„Die OPC-UA-Schnittstelle“

Optimierte Fertigungsprozesse und höhere Auslastung

Für die digitale, vernetzte Produktion und Herstellung nach dem Industrie-4.0-Prinzip sind große Mengen aussagekräftiger und jederzeit verfügbarer Daten unerlässlich. Sie bilden die Basis für die Optimierung von Fertigungsprozessen, die Erhöhung der Auslastung und die Minderung von Stillstandzeiten. Auch Störfaktoren lassen sich so schnell und effizient erkennen und beheben. Bei der Otto Bihler Maschinenfabrik werden die Maschinendaten über die VC1-Steuerung erfasst und über die Bihler OPC-UA-Schnittstelle bereitgestellt.

OPC UA steht für „Open Platform Communications Unified Architecture“ und ist ein standardisiertes, gesichertes Kommunikationsprotokoll für die Machine-to-Machine-Kommunikation und die industrielle Automation. Die Lösung wurde von der OPC Foundation als global agierende Non-Profit-Organisation entwickelt und stellt neben einfachen Schnittstellen ein einheitliches Nachrichtenformat bereit. Bei der Otto Bihler Maschinenfabrik ist die OPC-UA-Schnittstellenfunktion seit Ende 2018 verfügbar. Die Schnittstelle ist in jeder VC1-Steuerung enthalten und wird kundenspezifisch aktiviert. Über die Schnittstelle lassen sich einerseits Maschinendaten auslesen, die dann an Analyse- und Auswertungssysteme beim Kunden übermittelt werden. Andererseits können im Zuge der Auftragsverwaltung auch Daten von einem externen System an die Maschine gesendet werden, die – nach Aktivierung durch den Maschinenbediener – den entsprechenden Fertigungsauftrag dann ausführt.

Die Bihler-OPC-UA-Schnittstelle ist in jeder VC1-Steuerung enthalten. Über den mGuard als Router mit Firewall ermöglicht sie das Auslesen von Maschinendaten, aber auch die Übermittlung von Fertigungsauftragsdaten.

Über die OPC-UA-Schnittstelle lassen sich sämtliche Daten zum Auftrag, zum Maschinenstatus sowie Stör- und Warnmeldungen in Echtzeit bereitstellen.

Gesicherter Austausch

Die spezifizierten VC1-Maschinendaten werden vom Bihler-internen OPC-UA-Server bereitgehalten. Die VC1-Steuerung fungiert hier als OPC-UA-Client. Über den mGuard, einen Router mit Firewall, gelangen die Daten ins Kundennetzwerk. Der Router stellt sicher, dass der Datenaustausch zwischen Kunde und Bihler nur über die dafür definierten Ports erfolgt und der Rest des Systems geschützt ist. Auf die gleiche Weise ist die Datensicherheit auch beim Bihler Remote Service gewährleistet. Um die Maschinendaten auslesen zu können, ist ein OPC-UA-Client erforderlich. Dieser Kunden-OPC-UA-Client ist in vielen Standard-MES- oder -ERP-Systemen vorhanden. Kunden, die eine eigene Software verwenden möchten, können den OPC-UA-Client auch selbst einbinden oder programmieren. In jedem Fall erfolgt die Authentifizierung über Sicherheitszertifikate oder via Benutzer und Passwort. Die Daten werden sicher mit der Methode Basic256Sha256 übertragen.

Steigerung um 30 Prozent

Die Menge der verfügbaren, über die Bihler OPC-UA-Schnittstelle bereitgehaltenen Maschinendaten ist enorm. So sind Informationen rund um den aktuellen Auftrag ersichtlich, ebenso wie Daten zum Maschinenstatus. Daneben können online in Echtzeit alle Störungen und Warnungen angezeigt werden, ebenso wie natürlich spezifische Messwerte der Anlage. Die Daten erlauben die detaillierte Kontrolle wichtiger Prozessparameter, lassen mögliche Probleme bei bestimmten Bauteilen erkennen und zeigen auch eventuelle Schwächen in der Organisationsstruktur beispielsweise beim Übergang von einem zum nächsten Auftrag auf. Schwierigkeiten in der Zuführtechnik lassen sich so schnell in den Griff bekommen, ebenso wie etwa Achsüberlastungsstörungen durch schwankende Materialbandqualitäten. In der Praxis konnten Bihler-Kunden so ihre Produktionseffizienz bereits erfolgreich um bis zu 30 Prozent steigern.