Sie sind hier: HomeSteuerungsebeneSteuern & Regeln

Industrie 4.0: Die Migration im Engineering

Fortsetzung des Artikels von Teil 2.

Neue Wege der Kommunikation

Die neue Kommunikation Bildquelle: © PLCopen

Bild 2: Die neue Kommunikation innerhalb einer modernen Produktionslinie

Durch die Abbildung des OPC-UA-Informationsmodells auf das PLCopen/IEC-61131-3-Softwaremodell ergibt sich ein einheitliches ‚Look and Feel‘ der OPC-UA-Server-Technologie, selbst auf unterschiedlichen Steuerungen. Dies ist Grundlage für die Kommunikation ‚Out-of-the-Box‘, die außerdem Sicherheit beinhalten kann. Anwender können damit darüber hinaus markenunabhängig eine Vorlage im HMI mit den anwendbaren Daten (Struktur) in den Steuerungen verknüpfen, sofern sie das PLCopen-OPC-UA-Mapping unterstützen. Ein Beispiel dieser Namenskonventionen sind die PackTags und die Zustandsmaschine, wie sie in der OMAC-for-Packaging-Spezifikation PackML als Teil des „ISA 88 Technical Report on Machine and Unit States“ definiert sind. Durch die konsequente Anwendung dieser Konventionen lässt sich eine Steuerung ‚out-of-the-box‘ über das OPC-UA-Client-Mapping in die PLCopen-Umgebung integrieren.

Mit dem in der Steuerung enthaltenen Client kann die Kommunikation auf der unteren Ebene initiiert werden und es lassen sich völlig neue Hierarchien und Architekturen anlegen. Auch die Controller-Controller-Kommunikation ist einfach realisierbar, unabhängig von der verwendeten Kommunikationsarchitektur. Dadurch lässt sich eine neue Steuerungsarchitektur initiieren, bei der die Kommunikation den verschiedenen Phasen der Fertigstellung des Produkts folgt (Bild 2).

Erweiterte Client-Server-Kommunikation Bildquelle: © PLCopen

Bild 3: Erweiterte Client-Server-Kommunikation

Zum Beispiel wenn eine Steuerung eine bestimmte Geschwindigkeit für ein Transportsystem (wie ein Band) einstellt, auf dem sich ein Produkt bewegt, das von einem Roboterarm aufgenommen werden muss. Die Steuerung kann einen Methodenaufruf an die Robotersteuerung durchführen, um das Produkt aufzunehmen und gleichzeitig die Geschwindigkeit des Bandes zu übertragen. Der Roboter wiederum kann einen Methodenaufruf an die intelligente Kamera durchführen, um die Rotations- und Translationswerte des Produkts zu erhalten. Mit diesen Werten kann der Roboter die Trajektorie berechnen, um das Produkt reibungslos und korrekt aufzunehmen. Außerdem ist eine vom Controller ausgelöste Kommunikation mit dem ERP/MES-System zur Abfrage von Rezeptinformationen sowie zur Produktverfolgung möglich (Bild 3). 

Ein schon heute umsetzbares Industrie-4.0-Szenario Bildquelle: © PLCopen

Bild 4: Ein Industrie-4.0-Szenario, wie es heute schon umsetzbar ist.

Dadurch ergeben sich ganz neue Möglichkeiten. So kann die Initiierung der Kommunikation auch auf unterster Ebene – etwa durch einen Sensor – erfolgen. Das bedeutet, dass ein Produkt (etwa ein Joghurtbecher) über ein RFID verfügen kann, das alle relevanten Informationen für seine Erstellung enthält. Diese Informationen können von der Steuerung gelesen werden und die verschiedenen Arbeitsstationen können die entsprechenden Aktionen durchführen, wie etwa das Hinzufügen von 98 Gramm Joghurt in der ersten Station. Am Ende kann die Prüfstation die geprüften Aktionen zurückschreiben und einen Methodenaufruf an das ERP-System initiieren, um die Ergebnisse der Verarbeitung an das Track-and-Trace-System zu liefern – auch wenn dieses eventuell in eine Cloud ausgelagert ist. Dies sind alles Kommunikations-Features, die heute schon realisierbar sind (Bild 4).