Smart Factory Bootcamp

Transkript

1 Vernetzung und Visualisierung in der Automatisierungstechnik umsetzen mit SIMATIC S7 und Open-Source -1 -

2 Fortgeschritten Einsteiger Geplante Bootcamp Module IIoT/Industrie 4.0 / Condition Monitoring 3 Tage Maschinen- und Geräteanbindung 1 Tag Cloud/Edge Computing und Microservices 1 Tag HMIs mit HTML5 1 Tag Machine Learning und Data Science 2 Tage Modellierung und Simulation 2 Tage Grundlagen und Entwicklung einer Condition Monitoring Anwendung. Alle weiteren Module setzen auf Kenntnissen aus diesem Modul auf. OPC-UA, Siemens S7 (Profinet), Modbus, CANbus, REST/HTTP, MQTT, WAMP/WebSocket, Cybersecurity API-first Design, Architecture Patterns, Microservices, Application Messaging, IIoT Security, Docker, DockerHub, snapcraft, Testing, Debugging Techniken Experten HTML5, CSS3, SVG, Canvas, WebGL, WebSocket, D3, PixieJS, vue.js, AutobahnJS, asynchrone Programmierung (Callbacks, Promises, await/async), Visual Studio Code Jupyter/IPython, GnuPlot, matplotlib, SciPy, NumPy, Scikit-learn, TensorFlow, Python Modelica, OpenModelica/OMPython/JModelica, OpenPLC, PLCopen, Jupyter/IPython -2 -

3 Condition Monitoring Anwendung Die im Bootcamp entwickelte Condition Monitoring Anwendung überwacht eine automatisierte Bohreinheit Überwacht werden können Messwerte wie Nutzung und Fehlerzustände, Betriebs- und Qualitätsparameter Die Messwerte können auf einem Web HMI in Echtzeit empfangen und visualisiert werden In Reaktion auf die Überschreitung von (einfachen) Schwellwerten für die überwachten Werte werden (vordefinierte) Handlungsvorschläge auf dem HMI eingeblendet Die Bohreinheit wird auf dem Arduino simuliert und elektrisch an die SPS übertragen -3 -

4 Condition Monitoring Anwendung Dreitägiges IioT/Industrie 4.0 Bootcamp für Ingenieure, Techniker und Entwickler der Automatisierungstechnik. Teilnehmer entwickeln eine vollständige, lokal in der Fabrikhalle lauffähige Condition Monitoring Anwendung mit SIMATIC S7/STEP7 und modernen Open-Source Technologien. -4 -

5 Condition Monitoring Anwendung -5 -

6 Einsteiger Modul IIoT/Industrie 4.0 / Condition Monitoring Im Bootcamp werden folgende Inhalte vermittelt: Theoretische Grundlagen Architektur/Design/Test Aspekte Praktische Umsetzung Tips & Tricks Community Hintergründe Enthalten im Bootcamp Preis ist ein umfangreiches Entwickler Kit mit Hardware und Software Jeder Teilnehmer erhält das Teilnahmezertifikat Condition Monitoring mit SIMATIC S7 und Open-Source. -6 -

7 Ziele Im Bootcamp wird schrittweise eine vollständige Condition Monitoring Anwendung aufgebaut, programmiert und erklärt Als IoT Edge Server wird ein Raspberry Pi 3* mit Ubuntu Core, Docker und Crossbar.io aufgesetzt Als Maschinen Steuerung wird eine Siemens SIMATIC S7-1200* SPS mit STEP7/TIA projektiert Als Maschinen Simulator wird ein Arduino mit der SPS elektrisch verbunden und mit der Arduino IDE programmiert SPS und Arduino werden über Modbus und einfache Konfiguration in Crossbar.io/WAMP eingebunden *: für einen Produktionsbetrieb kann die im Bootcamp entwickelte Lösung ohne Änderungen auf SIMATIC IPC227E oder SIMATIC IPC427E statt auf Raspberry Pi betrieben werden. Außerdem ist die Lösung direkt auf alle SIMATIC Steuerungen der Serien S7-300/400/1200/1500 übertragbar. -7 -

8 Open-Source Tools und Programmiersprachen HTML5 CFC Im Bootcamp verwendete Programmiersprachen und Tools JavaScript, Python NodeRED Jupyter Raspberry Pi 3 Crossbar.io Ubuntu Core 16 Arduino Uno R3 Docker C/C++ STEP7 LAD, FBD, SCL SIMATIC S

9 Tools & Komponenten Condition Monitoring Analysis Workbench Condition Monitoring Dashboard / HMI (Jupyter/Python) (NodeRED/JavaScript) verbunden durch Machine Simulator Condition Monitoring Machine Model (NodeRED/JavaScript) (NodeRED/JavaScript) Crossbar.io Fabric Simulierte Bohreinheit (C/C++) Condition Monitoring Bohrsteuerung Machine (LDR, ST,Model...) (NodeRED/JavaScript) -9 -

10 Maschinenanbindung: Modbus Integration Crossbar.io Fabric Router Crossbar.io Fabric Modbus-WAMP Adapter Condition Monitoring Modbus Master Modbus RTU Modbus TCP Component(s) Ubuntu Core Linux und Docker Modbus RTU (Serial-over-USB) Modbus TCP (Ethernet) MB_SERVER (Modbus Slave ) ArduinoModbusSlave* Arduino Uno R3 SIMATIC S Elektrische Verbindung

11 Maschinensimulation und Modell Modbus RTU Machine Simulator (NodeRED/JavaScript) Condition Monitoring Machine Model Modbus TCP (NodeRED/JavaScript) Digital outputs simulate discrete sensors Filtered PWM outputs simulate analog sensors (Simulierte) Bohreinheit SIMATIC S C/C++ LAD, FBD, SCL Arduino Uno R3 I/Os elektrisch kreuzweise verbunden Digital inputs simulate discrete actors Digital PWM inputs simulate analog actors ( Echte ) Bohrsteuerung

12 Komplettes Entwicklerkit enthalten SIMATIC S Starter-Kit STEP7 Basic / TIA Portal (Windows erforderlich) SIMATIC S und STEP7 enthalten

13 komplettes Hardware Paket enthalten Arduino UNO R3 Raspberry Pi 3 2-Port 2.4A USB Netzteil 16GB MicroSDXC Card Class 10 USB 2.0 Kabel A-Stecker auf B-Stecker, 1,8m USB FTDI Serial Adapter

14 Notwendige Software und Accounts für Teilnehmer SIMATIC STEP7 Basic / TIA Portal: Windows oder VirtualBox (auf OSX/Linux) mit Guest Windows erforderlich! Arduino IDE(free): läuft auf Windows, OSX und Linux NodeRED, Jupyter (free): läuft im Browser Sonstige Software: Browser, Editor, Git, SSH, Terminal, Docker Verwendete Cloud Dienste: GitHub, DockerHub, Ubuntu One, Crossbar.io Fabric

15 Crossbar.io Fabric Die im Bootcamp entwickelte Condition Monitoring Anwendung basiert auf dem Open-Source Application Router Crossbar.io Crossbar.io Fabric ist ein Cloud Service der die zentrale Verwaltung, Konfiguration und Monitoring von Crossbar.io Knoten und (Edge-)Anwendungskomponenten ermöglicht Konfiguration des Modbus-WAMP Mappings in Crossbar.io für S7 Anbindung erfolgt Remote über Crossbar.io Fabric Im Bootcamp wird die Free Tier von Crossbar.io Fabric für Entwickler genutzt

16 Interesse geweckt? Dann gleich anmelden und Teilnahme sichern unter: