Nii Saate Alustada OPC AÜ-ga

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-11-26 11:41

Uued tehnoloogiad avavad ettevõtetele uusi võimalusi ja väljakutseid. Üks neist võimalustest on nutikad tehased, kus masinad, salvestussüsteemid ja ressursid on võrku ühendatud. Andmetel ja võtmeisikutel on selles võtmeroll. Tehases, kus kõik peaks suhtlema kõigi ja kõigega, peavad just nemad toimima asjade ja inimeste ühise keelena. Võtmearvud tähistavad ettevõtte operatsioonisüsteemi ja seega ettevõtte juhtimise kõige olulisemaid tööriistu.

Märge

Teema “OPC UA tutvustamine tootmisettevõtetes” on võetud raamatust “OPC UA praktiline juhend”. Spetsialistide raamat aitab kaasa OPC UA sisenemisele ja juurutamisele ning pakub praktilist abi, samuti moderniseerimisvõimalusi, abivahendeid ja kasutajaaruandeid.

Rohkem infot

Miks on OPC UA kasulik?

Uwe Trosti ja Porsche Company läbi viidud uuring näitab aga, et Saksamaa tööstuses on veel palju järele jõudmist. Umbes 40% küsitletud ettevõtetest väidab, et ettevõtte andmete kvaliteet on ebapiisav või halb. Lisaks on võtmefiguuride teema igapäevases vabrikutöös praktiliselt ebaoluline, nii et 60% uuringus osalenud juhtidest on võtmefiguuridega rahul ja peaaegu pooltel neist puudub ettevõttes võtmefiguuride süsteem.

See süvendab muid probleeme:Suureneva tootmise automatiseerituse tõttu on inimeste üks olulisemaid ülesandeid taimede ja protsesside jälgimine. Automatiseeritud süsteemil on tavaliselt probleem, kui olukord on eriti keeruline. Sellistes olukordades on inimesed aga lihtsalt hämmingus, kuna neil pole täpsemat teavet hetkeolukorra kohta ja juhendajana tehtud töö tõttu on nad läbipaistvuse puudumise tõttu kaotanud võime mõista keerukat, automatiseeritud süsteemi. See tähendab, et inimesed ei saa enam oma järelevalvet vastavalt vajadusele teostada. Kaasaegsed kommunikatsiooniarhitektuurid, näiteks OPC UA, võivad pakkuda uusi võimalusi andmete hankimiseks, töötlemiseks ja visualiseerimiseks,sellest automatiseeritud sisemisest dilemmast ülesaamiseks.

Enne kommunikatsiooniarhitektuuri tutvustamist

Enne uue kommunikatsiooniarhitektuuri tutvustamist on oluline teada kehtivat nõuet. Infosüsteemi ülesanneteks on tehnilise ja organisatsioonilise teabe kogumine, töötlemine, transport ja säilitamine. Tootmissüsteemide toetamiseks kasutatakse tootmisega seotud IT-sid. Need integreerivad tootmises olevad tootmisprotsessid ettevõtte kõrgema taseme äriprotsessidesse. Infosüsteemide kategoriseerimiseks kasutatakse automatiseerimispüramiidihea võimalus, mis struktureerib tööstusliku tootmise kolmel erineval tasemel. Üksikasjaliku liigituse võib leida näiteks DIN SPEC 91 329 arhitektuuripildilt.

See skeem sobib sisemiste ja väliste süsteemide ning praeguste ja tulevaste teabeühenduste klassifitseerimiseks.

Mis on suhtlusprotokoll

MÕISTED

Kommunikatsiooniprotokoll on üldiselt „käitumisharjumused, mis kirjeldavad teenusepakkujate vahelise interaktsiooni kronoloogilisi järjestusi ja määratlevad vahetatavate sõnumite vormingud (süntaks ja semantika).”, Mille arhitektuuri kirjeldatakse niinimetatud võrdlusmudelite ehk spetsifikatsiooni abil.

Protokolliarhitektuuri tuntumad esindajad on ühendusteta edastusprotokoll Interneti-protokoll (IP) ja ühendusele orienteeritud transpordiprotokoll Transmission Control Protocol (TCP) ning ühendusteta transpordiprotokoll User Datagram Protocol (UDP), mis koos moodustavad TCP / IP-protokolli arhitektuuri.

