Messe Dortmund Global Key Account Manager Chemie Wolfgang Laufmann. WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Transkript

1 Messe Dortmund 2017 Global Key Account Manager Chemie Wolfgang Laufmann

2 Automation wandlungsfähiger Produktionsanlagen für die Anforderungen von Industrie 4.0

3 Individualisierung ein globaler Trend 1 der stetig zunimmt und sich beispielsweise in Produktkonfiguration manifestiert. Quelle: (abgerufen am ) Quelle: (abgerufen am ) Quelle: (abgerufen am ) 1 zukunftsinstitut [Online] 1. April [Zitat vom: 1. April 2016.] Quelle: C59?gclid=CL- 7oLD4ocwCFYZuGwodVrUJ4g&s_kwcid=AL%212836%213% %21e%21%21g%21%21spread+shirt&ef_id=VxijmgAAAKW- LwfP%3A %3As (abgerufen am )

4 Individualisierung Erfordert eine wandlungsfähige Produktion. Eine wandlungsfähige Produktion erfordert eine modulare Struktur.

5 Wandlungsfähige Produktionsanlagen werden modular aufgebaut, die Automation nicht.

6 Wandlungsfähige Produktionsanlagen Module mit eigener, dezentraler Automation sind die Voraussetzung für eine effiziente, schnell veränderbare Produktionsanlage.

7 Die Antwort. DIMA Dezentrale Intelligenz für modulare Anlagen

8 Prozessführung Vorlage Reaktor Filter Abfüller Wandlungsfähige Anlagen benötigen modulares Engineering Ein Modul erfüllt eine Produktionsfunktion Backbone CO2 N Der Produktionsprozess entsteht durch Kombination unterschiedlicher vorkonfektionierter Module (in Reihe oder parallel) Die Module werden an einen Backbone angekoppelt Herausforderung Das dynamische An- und Abkoppeln der Produktionsmodule muss sich in der Mechatronik und Verfahrenstechnik am Produktionsprozess identisch abbilden wie auch in der Automation. Vorlage Reaktor Filter Abfüller Das Engineering der Automation muss daher das An- und Abkoppeln der Module ohne Programmierung ermöglichen.

9 Prozessführung Die Prozessführung muss die Funktion/en des Modules kennenlernen Die Fähigkeitsbeschreibung muss: die Dienstleistung des Moduls beschreiben, um sie abrufbar zu machen, Fähigkeitsbeschreibung die Information zur visuellen Darstellung des Moduls enthalten, die Kommunikation zwischen dem Modul und der Prozessführung ermöglichen, die Dokumentation des Moduls bereitstellen, Geräteinformationen zur Parametrierung von wichtigen Feldgeräten enthalten. Reaktor

10 Prozessführung Das MTP beinhaltet die Fähigkeitsbeschreibung des Modules. Inhalt des MTP: die Beschreibung der angebotenen Dienstleistung (Bedeutung) und deren Parameter MTP Fähigkeitsbeschreibung Beschreibung der visuellen Darstellung des Moduls in der Prozessführung Information zur direkten Aufnahme der Kommunikation von der Prozessführung zum Modul Das Modul wird zum Diensteanbieter Die Orchestrierung der Modul-Dienste erfolgt in den Software-Werkzeugen der Prozessführung Die Ausführung der Dienstleistung erfolgt durch die Programmlogik des Moduls Reaktor

11 DIMA Workflow Automatisches Generieren des MTP Backbone CO2 PFE N Kompilieren & Laden Modul 2 Modul Modul 3 Automatisches Generieren MTP MTP MTP MTP Modul 1 Modul 3 Modul 2 Abrufen Integration der Module in den Backbone 1. Schritt: Modul-Engineering 2. Schritt: Integrations-Engineering

