Теми 21 септември 2020 г.
Цифровизирани и независими с MTConnect

Преходът към цифровизация изисква засилена работа в мрежа между отделните компоненти, машини, производствени съоръжения и дори компании. Постепенно производителите оборудват своите машини с възможности за обмен на информация.

И все пак много машини, които понастоящем се използват в преработвателната промишленост, все още функционират като изолирани единици. Като максимум машините имат достъп до сензори за измерване на температури, зададени стойности и времена на цикли. Те обаче нямат възможност да предават тези ценни данни. По този начин цифровизацията може да приключи още на ниво машина,

Вашите предимства с MTConnect:

Цифровият интерфейс MTConnect за контролерите WAGO PFC100 позволява работа на машините в мрежа, с помощта на стандарт за свободно ползване с отворен код.
MTConnect е универсален цифров интерфейс, базиран на прост ETHERNET стандарт, така че да може лесно да се интегрира в съществуващите машини.
Тази проста концепция дава възможност на компаниите със сложни машини и процеси да цифровизират без усилия производствената си среда.

Това противоречи на основната философия на Индустрия 4.0: „Съберете и използвайте данните, за да направите процесите по-ефективни, да произвеждате с максимална ефективност и с това да си осигурите предимства пред конкуренцията.“ Това означава, че Индустрия 4.0 може да функционира само ако цялата необходима информация е налице в точното време. Възможността да се следи, регулира и контролира всеки аспект на производствената среда в реално време става все по-важен. Машините трябва да могат да комуникират помежду си и със системи от по-високо ниво. Поради тази причина подходите, които се стремят към общ стандарт за комуникация, стават все по-разпространени.

Единен машинен език?

Въпреки че идеята за единен машинен език звучи лесно и логично, има само няколко конвенционални подхода към нейното осъществяване. Те обаче често са трудни и скъпи за изпълнение. Например ако дадена машина вече разполага с модерен контролер, софтуерът може да бъде променен, така че важните данни да могат да се изпращат по мрежата. Софтуерът на контролера обаче трябва да бъде програмиран от софтуерни специалисти, което звучи скъпо и отнемащо много време – защото наистина е така.

Много машини, много решения

Друг подход е всяка машина да се оборудва с индивидуално проектирано приложение, за да бъде наблюдавана. Въпреки това, ако в производствената среда има множество машини и за всяка отделна машина е необходимо специфично приложение, тогава разработването на всички тези приложения може да се окаже изключително трудоемко. Освен това всяко приложение изисква индивидуална поддръжка и документация. Има ли по-лесно решение за откриване и обработка на данни от различни типове машини с цел да се реализират концепциите на Индустрия 4.0? Универсален, стандартизиран машинен език?

Решения на пазара

Единен машинен език в действителност никога не е съществувал. В Германия и Европа компаниите често разчитат на OPC UA като конвенционален M2M протокол за комуникация в промишленото производство за онези случаи, при които е важно да се открият данни от различни видове машини и да се преобразуват данните в информация. В Северна Америка вече десет години се използва друг, много интересен стандарт: MTConnect. Основите за проекта бяха поставени през 2006 г.на годишната среща на Асоциацията за производствени технологии (AMT е американската организация, която съответства на германската VDMA). По това време основният проблем в промишленото производство все още е липсата на единен език за комуникация между обработващите машини и останалите системи в производствената линия. Първият стандарт за записване на всички данни от машината на съподчинено ниво компания е създаден през 2008 г., MTConnect 1.0. Институтът MTConnect е основан през следващата година и е посветен на разработването на стандартен език.

Откриване, превеждане и показване на ниска цена

Машините за наблюдение могат да открият и да докладват редица проблеми, преди да настъпят скъпо струващите повреди. Наблюдението предоставя конкретни данни за времната на циклите, а също така подпомага планирането и логистиката. Ето тук се намесва MTConnect: като позволява на компаниите да визуализират работните потоци в производствените среди, което допълнително им позволява да оптимизират процесите, да откриват потенциал за икономии и да предприемат необходимите мерки въз основа на информацията, която получават. Стандартът за свободно ползване с отворен код използва доказани интернет протоколи за трансформиране на данните от производственото оборудване в стандартизиран формат. По принцип данните, получени от машините, се предоставят на приложение, което на свой ред превежда данните в разбираеми показатели, което в крайна сметка позволява дистанционно наблюдение на състоянието и дейността на машината.

