Druckluftsysteme

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Die OPC UA-Arbeitsgruppe Druckluftsysteme, die seit Anfang 2019 aktiv ist, erarbeitet derzeit einen ersten Entwurf einer Spezifikation. Ein wissenschaftliches Projekt mit der TH Köln unterstützt dieses Bestreben.

„Industrie 4.0“ mit Forderungen nach Datenaustausch und offener Kommunikation ist in aller Munde. In der Fachabteilung Drucklufttechnik im Fachverband Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik hat sich daher eine Arbeitsgruppe zu OPC UA in der Drucklufttechnik zusammengefunden.


Ziele dieses Projekts

Diese Arbeitsgruppe entwickelt ein OPC UA-Informationsmodell für die Kommunikation von Komponenten/Geräten des Druckluftsystems mit Kundensystemen. Es wird eine universelle, herstellerunabhängige Schnittstelle auf Basis von OPC UA für die Kommunikation zwischen einem Master Control System (MCS) des Druckluftsystems und kundenseitig bereitgestellten Systemen oder Geräten geschaffen. Die angestrebte OPC UA Companion Specification enthält eine grundlegende Beschreibung eines Druckluftsystems. Hauptaufgabe ist es, Zustandsdaten eines Druckluftsystems vertikal in übergeordnete Fertigungssysteme (MES, etc.) zu Informations- und Überwachungszwecken zu transportieren und grundlegende Parameter bezüglich der Sollwerte des jeweiligen Druckluftsystems zu definieren. Die Beschreibung des Druckluftsystems einschließlich der Komponenten wird durch ausgewählte Anwendungsfälle fokussiert, z.B. Geräteidentifikation, Konfiguration, allgemeine Datenerfassung, Energiemanagement.


Hintergrund

Da eine typische Druckluftstation aus mehreren Geräten wie Kompressoren, Trocknern, Filtern, Messgeräten usw. besteht, ist sie in der Regel auch mit einem Master Control System (MCS) ausgestattet. Letzteres dient dazu, die angeschlossenen Geräte zu steuern und Informationen von ihnen zu sammeln. Diese aggregierten Informationen werden häufig über vorhandene Feldbustechnologien (z.B. Profibus, Modbus, CAN-Bus) an übergeordnete Systeme weitergegeben, mit dem Nachteil, dass Inhalt und Struktur der bereitgestellten Informationen stark vom Hersteller des MCS abhängig sind. Aus diesem Grund beschränkt sich der Umfang auf die Entwicklung einer begleitenden Spezifikation für die Kommunikation zwischen dem Master Control System des Druckluftsystems und den übergeordneten Produktionssystemen des Kunden.


Erste Schritte

Der seit Anfang 2019 aktive Arbeitskreis, bestehend aus Unternehmensvertretern der Drucklufttechnik-Branche und VDMA-Sprecher Dr. Andreas Brand, hat erste gemeinsame Schritte unternommen, um so genannte Use Cases für ein Druckluftsystem mit Master Control System festzulegen. Aufbauend auf dem bestehenden Forschungsprojekt "Verwaltungsschale und OPC UA-Spezifikation Pumpen und Vakuumpumpen" von Prof. Dr. Jochen Müller (TH Köln) und unter Nutzung von Synergien unterstützt ein eigenes Projekt unter der wissenschaftlichen Leitung von Professor Müller die Entwicklung. Die Ziele dieses Projektes sind - basierend auf definierten Use Cases - die Schaffung einer abstrakteren "Verwaltungsschale" mit Kommunikationsvariablen und einer OPC UA-Spezifikation, die in enger Verbindung zu dieser "Verwaltungsschale" stehen soll.


Weiteres Vorgehen

Weitere Begleitspezifikationen sind für einzelne Geräte eines Druckluftsystems (z.B. Kompressoren, Trockner) geplant. Die CAS-Begleitspezifikation, die eine MCS beinhaltet, wird daher ein geeigneter Ausgangspunkt sein, da bestimmte Informationen aller angeschlossenen Geräte bereits verfügbar und herstellerunabhängig spezifiziert sind.

 

Lesen Sie hierzu auch: https://kdv.vdma.org/viewer/-/v2article/render/29515417