12 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

13 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

14 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

15 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

16 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

17 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

18 MTP Manifest Modelliert in Automation ML Vgl.: Haller/Holm (2015)

19 MTP der Weg in die Standardisierung Übergabe der Ergebnisse an die NAMUR und den ZVEI erfolgte in 2015 Gremienarbeit in sechs NAMUR / ZVEI Arbeitskreisen Beteiligung von mehr als 25 Firmen Alarmmanagement Archiv Diagnose / Maintenance AK Mitglieder: ZVEI, Namur Namur MTP Zustandsbasierte Prozesssteuerung AK Mitglieder: ZVEI, Namur HMI AK Mitglieder: ZVEI, Namur Technologiebewertung AK Mitglieder: ZVEI, Namur Haller/Holm (2015)

20 Beteiligte Firmen bei der NAMUR und dem ZVEI PLS-Hersteller Sensoren / Aktoren Anwender Dezentrale Automation Universitäten BASF ABB Bayer Emerson HIMA Safety Honeywell Rockwell Automation Schneider Electric Siemens Endress + Hauser Festo Krohne Samson Bilfinger Boehringer Ingelheim Clariant Evonik Invite Merck Pepperl + Fuchs Phoenix Contact Stahl Wago Helmut-Schmidt- Universität Hamburg RWTH Aachen Technische Universität Dresden Yokogawa Novartis Sanofi Spiratec

21 Prototypische Anlage Validierung der DIMA-Methode im November 2015 auf der SPS-IPC-Drives in Nürnberg

22 November 2015: DIMA im Einsatz auf der SPS-IPC- Drives Vollautomatische Generierung des MTP aus der WAGO e!cockpit-software MTP Modellierung in AutomationML Kommunikation mit OPC/UA Einlesen mehrerer MTP in das Prozessleitsystem Zenon von Copa-Data Nach Einlesen, sofortiger Kommunikationsaufbau und Bedienen der Module über generierte Bedienbilder Orchestrierung und Parametrierung der Modul- Dienste im zenon Batch-Werkzeug Modulwechsel (Abkoppelvorgang und Wiederaufnahme der Produktion) in ca. 2:30 min!

23 Der MTP als Verwaltungsschale DIMA & Industrie 4.0 PFE MTP-Manifest enthält die Daten und Information zur virtuellen & fachlichen Repräsentation seines physikalischen Gerätes Durch Modellierung des MTP auf der Modul- Steuerung kann der Ressource-Manager realisiert werden MTP Modellierung des MTP im Informationsmodell des OPC-UA-Servers der Modulsteuerung Manifest Resource- Manager Das MTP stellt damit die Grundlage einer Industrie 4.0-Verwaltungsschale dar - das Modul wird zur Industrie 4.0 Komponente CP-Klassifikation = 44 (Entität, voll kommunikationsfähig) Reaktor

24 DIMA im Kontext von Industrie 4.0 DIMA: Ein wesentlicher Baustein als Lösung der Anforderungen von INDUSTRIE 4.0 Kapselung im Layer-Modell Industrie 4.0 Vernetzung von Herstellern und Nutzern in einer Wertschöpfungskette DIMA Beachtung von unterschiedlichen Lebenszyklen eines Produktionsverbundes Funktionsorientierung des Produktionssystems IEC OPC-UA AutomationML

25 Zusammenfassung und Ausblick Mit Hilfe des Module Type Package können schon heute Module / Geräte mit eigener Intelligenz beschrieben werden. Eine Standardisierung erfolgte durch NAMUR und ZVEI mit einer breiten Basis. Prototypische Validierung erfolgreich durchgeführt. Erste produktive MTP-Schnittstellen in Leitsystemen und Engineering-Werkzeugen für Ende 2016 erwartet. Durch Modellierung der MTP-Struktur im OPC-UA-Informationsmodell kann ein Großteil der Anforderungen einer Verwaltungsschale realisiert werden. Die Verwaltungsschale wird somit während der erstmaligen Programmierung der Modul-Steuerung erzeugt. Ein Plug-and-Produce, basierend auf bestehenden Standards rückt in greifbare Nähe WAGO ist bereit, erste prototypische Anlagen mit dem DIMA / MTP Konzept in 2016 zu realisieren.

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.