Адаптер, агент и приложение

Стандартът MTConnect описва три компонента: адаптер, агент и приложение. Адаптерът записва данните за машината, стандартизира ги и ги предава на агента. Агентът следва предписан XML метод, който организира данните в стандартен формат, без значение какъв е вида на наблюдаваната машина. Агентът буферира данните и след това ги препраща към приложението при поискване. След това приложението съхранява данните в база данни и може да ги покаже по начин, по който хората могат да ги разберат. Теоретично адаптерът и агентът могат да бъдат използвани и отделно един от друг в решение от типа „само агент“. Диаграмите или таблиците се използват за представяне на изходните данни от машините по начин, по който лесно се разбират от потребителите.

Цифров интерфейс за безпроблемна комуникация

По този начин MTConnect може да се разглежда като универсален, цифров интерфейс. Тъй като се основава на прост ETHERNET стандарт, той може лесно да бъде интегриран в съществуващите машини без прекъсване на производствения процес. Това решение предоставя стандарт за общо ползване с отворен код, който записва информация от данните, която на свой ред може да препраща към анализиращ софтуер. MTConnect може да бъде интегриран във фабрики като интерфейс и да свърже устройството за събиране на данни към приложението, което на свой ред да го свърже към HTML уебсайт и впоследствие да сравни ефективността на това съоръжение с други. Използвайки тази проста концепция, компаниите със сложни машини и процеси могат лесно да цифровизират своята производствена среда.

Контролерите WAGO PFC100 вече включват MTConnect

Много машини не са оборудвани да се свързват директно с адаптера и агента на MTConnect. По тази причина WAGO разработи цифров интерфейс за контролера PFC100, който позволява безпроблемна трансформация в цифрова производствена среда. Този всеобхватен цифров интерфейс управлява промишлена входна система PFC100, в която вече са включени адаптери и агенти на MTConnect. Физически, тя е представена под формата на SD карта, която просто се вкарва в предвидения за нея слот на PFC100. Не се изисква програмиране. Данните за машината, като сигнални колони, консумация на енергия, скорости на двигателя или други подобни, могат лесно да бъдат преглеждани. Входните данни се конфигурират чрез уеб браузър и се анализират в реално време. Единственото допълнително изискване е софтуерно приложение, което може да преобразува данните в разбираеми диаграми или таблици. Въз основа на визуализираните данни компаниите могат да наблюдават, проследяват и оценяват общата ефективност на производствената си среда и в крайна сметка да подобряват икономическите си резултати.

Защита от неупълномощен достъп

MTConnect е стандарт само за четене. Това означава, че информацията се събира и се транспортира до контролното ниво, където да бъде оценена. Контролното ниво обаче не изпраща никаква информация на отделните машини. За разлика от OPC UA, MTConnect не отговаря на определени правила за ИТ сигурност. Това води както до предимства, така и до недостатъци. Все пак чрез използването на контролера PFC100 пропуските могат да бъдат лесно и сигурно отстранени, тъй като контролерът вече криптира всички данни от производствената среда и го пренася на контролно ниво чрез защитена връзка OpenVPN или IPsec. По този начин стандартът MTConnect и цифровият интерфейс за WAGO PFC100 представляват интересно решение за компании, които действат активно на северноамериканския пазар. В момента WAGO поддържа MTConnect Standard 1.3.

Текст: Бенджамин Бьом, Джулия Гробе | WAGO

Снимка: WAGO

WAGO в действие

Повече за Индустрия 4.0

Стандарти, модулност и прогнозна поддръжка: Открийте нови теми и решения за следващото поколение в преработващата промишленост.

smartDATA

От проектирането до завършения проект

Прозрачността на данните по цялата верига на добавената стойност намалява разходите. За да поддържа хоризонталната интеграция, WAGO предлага smartDATA Engineering.

Интервю

Адаптивно производство

Единните стандарти помагат за структуриране на процесите и комуникацията. Д-р Тобиас Фойгт от Мюнхенския технически университет разкрива как.

Вашето лице за контакти във WAGO!

Централен офис

Предложения за допълнителни услуги:

Препоръчителна информация

Повече от областта на технологичните процеси

Независимо дали става въпрос за модулната автоматизация на процесите, защитата от експлозии, киберсигурността или Процес 4.0 – WAGO предлага решения за всяко предизвикателство, пред което се изправя индустрията.

Взривозащита

Знанията, които помагат

Хора, околна среда и процеси: Защитата срещу експлозии има приоритет и изисква опитен партньор, който да ви даде ефективен съвет. WAGO е тук, за да ви помогне.

Модулна процесна автоматизация

Бъдещето DIMA

Концепциите за модулните системи са решението за непрекъснато променящите се пазарни изисквания. WAGO ви подкрепя в процеса ви на развитие.

Теми 21 септември 2020 г. Цифровизирани и независими с MTConnect