Intro
Ausgangslage
Die Abteilung CDC in der Swisslog trägt die Verantwortung die Produkte immer auf dem Laufenden zu halten und mit dem Stand der Technik zu gehen. Die Herausforderung ist, da sich die Technik und der Markt stetig verändern. Der Bedarf, Daten von der SPS auf einem OPC UA Server freizugeben ist in der Swisslog vorhanden und die Umsetzung des Projektes eröffnet neue Möglichkeiten in Bezug auf Visualisierung und Datenauswertung. Dies wäre ein nächster Schritt in Richtung Industrie 4.0. Stand heute ist die Datenauslesung und Visualisierung beschränkt. Der Telegrammverkehr zwischen SynQ und SPS bestimmt, wie viele Daten hin und her gesendet werden können. Der SynQ sendet für jeden Platz auf einer Förderanlage ein IRQ an die SPS. Die SPS sendet ein ISR zurück für jede Anfrage, die der SynQ macht. Die ISR Daten nutzt der SynQ, um die Visualisierung der Anlage zu machen.
Sin und Zweck
Stand heute kommuniziert die Visualisierung mit der SPS mittels Telegramme. Die Visualisierung sendet in jedem Zyklus eine Anfrage, die in einem Telegramm verpackt ist (ARQ). Die SPS antwortet auf den Request mit einem (ISR) Telegramm. Die Visualisierung erstellt mit diesen Daten ein Live-Abbild der Anlage.
Mit der OPC UA Schnittstelle ist es möglich, alle Daten, welche die Visualisierung benötigt, als sogenannte Public Subscription (Pub Sub) bereit zu stellen. Die Visualisierung kann anschliessend alle benötigten Daten von einem OPC UA Server auslesen, ohne auf eine Antwort von der SPS zu warten. Gerade bei grossen und
schnellen Anlagen ist dies ein wesentlicher Vorteil. Beim Auslesen zusätzlicher Daten wie Motorumdrehungen oder TU-Daten würde man ausserdem viel Telegrammverkehr einsparen, da die Visualisierung dieser Daten nur bei Bedarf erfasst würden.
Vorgehen
OPC UA Server
Der OPC UA Server wurde direkt auf der SPS im TwinCat3 integriert und Eingerichtet. Mit einem zusätzlichen AddOn von Beckhoff (TF6100). In der SPS wurden die relevanten Daten für den OPC UA Server freigegeben.
Prototyp OPC UA Client
Für den Client mussten im ersten Schritt ein Stand Alone Prototyp Programmiert in Java werden. Hier zu wurde auf die Open Source Library von Milo zurückgegriffen. Der Prototyp kann sich mit dem OPC UA Server verbinden Daten im OPC UA Server Abonnieren. Der Client erhält bei jeder Änderung der Abonnierten Daten einen Eintrag.
Integration Visualisierung (SynQ)
Der Prototyp wurde in die Software vom SynQ Integriert. Es wurde zusätzlich die Option Programmiert, die es erlaubt zwischen den Beiden Varianten umzuschalten.
Auswertung mit Wireshark
Beide Varianten wurden mit dem Wireshark analysiert und Aufgenommen. Die Aufnahmen wurden miteinander Verglichen. Es konnte eine kleine Performance Verbesserung Festgestellt werden mit dem OPC UA.
Fazit
Das Potential der evaluierten Technologie ist gross zur Effizienzsteigerung der bestehenden Lösung sowie für die einfachere Visualisierung zusätzlicher Informationen.