Tootmise praegused suhtlusliidesed on kujundatud väga erinevalt. Arvutipõhise automatiseerimise kommunikatsioonistandardiks on OLE for Process Control (OPC), mis moodustab standardi automatiseerimissüsteemide ja protsessiandmete vaheliseks andmevahetuseks automatiseerimissüsteemide ja automatiseerimistehnoloogia protsesside juhtimistaseme vahel. Automatiseerimissüsteemi töötlemisandmed tehakse kasutajaprogrammile kättesaadavaks standardiseeritud viisil. Rakenduste tootjate poolt rakendatud OPC-kliendi abiga on nüüd võimalik pääseda juurde OPC-serveri protsessiandmetele ja kasutada ka OPC-serveri teenuseid. Spetsifikatsioon kirjeldab protsessi andmeid, sündmusi ja häireid.

OPC Unified Arhitektuur (UA) spetsifikatsioon on standard masin-to-machine ja PC-to-machine kommunikatsioon, mis on nii müüja ja platvormist sõltumatu. Suur erinevus eelkäijaga võrreldes on see, et OPC UA mitte ainult ei edasta protsessi andmeid, vaid suudab seda ka semantiliselt kirjeldada. Lisaks saab objekti mudeli abil integreerida tootmisandmed, alarmid, sündmused ja ajaloolised andmed ühte OPC UA serverisse. Lisaks saab realiseerida mis tahes objekti ja muutuja tüüpe ning nendevahelisi seoseid. Neid semantilisi andmeid kuvab server aadressialas. See niinimetatud infomudel pakub taimedele andmete esitamise võimalust objektorienteeritud modelleerimise paradigmade abil, andmetüüpe kirjeldatakse tüüpmudeli abil. Vastavad sõlmed tähistavad siis objekte, millega OPC UA funktsioonid on ühendatud.

Kokkuvõtlikult võib OPC-UA protokolli pidada oluliseks ja paindlikuks lüliks andmete hankimise taseme ja MES taseme vahel

Andmete kogumine

Põlluandmete kogumiseks on palju viise. Sisestusjõud väheneb sõltuvalt andmete hankimise automatiseerituse astmest, samas kui andmete täpsus tavaliselt suureneb. Täielikult automatiseeritud andmete hankimine eeldab aga suuremat paigaldamist. Seda tuleb integratsiooni eesmärgi saavutamiseks alati arvestada. Veelgi olulisem on saada üksikasjalik idee saadud masinaandmete kasutamise ja kavandatud kasutamise kohta.

OPC AÜ

Raamatu näpunäide: mida peate teadma OPC UA kohta

Kuidas rakendada uut suhtlusprotokolli

Tänapäeval uute kontseptsioonide jaoks kasutatavate klassikaliste automatiseerimissüsteemide rakendamine õnnestub ainult siis, kui lõppkasutaja valitakse kohast, kus ta praegu on. Ühelt poolt tähendab see, et uus lahendus peab vastama teatud miinimumnõuetele:

• Uuel arhitektuuril ja migratsioonistrateegial peab olema sama käideldavus ja töökindlus kui praegusel automatiseerimissüsteemil.
• Ränne ei tohi põhjustada suuremat riski töötajatele, süsteemile ega protsessile.
• Pärast migratsiooni peab süsteemi toimivus olema sama või isegi paranenud, seadme pikendatud kasutusiga, piisav häirete käsitlemine ja kasutajarühmaspetsiifiline teave kogu tootmise juhtimissüsteemi kohta.
• Eeldatakse, et teenusele orienteeritud arhitektuuride kasutamine võimaldab töö ajal dünaamilisi muudatusi ja konfigureerimist.

Teisest küljest tuleb välja töötada järkjärgulise ülemineku (migratsiooni) kontseptsioonid ja olemasolevate tehnoloogiate integreerimine olema võimalik. Ränne on enam-vähem aeganõudev protsess. Selle protsessi käigus võib olla mitu integratsioonitaset, ka erinevate tehnoloogiatega.

Uute infomudelite migreerimisel on soovitatav kasutada sissejuhatavat protsessi.

Õige projektimeeskonna valik

Infosüsteemide sissejuhatav projekt hõlmab tavaliselt palju erinevaid inimesi ja ametikohti. Oluline edutegur on projektimeeskonna koosseis. Planeerimise, hoolduse, ettevõtte IT ja hilisema operaatori töötajad peaksid tutvustusprotsessis koostööd tegema, et edaspidises juurutamises aktiivselt osaleda. Mida rohkem on protsessi kaasatud vastutavad töötajad, seda parem teave selle protsessi kohta on olemas ja seda saab projektis kasutada. Järgnevas projekti valimise, integreerimise ja kasutuselevõtu etapis tuleb projekti kaasata ka tarkvara- ja süsteemitarnijad.

