Dva izmed možnih ciljev Industrije 4.0 sta lahko centralizacija proizvodnih podatkov in povezovanje različne strojne opreme. Platforma KEPServerEX je knjižnica z gonilniki in vtičniki, ter predstavlja medij za centralizacijo različnih naprav in zagotavlja en vir podatkov za vse aplikacije avtomatizacije. S tem odgovarja prav na omenjena dva cilja Industrije 4.0.
Posledično bi doseganje omenjenih ciljev privedlo do ustvarjanja dodane vrednosti, višje produktivnosti in konkurenčnosti z zagotavljanjem podatkov v realnem času. Izzivi inženirjev avtomatizacije in IT službe so tako dokaj jasni. V primeru uporabe različnih strojev in komponent na ravni proizvodnega obrata (PLK krmilniki, roboti, servo pogoni, senzorji in podobno) se lahko pojavljajo različni komunikacijski protokoli, katere je ob zasledovanju ciljev koncepta Industrija 4.0 za medsebojno komunikacijo potrebno ustrezno prevesti oziroma spojiti. Na naslednji stopnji je cilj pridobljene podatke prenesti na višje nivoje podjetja za odločanje. Inženirji kakovosti, vodje proizvodnje in posamezniki iz vodilnih ravni podjetja, potrebujejo dostop do podatkov v realnem času preko MES sistemov, SCADA nadzornih sistemov in ostalih »Big Data« ter analitičnih orodij. Dostopnost podatkov v realnem času omogoča izboljšavo procesov, povečanje produktivnosti, pot do boljših odločitev in konkurenčnosti. Izziv se nahaja tudi v zagotavljanju dostopa do podatkov v realnem času.
Izzive na področju komunikacije na ravni proizvodnje je mogoče še nadalje razčleniti:
- različne in starejše naprave so nezmožne medsebojne komunikacije ali povezave na poslovni sistem podjetja,
- uporabniki morajo kupiti, namestiti, se naučiti uporabljati, vzdrževati in odpravljati težave večih komunikacijskih rešitev, ki so različno kompleksne,
- »Big Data« in IoT platforme se morajo na industrijske nadzorne sisteme povezovati oddaljeno in na varen način,
- podatki so lahko slabe kvalitete, zastareli ali pa izgubljeni, ter
- komunikacijski mediji med različnimi viri podatkov so pogosto nezanesljivi.
Razvijalec komunikacijskih rešitev Kepware je eden izmed vodilnih na področju programskih rešitev za povezovanje različnih naprav v avtomatizaciji, programskih aplikacij in centralizacije podatkov ter omogoča koncept Industrije 4.0 in IIoT. Platforma KEPServerEX kot glavni produkt z več kot 150 gonilniki naprav, klientov in vtičnikov omogoča povezovanje naprav vseh bolj znanih dobaviteljev strojne opreme (Mitsubishi Electric, Allen Bradley, Omron, Schneider, Siemens in ostali) in industrijskih iniciativ (MTConnect, DNP3, IEC 61580/60870 in BACnet).
Platforma KEPServerEX nudi gonilnike, kliente in vmesnike za najrazličnejšo strojno opremo ter industrijske protokole/iniciative na proizvodni ravni. Za odločanje na višjih ravneh nudi hkratno povezovanje klientom ERP, MES, HMI, SCADA, »Historian«, »Big Data« in IoT platformam.
Glavne lastnosti platforme KEPServerEX lahko strnemo v 6 kategorij:
- povezljivost – KEPServerEX nudi širok nabor gonilnikov in vtičnikov, ki podpirajo aktualne in stare naprave industrijske avtomatizacije. Gonilniki podpirajo različno žično in brezžično povezana omrežja, vključujoč Ethernet, serijske in lastne protokole ter različne telemetrijske medije. KEPServerEX nudi povezljivost za baze podatkov, programske aplikacije po meri, OPC strežnike, ter podpira simulacijo za implementacijo in testiranje pred dejansko uporabo.
- optimizacija – platforma optimizira komunikacijo, obremenitev omrežja in naprav z zmanjšanjem obsega podatkov, uravnoteženjem obremenitve ter optimizacijo komunikacije specifičnih protokolov. Platforma omogoča povezovanje »Machine-to-Machine« in redundanco.
