Übersicht: Was ist das. Ziele. Wer steckt dahinter. Wie funktioniert das. Einsatzszenarien. Diagnosen, Maschinenbedienungen

Was sind EuroMAP, UMATI, TMC, UA Robotik, PackML und MachineVision

EuroMAP ist ein Standard im Schwerpunkt für die Kunststoff und Gummiindustrie. Entsprechende Maschinen und Anlagen sind häufig, ein Beispiel ist die Reifenindustrie. Die aktuellen Versionen basieren auf OPC UA. Es gibt unterschiedliche Spezifikationen die sich alle ergänzen. Im Jahr 2019 sind EuroMAP 77, 82 und 83 aktuell.
UMATI steht für Universal Machine Tool Interface. Die Idee stamt von der VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) Organisation. Es wird eine neutrale Schnittstelle zu aktuellen IT Systemen geboten.
PackML ist ein Standard für die Verpackungsindustrie. Es ist eine neutrale Schnittstelle für Verpackungsmaschinen fest. Die Organisation OMAC (Organization for Machine Automation and Control) betreut den Standard. Der Standard legt auch OEE Funktionen fest.
TMC steht für Tobacco Machine Communication. Dieser Standard wird wie der Name das bereits sagt in der Tabakindustrie eingesetzt. Unterstützer sind Japan Tobacco International British American Tobacco Imperial Tobacco Group Philip Morris International	(kein Logo)
BACnet für die Gebäudeautomatisierung. Alarme, Ereignisse und komplexe Elemente wie Trend mit Trend History. Die Asshare Vereinigung treibt den Standard voran.
UA Robotics defines neutral interfaces to industrial robots in production environments. It comes from a working group of VDMA and the OPC Foundation.	(kein Logo)
UA Robotics legt neutrale Schnittstellen zu Robotern fest. Es stammt von einer Arbeitsgruppe von VDMA und der OPC Foundation.	(kein Logo)
MachineVision führt die Bild und Mustererkennung für Maschinen zusammen. Dahinter stecken mehrere Vereinigungen AIA (Automated Imaging Association) Organisation und der Hersteller Cognex Der Industrieverband VDMA mit VDMA MV (Machine Vision) EMVA (European Machine Vision Association) CMVU (China Machine Vision Union) JIIA (Japan Industrial Imaging Association)	(kein Logo)

In diesen Artikel werden alle diese Dinge "UA erweiterter Industriestandard" genannt. Im Rahmen von Industrie 4.0 sind solche neutralen Schnittstellen wichtig.

Die Ziele dieser UA Industriestandards

Das Hauptziel ist eine standardisierte Behandlung aller Anforderungen die aus Sicht der Kommunikation und Konfiguration für die Maschinen. Im Rahmen von Industrie 4.0 ist es besonders wichtig gemeinsame Schnittstellen zu haben. Das betrifft die Anbindung an überlagerte Systeme wie Produktionsplanungen. Es deckt auch die Maschinenbedienung mit ab.
Diese Dinge werden angeboten:

• Identifikation der Maschine mit sprechenden Namen und einer selbsterklärenden Schnittstelle
• Kontrolle der Maschine für interaktive Bedienung und Feinplanung
• Produktverfolgung, Jobverwaltung, Auftragsverwaltung
• Daten für die Qualitätsverwaltung
• OEE Funktionen wie Kostenkontrolle, Energieeffizienz

Es ist mit diesen Schnittstellen z.B. einfach und gut standardisiert Bedienpanels einzurichten. Die Anbindung an überlagerte Produktionsplanungssysteme wie MES und ERP wird einfacher, im Idealfall ist sie immer gleich.
Die SCADA Hersteller sind auch im Boot. Im Markt zeigt es sich das aber eher neuere - oft webbasierende - Systeme für diese Standards offen sind. Immer mehr SCADA Hersteller bieten Standard Bedienseiten die schnell an eine Maschine angepasst sind.
Mobile Bediengeräte spielen ihre Stärken damit aus, sie nutzen nur den Webbrowser. Individuelle App Entwicklungen entfallen..
Wichtig ist das auch der Lernaufwand zur Bedienung der Maschinen sinkt. Eine gleiche Bedienung für Maschinen mit ähnlichen Aufgaben erreicht das.

Wer steckt hinter diesen Standards

Das sind alle namhaften Hersteller und Nutzer von Maschinen. Der Industrieverband VDMA setzt das gemeinsam mit den Anbietern von Maschinen, IT Firmen und Systemintegratoren um. Zusätzlich ist die OPC Foundation eingebunden, alle Standards sind auch dort verfügbar. Es gibt Bestrebungen mit Anbietern anderer Weltregionen die Standards abzustimmen.

