Budete naslouchat tomu, co vám stroje říkají?

-- 25.04.10 21:24

Se zařízením MTConnect se obráběcí stroj chová jako webový server a sdílí informace o sobě samém. Nadcházející standard rozhraní OPC-UA doplňuje funkčnost řízení.

Moderní průmyslová zařízení jsou velmi inteligentní a jejich interní výpočetní výkon je srovnatelný se špičkovými servery. Tato zařízení mohou provozovat stovky řídicích smyček, denně sbírat megabajty dat, mít zabudované rozhraní HMI a přístup k síti Ethernet. Avšak mnoho inteligentních zařízení nesdílí své informace snadno. Dodavatelé jedné třídy průmyslových zařízení, obráběcích strojů, pracují na změně této situace. Obráběcí stroje jsou zařízení, která vyřezávají a tvarují kovové obrobky, a patří k nim soustruhy, frézy, obrážečky, srovnávačky, stojanové vrtačky a pomocná zařízení pro měření, přesun obrobků a nasazování a snímání obráběcích nástrojů.

Tato zařízení jsou často součástí montážního procesu a u mnoha výrobních procesů jsou úzkým hrdlem. Proto se vynakládá značné úsilí na to, aby byly nástroje používány a byly v provozuschopném stavu. Za tímto účelem výrobci obráběcích strojů a koneční uživatelé spolupracují prostřednictvím institutu MTConnect (www.mtconnect.org) na definování standardního rozhraní. Institut MTConnect rovněž pracuje na specifikacích rozhraní pro připojené roboty, kalibrační zařízení a adaptéry. Obráběcí stroje v sobě uchovávají informace o svém současném stavu, využití energie, rychlosti otáčení, pozicích a režimech řídicího počítače. Specifikace institutu MTConnect definuje standardní model pro identifikaci těchto informací a přístup k nim.

V modelu institutu MTConnect obsahují zařízení určité součásti (jako jsou informace o napájení, stavu řídicího prvku a údaje o ose), tyto součásti mohou obsahovat další prvky (jako je osa obsahující tři směry) a prvky obsahující datové položky (jako je poloha). MTConnect používá pro rozhraní model REST, což je zkratka pro přenos reprezentativního stavu (Representational State Transfer). Jde o odlehčený protokol rozhraní využívající služby http GET. V modelu REST zařízení obsluhuje pouze jednotlivé požadavky a je odpovědností klientské aplikace uchovávat případné informace o relaci nebo transakci. V současné specifikaci  MTConnect, verzi 1.0.1, jde o rozhraní určené pouze pro čtení. Obráběcí stroj se chová jako webový server a na požadavky HTTP GET odpovídá souborem XML.

Klientská aplikace nebo klientský skript mohou vydávat tři základní požadavky:

• součásti a datové položky pro zařízení (příkaz „probe“ (sondování)),

• snímek posledních hodnot datových  položek zařízení (příkaz „current“ (aktuální hodnoty)) nebo

• historické vzorky a události uložené v zařízení (příkaz „sample“ (vzorek)).

K dispozici ke stažení je vývojová sada MTConnect C++ Agent SDK, který usnadňuje implementaci rozhraní MTConnect. Integrace rozhraní MTConnect do průmyslové nebo obchodní sítě je jednoduchá, protože využívá pouze standardní porty a protokoly HTTP. I když je získávání informací z obráběcích strojů cenné, je rovněž důležité, aby nástroje bylo možno řídit a konfigurovat jako součást celkové výrobní strategie. Model REST však neposkytuje snadnou podporu zabezpečení, řízení stavu, časové synchronizace a publikování událostí.

Pro řešení těchto otázek institut MTConnect rovněž spolupracuje s organizací OPC Foundation (www.opcfoundation.org) na vývoji rozhraní OPC-UA využívajícího model zařízení MTConnect. Rozhraní OPC-UA (Unified Architecture) vychází z modelu rozhraní SOAP (Simple Object Access Protocol). I když je rozhraní OPC-UA složitější než model REST, poskytuje funkčnost, kterou nelze snadno implementovat pomocí rozhraní REST. Konkrétně rozhraní OPC-UA poskytuje robustní model zabezpečení a obvyklé metody pro stahování programů a parametrů zařízení v rámci širšího programu řízení základní řídicí úrovně.

Vývojové sady ANSI C a Java SDK jsou dostupné na adrese www.opcfoundation.org a usnadňují implementaci klientů a serverů OPC-UA. Rozhraní MTConnect je k dispozici již nyní. S podporou konečných uživatelů je možné, že bude standard rozhraní OPC-UA/MTConnect k dispozici již v roce 2010. Využíváte-li ve svém výrobním procesu obráběcí stroje a chcete-li je připojit k vašim širším strategiím řízení na základní výrobní úrovni, podívejte se na technologie MTConnect a OPC-UA, které mohou vyřešit vaše problémy s připojením.

Ce

Dennis Brandl je prezident společnosti BR&L Consulting se sídlem v Cary v Severní Karolíně.

Autor: Denis Brandl