- združevanje – platforma maksimizira podatkovne aplikacije s podporo povezovanja večih virov podatkov in nudi informacije večim aplikacijam preko enotne arhitekture. Tako združevanje izloča potrebo po nabavi, uporabi in vzdrževanju raznolikih aplikacij za vzpostavitev ločenih povezav.
- dostopnost – KEPServerEX nudi dostopnost do komponent vodilnih proizvajalcev opreme za avtomatizacijo, »Big Data« in analitične programske opreme preko OPC, lastnih in IT protokolov (vključujoč MQTT, REST, ODBC in SNMP). Arhivirani podatki so dostopni preko OPC standardov in dnevnika trendov.
- varnost – orodja znotraj platforme razširjajo zmožnosti administratorja pri nadzoru pristopa uporabnika in urejanju pravic iskanja/branja/pisanja za varno komunikacijo podatkov. Platforma omogoča številne standarde klienta – SNMP, OPC in HTTPS za nadaljnjo omejevanje pristopa k strežniku, kot tudi število varnih protokolov naprav za izpolnjevanje zahtev DNP3, SNMP in OPC UA baz podatkov.
- diagnostika – platforma nudi robustno diagnostiko za enostavno odpravljanje težav pri napravah in komunikaciji v aplikacijah.
Platforma KEPServerEX je uporabna tudi v proizvodnjah, kjer se pojavljajo zastareli stroji (stari več desetletij). Starejši stroji so bili zasnovani še pred uporabo interneta in mnogo pred oznanitvijo koncepta Industrije 4.0, možno pa je tudi, da niti ne slonijo na standardiziranih komunikacijskih protokolih. Taki stroji so pravzaprav komunikacijsko »izolirani« in nezmožni povezovanja v arhitekture, kjer se podatki delijo med napravami, o čemur govori Industrija 4.0. Stare stroje je mogoče zamenjati z novimi, ki so podprti z naprednimi komunikacijskimi zmožnostmi, a ta možnost predstavlja visoke investicijske stroške. Druga možnost je posodobitev in nadgraditev v stroje, ki so zmožni komuniciranja z drugimi napravami. Taka posodobitev je mogoča z uporabo IoT vmesnikov (industrijski modemi in pretvorniki), IoT platform (npr. KEPServerEX), OPC strežnikov in ostalih komponent, ki omogočajo prenos podatkov iz stroja v višje nivoje podjetja (in obratno). Slednje možnosti omogočajo hitro implementacijo in zagon.
Platforma KEPServerEX z bogato knjižnico gonilnikov, vtičnikov in klientov predstavlja medij za centralizacijo različnih naprav, zagotavlja en vir podatkov za vse aplikacije avtomatizacije ter tako zmanjšuje število komunikacijskih poti. Preko intuitivnega uporabniškega vmesnika uporabniku omogoča povezovanje, upravljanje, prikazovanje in nadzor različnih avtomatizacijskih naprav (PLK-jev, RTU enot, senzorjev in programskih aplikacij). Prednost podjetij, ki sledijo konceptu Industrije 4.0, se bo v prihodnosti najverjetneje kazala v postopnem povečevanju produktivnosti, večjemu razpoložljivemu času naprav in učinkovitosti. Platforma KEPServerEX je lep primer komunikacijskega vmesnika v konceptu Industrija 4.0, ki vodi do zagotavljanja podatkov v realnem času na odločevalno raven in doseganje širših ciljev podjetja.
Članek je povzet iz:
Connectivity platform for industrial automation and the interner of things, PTC Inc., 2016.
Manufacturing, Communication Solutions for Industrial Automation and Control, PTC Inc., 2016.
Merging Legacy Equipment with the Industrial Internet of Things: Three Approaches for Integrated Data, Jeff Bates, PTC Inc., 2018.
Več informacij o rešitvah Kepware pri pooblaščenemu zastopniku INEA RBT d.o.o.
Inea RBT d.o.o.
Stegne 11, 1000 Ljubljana
Tel.: 01 513 81 00
E-pošta: info@inea-rbt.si
www.inea-rbt.si