Funktionsweise

Vielen - wenn nicht allen - Maschinen ist gemeinsam sehr ähnliche Aufgaben zu haben. In Kunststoffmaschinen gibt häufig Heizzonen, Preßzonen, Abkühlzonen. Eine Heizzone hat einen oder mehrere Temperaturverläufe. Natürlich kann es mehrere Heizzonen geben. Das gilt auch für alle anderen angebotenen Daten und Strukturen. EuroMAP kennt so ein Modell für eine Heizzone. Dieses Modell wird für mehrere Heizzonen einfach mehrfach verwendet - der Techniker sagt "abgeleitet" oder "instanziert". Die Basisdaten einer Heizzone mit allen Details ist in EuroMAP beschrieben. Natürlich müssen nicht alle diese Elemente auch verwendet werden, das wird beim Einrichten beim Maschinenbauer festgelegt. Zur Laufzeit der Maschine treten unterschiedliche Bedingungen ein. Für alle diese Bedingungen gibt es Meldeelemente (Events), Statuselemente und auch Fehlerelemente. Mit dieser genauen Festlegung ist eine einfache und standardisierte Datenübergabe zwischen den Maschinenteilen und dem Rest der Anlage deutlich einfacher als bisher.

Es können auch einfach mehrere Produktionsjobs an eine Maschine übergeben werden. Diese werden dann nacheinander abgearbeitet. Die Jobverwaltung ist eine Funktion vieler UA Industriestandards. So sind z.B. Nachtschichten ohne Personal relativ einfach umsetzbar.

Funktionsweise mit Tani PLC Engine Collect

Mit der Tani PLC Engine Collect bringen Sie kostengünstig und einfach diese UA Industriestandards in Ihre Maschine. Auf der OPC Seite wird der Industriestandard komplett abgebildet. Auf der Maschinenseite werden die ganz normalen und auch bisher verfügbaren Dinge genutzt. Die Tani PLC Engine Collect übernimmt die Funktionen die der UA Industriestandard erfordert.

Variablen, Funktionen und Ereignisse die über OPC benötigt werden, können Sie auf mehrere Weisen nutzen:

• Direkte Zuweisung von OPC Variablen auf SPS Variablen. Bei einer 1:1 Zuweisung ist das der schnellste Weg.
• Reicht das nicht so kommen die Logiktabellen ins Spiel. Eine OPC Variable wird in Logiktabellen auf mehrere SPS Variablen verteilt, SPS Daten werden zusammengefasst und auch umgerechnet bevor die an OPC weitergegeben werden.
• Programmaufrufe - im Fachjargon RPC Calls genannt - werden ebenfalls von den Logiktabellen abgearbeitet. Der Programmaufruf stellt die Eingangsdaten. Ist das Programm fertig so werden die Ergebnisse in die Ausgangsdaten geschrieben.
• Ereignisse - auch Events genannt - werden ebenfalls von den Logiktabellen erstellt. Tritt die vorgesehen Bedingung ein so wird das Ereignis versendet.
• Natürlich kann das beliebig gemischt werden. Einfach zuweisen so oft das geht, der Rest nutzt Logik.
• Bietet eine eingebaute Steuerung Teilmengen der UA Industriestandards so werden diese Dinge direkt weitergeleitet.
• PLC Engine Collect bietet auch die Auftragsverwaltung, auch Job Management genannt. Das wird wichtig wenn eine Maschine z.B. in der Nachtschicht nacheinander die Produktionsjobs abarbeiten soll.

Auch große Aufgaben können so einfach realisiert werden. Ein Eingriff in das Programm der Steuerung ist selten oder nie notwendig.

Einsatzszenarien

Der UA Industriestandard kann im Prinzip direkt in die Maschine einprogrammiert werden. Häufig ist es aber einfacher marktgängige Steuerungen und standard Maschinenelemente zu wählen. In der Maschine sind das dann Standard Regelantriebe und Standard Steuerungen und marktgängige Sensoren. Die Tani Lösung ist genau dafür gebaut. Das seit längerer Zeit am Markt befindliche Produkt PLC Engine Collect mit den Logiktabellen setzt die im OPC UA Server vorhandenen Strukturen und Funktionen auf die Steuerungen und Sensoren der Maschine um. Da PLC Engine Collect alle marktgängigen Steuerungen direkt unterstützt können auch existierende und ältere Anlagen problemlos erweitert werden. Das bringt durchgängig den Industriestandard an die Anlage.

Diagnosen für die Inbetriebnahme

Tani legt sehr viel Wert auf Diagnosen um die Inbetriebnahme der Maschine zu vereinfachen. Das erleichtert auch im Stillstandsfall die Fehlersuche.
Ein schneller Weg ist es alle Elemente des betroffenen Maschinenteils anzuzeigen. Die sprechenden Namen der Elemente erleichtern es schnell die richtigen Elemente zu betrachten. Zusätzlich wird bei jedem Element angegeben wann der Wert die letzte Änderung erfahren hat. Bei Ereignissen wird ebenfalls das letzte Vorkommen angezeigt.
Für Effekte die erst zur Laufzeit auftreten stellt PLC Engine Collect Logger bereit. Damit können wahlweise alle Abläufe mitgeschrieben werden. Zum besseren Eingrenzen können auch nur bestimmte Programmteile mitgeloggt werden. Es gibt auch einen Logger Ausgabebefehl in den Logiktabellen der nur dann kommt wenn er gerufen wird.

Maschinenbedienungen

Das ist ein Kernziel von UMATI. Die anderen UA Industriestandards enthalten aber auch genaue Schnittstellen die eine neutrale Bedienung vereinfachen. Moderne SCADA und Visualisierungssysteme unterstützen OPC UA. Ältere OPC DA Programme setzt der Tani OPC UA Tunnel kostenfrei auf OPC UA um. So können auch seit langem bestehende SCADA Systeme weiter genutzt werden.