die Schnittstellen zur Unternehmenssoftware waren oft dem jeweiligen Einsatzfall anzu­passen.

Eine Schwierigkeit bei solchen Projekten war und ist auch heute noch die Beherrschung der Vielzahl an möglichen Schnittstellen zur Unternehmenssoftware – von Datenbanken über MES (Manufacturing Execution Systems) bis hin zu komplexen ERP-Systemen. Zudem verursachen der­artige Kopplungen stets viel Ab­stimmungsaufwand zwischen den Verantwortlichen der IT-Abteilung und den Automatisierungsexperten. Denn trotz aller Integration und Kommunikation zwischen beiden Disziplinen, müssen die Beteiligten der beiden Welten die Stabilität ihrer jeweiligen Systemumgebungen sicherstellen und vermeiden deshalb Fremdzugriffe so weit wie möglich. Diese Kluft zu überbrücken, ist nicht nur technisch, sondern auch organisatorisch aufwendig.

Abhilfe schaffen standardisierte Schnittstellen und Produkte, wie sie die Firmen Mitsubishi Electric und Ubigrate in einer Kooperation realisiert haben. Der Automatisierungsexperte kann eine ihm vertraute Hardware – den so genannten C-Connector – nutzen und mithilfe dessen Software die vom IT-Experten angeforderten Informationen (Prozessdaten) bereitstellen. Die Kluft zwischen Automatisierungswelt und Unternehmenssoftware lässt sich darüber ohne Individual-Entwicklung überbrücken. Zudem werden die Kommunikation und die abteilungsübergreifende Zusammenarbeit einfacher.

Template-basierte Konfiguration

Die Basis der Integration bilden verschiedene Vorlagen, so genannte Templates, die für verschiedene Abläufe passende Geschäftslogiken vorschlagen, beispielsweise Produktionsrückmeldung, Messbeleg-Erfassung, Lagerbewegung und Alarmmanagement. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, eine Geschäftslogik zu triggern: aus der Enterprise-Software heraus (Downstream) oder von der Feldebene (Upstream). Per Downstream können unter anderem neue Produktionsaufträge oder geänderte Fertigungsparameter (Stückzahlen, Losgrößen) in die Feldebene übertragen werden. Im Upstream liefert der C-Connector typischerweise Prozessdaten wie Füllstände, Maschinenstatistiken oder Zählerstände. Zu den jeweiligen Nachrichten lässt sich eine Rückmeldung anfordern, so dass der triggernde Kommunikationspartner über die erfolgreiche Datenübertragung Informationen erhält.

Innerhalb eines Templates gibt es drei Bereiche. Immer anzugeben sind die allgemeinen Einstellungen für die zugrunde liegende Verbindungen zur Enterprise-Software. Bei einer Kommunikation mit einer Datenbank, müssen stets auch Adresse und Login-Daten konfiguriert sein. Für die Kopplung mit einem SAP-System sind außerdem die System- und Client-ID notwendig. Bei einem Upstream-Template schließt sich im zweiten Bereich die konkrete Konfiguration den Triggerbedingungen an. Der Trigger kann ähnlich einer Programmierung in IEC 61131 formuliert werden: „D505 Lower Equals TO 45“ löst eine Nachricht aus, wenn der Tankfüllstand unter 45 % des Sollwerts fällt. Der entsprechende Prozesswert ist im Register D505 der SPS gespeichert.

Im Konfigurationsbereich werden die technischen Angaben zur Systemanbindung gemacht – von SAP über Datenbanken bis hin zu Steuerungen von Siemens und Rockwell

© Ubigrate

Im dritten Bereich des Templates erfolgt schließlich die Definition der auszuführenden Aktionen. Dabei muss sich der Automatisierer nicht mit den technischen Details der Schnittstelle zum Zielsystem (Datenbank, MES oder ERP) auseinandersetzen. Das Template schlägt sogar Mustertexte vor, in denen lediglich die Parameter als Lückentext zu ergänzen sind: „The fill level at plant >>D500<< reached >>D505<<. Refill at plant >>D500<< required!” Ein so konfiguriertes Tem­plate braucht dann nur noch aktiviert zu werden und kann für spätere Änderungen archiviert werden.

In vergleichbarer Weise erfolgt die Konfiguration eines Downstream-Templates. Der Trigger ist jedoch nicht ein Prozesswert in einer Steuerung, sondern ein Ereignis in der Enterprise-Software oder eine eintreffende Meldung, zum Beispiel ein Fertigungsauftrag mit den Parametern Fertigungsauftragsnummer, Artikel- und Stückzahlvorgabe. Diese drei Werte übernimmt der C-Connector in die entsprechenden Register und steuert den Fertigungsauftrag anhand dieser Vorgaben. Die Templates sind für standardisierte Anwendungsfälle vorkonfiguriert und speziell für die Benutzung durch den Automatisierungsexperten ausgelegt. Mit Tools können IT-Verantwortliche die Templates anpassen oder komplett neue Vorlagen generieren. Auf diese Weise lassen sich auch individuell geänderte ERP-Systeme über den C-Connector anbinden.

Kompatibilität mit Blick fürs Ganze

Der C-Connector für die SPS-Baureihe System Q von Mitsubishi enthält alle notwendigen Routinen, um über verschiedene Technologien mit Datenbanken, MES und ERP-Systemen automatisch Verbindungen zu generieren

© Mitsubishi Electric Europe

Über Feldbus-Anschaltungen kann der Zugriff auch auf Steuerungen anderer Hersteller ausgeweitet werden, zum Beispiel auf Siemens- oder Rockwell-Steuerungen, die andere Anlagenteile steuern. Die Mitsubishi-Steuerung agiert dann als Datenkonzentrator und Gateway zur ERP-Ebene. Auch anwendungsspezifische Protokolle wie Weihenstephan WS-Food sind auf dem C-Connector verfügbar.

Trotz der Integration beider Welten besteht bei dieser Lösung eine klare Trennung zwischen Automatisierung und Unternehmenssoftware. Die IT-Abteilung kann über die Templates ihre Anforderungen formulieren und dem Automatisierungsexperten mitteilen. Dabei bleibt er von den technischen Besonderheiten der ERP-Software, die in den Templates gekapselt sind, verschont. Der Automatisierungsexperte wiederum kann mit den ihm bekannten Anknüpfungspunkten in der Steuerung die Vorlagen mit den angeforderten Informationen komplettieren. So bleibt die Stabilität der Systeme auf beiden Seiten gesichert.

Autor: Dr. Mario Neugebauer ist Leiter Professional Services bei der Firma Ubigrate in Dresden.