Teadmised on konkurentsieelis

Hoidke end kursis: meie infolehe abil teavitavad elektrotechniku AUTOMATISUNGi toimetused teid esmaspäeviti, teisipäeviti ja neljapäeviti valdkonna teemadest, uudistest ja suundumustest.

Telli nüüd!

Kirjeldus

Infosüsteemide praeguse oleku kirjeldamiseks sobivad tehaste ja masinate olemasolevad dokumendid ning kõrgema taseme süsteemid, näiteks tootmissüsteem (MES) ja ettevõtte ressursiplaneerimine (ERP). Teavet praegu kasutatava sideprotokolli ja liideste kohta tuleks koguda ja määrata vastavatele tasanditele. Teised teabeallikad on keskmise pikkusega ja pikaajaline ettevõtluse IT-strateegia ja olemasolev tarnijate võrk. Lisaks peaksite varases staadiumis kontrollima kehtivaid seadmeid.

Lisaks tehnilistele piirtingimustele tuleb arvesse võtta ka korralduslikke ja majanduslikke aspekte. Sel eesmärgil tuleks olemasolevaid võtmefiguure või võtmefiguurisüsteeme vaadelda vastavalt andmemudeli olemasolevatele määratlustele ja nende piirangutele.

Sõnastage eesmärk

Uue infosüsteemi juurutamiseks on lisaks üldisele eesmärgile vaja ka detailsust ja alajaotust. Selleks saab välja töötada konkreetsed küsimused ja neile sobiva meetodiga vastata, näiteks World Cafe. Saadud vastused saab vastavalt teemadele kokku võtta ja arutada kogu projektimeeskonnas. Teine viis eesmärgi täpsustamiseks on arendada kasutajate lugusid. Kasutajalugu koosneb tavaliselt kolmest elemendist:

• lühikesed nimed,
• taotluse lühikirjeldus,
• mitmed aktsepteerimiskriteeriumid, mis väljendavad ja dokumenteerivad üksikasju ning aitavad selgitada, kas lugu on tõesti valmis.

Ideaalis töötatakse kasutajalood välja koos tarnijaga. See suurendab vastastikust mõistmist soovitud lahenduse üle. Nendes lugudes saab rolle määratleda ja veelgi täpsustada. Kasutajalugude kujundamise tulemuseks on üksikasjalik nõuete analüüs.

Hindamiskriteeriumid

Oluline abivahend otsuste toetamisel on võimalike lahendusvariantide või alternatiivide hindamine otsusega seotud kriteeriumide võrdlemisel. Otsustamise põhikriteeriumid on esitatud allpool, väites, et need pole täielikud. Kasutaja peab kriteeriume kaaluma ja laiendama oma äranägemise järgi.

Põhimõõtmed on: kontseptsioon (Kt), liidesed (Sch), tootlikkus (Prod), tuleviku turvalisus (Zs) ja lahenduse kulud (K). Eesmärk on objektiivne hindamine, mis põhineb üksikute lahenduste kvalitatiivsel ja kvantitatiivsel informatsioonil nii välistest kui ka enda lahendustest. Kui taotluse tulemused on kättesaadavad, mis on otsuse aluseks, tuleb tulemusi vastavalt usaldada. See aga ei tähenda, et otsuste tegemise õigsust ja usaldusväärsust ei tohiks kõigepealt kriitiliselt kahtluse alla seada.

Kuidas see edasi saab?

Artikkel näitas, millised piiritingimused peaksid infosüsteemi juurutamisel valitsema ning tutvustati protseduurimudelit. "OPC UA praktiline juhend", millest see artikkel pärineb, aitab OPC UA edasisel tutvustamisel.

Märge

Teema “OPC UA tutvustamine tootmisettevõtetes” on võetud raamatust “OPC UA praktiline juhend”. Spetsialistide raamat aitab kaasa OPC UA sisenemisele ja juurutamisele ning pakub praktilist abi, samuti moderniseerimisvõimalusi, abivahendeid ja kasutajaaruandeid.

Rohkem infot

OPC AÜ

Raamatu näpunäide: mida peate teadma OPC UA kohta

* M. Sc. Christoph Berger, Fraunhofer IGCV, Augsburg