Smartphone-Anwendungen für den Einsatz im Bereich der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter

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1 Smartphone-Anwendungen für den Einsatz im Bereich der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter Referent: Matthias Keinert Organisation: Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Universität Stuttgart 1

2 Inhalt Motivation Stand der Technik OPC UA Basisanwendung Anwendungsfallidentifikation Zusammenfassung und Ausblick 2

3 Technologie Steigender Absatz bei Tablet-PCs und Notebooks Stagnierender Absatz bei Desktop-PCs und Netbooks Quelle: Statista.com 3

4 Anwendungen für mobile Endgeräte Steigende Anzahl an Anwendungen für mobile Endgeräte (Apps) Steigende Anzahl an Apps auch im Bereich der Automatisierungstechnik Quelle: Statista.com 4

5 Inhalt Motivation Stand der Technik OPC UA Basisanwendung Anwendungsfallidentifikation Zusammenfassung und Ausblick 5

6 Anwendungstypen Keine aktive Kommunikation zum Automatisierungsgerät Hilfsanwendungen Aktive Kommunikation zum Automatisierungsgerät Diagnose, Wartung und Fernwartung, SCADA 6

7 Hilfsanwendungen Erstellung und Optimierung von Bearbeitungsprozessen Generierung, Optimierung und Adaption von Teileprogrammen Verwaltung von Werkzeugen Berechnung von Vorschubgeschwindigkeit und Spindeldrehzahl Offline-Visualisierung des Bearbeitungsprozesses und der Werkstückgeometrie 7

8 Kommunizierende Anwendungen Überwachung und Ansteuerung von Steuerungssystemen Visuelle und textuelle Darstellung von Steuerungsdaten Schreibender Zugriff auf Steuerungsdaten Einsatz vorwiegend für Logiksteuerungen (SPS) Remote-Zugriff 1:1-Übertragung einer (embedded) HMI 8

9 Kommunikation Hardware-Schnittstellen WLAN oder Mobilfunk Bluetooth Kommunikationsprotokolle Modbus TCP Proprietäre Protokolle OPC EthernetIP MTConnect 9

10 Fazit aus dem Stand der Technik Endgeräte Große Vielfalt Anwendungen (Apps) Große Verbreitung Anwendungen für den Bereich der Steuerungsund Automatisierungstechnik Kommunikation Steigende Anzahl an Einsatzgebiete Proprietäre Kommunikationsmechanismen Vorwiegend Offline- Anwendungen für WZM/IR Online-Anwendungen Fehlender Standard konzentrieren sich auf SPS 10

11 Inhalt Motivation Stand der Technik OPC UA Basisanwendung Anwendungsfallidentifikation Zusammenfassung und Ausblick 11

12 Nicht-funktionale Anforderungen M n+2 M n+1 M n+3 M 1 M 3 M 2 M 4 M n Quellen: iphoneicon.net; ABB Quelle: uhlmann.de 12

13 Funktionale Anforderungen Anwend. Verbindungskonfiguration Lesen, Schreiben, Benachrichtigungen Verbindung aufbauen/ trennen 13

14 Funktionale Anforderungen Kom. Bidirektionale Kommunikation Callback-Mechanismus Sicherheitsmechanismus Plattformunabhängigkeit Nutzung verfügbarer Hardwareschnittstellen Anwendung Client/Server OS WLAN Bluetooth Mobilfunk 14

15 Entwurfsentscheidungen Kommunikation: OPC UA Industrieller, bidirektionaler Kommunikationsstandard Hohe Performanz Integrierte Sicherheit Plattformunabhängig System: Android Offenheit Verfügbarkeit von Softwarebibliotheken 15

16 OPC UA 16

17 Systemarchitektur Trennung von Funktionalität (Kommunikation) und Bedienung Anwendung Monitor AIDL Jog Meldungen OPC UA Client UI MAIN startet Android-System OPC UA Client Remote-Service Erweiterung Activity UI User Interface AIDL Android Interface Definition Language 17

18 Inhalt Motivation Stand der Technik OPC UA Basisanwendung Anwendungsfallidentifikation Zusammenfassung und Ausblick 18

19 Umgebungseinflüsse Beobachtung 1: Leistungszuwachs bei mobilen Endgeräten Leistung der Mobilgeräte liegt unterhalb der Leistung von Desktop- und Industrie-PCs Drahtloskommunikation weniger robust als drahtgebundene Kommunikation Beobachtung 2: Verschiebung des PC-Markts weg vom Desktop-PC hin zu Mobilgeräten 19

20 Eigenschaften von Apps Bedienung Anwendungen zeichnen sich durch intuitive, visuelle Benutzerführung aus Einsatz Drahtloskommunikation Einsatz von Mobilgeräten ist nicht an einen bestimmten Ort gebunden 20

21 Anwendungsfälle Bereitstellung v. Dokumentation Programmierunterstützung Ansteuerung Fernzugriff Monitoring SCADA (Schnell-) Diagnose Vernetzung MES, ERP, Steuerung 21

22 Inhalt Motivation Stand der Technik OPC UA Basisanwendung Anwendungsfallidentifikation Zusammenfassung und Ausblick 22

23 Zusammenfassung Stand der Technik Steigende Anzahl an Mobilgeräten sowie an Apps, auch im Bereich der Steuerungs- und Automatisierungstechnik Sehr wenige Apps für den Bereich der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter Uneinheitliche, oft proprietäre Kommunikationsmechanismen; dadurch fehlende Übertragbarkeit der Anwendungen OPC UA Basisanwendung Allgemeingültige Anwendung durch Einsatz des industriellen Kommunikationsstandards OPC UA Modulare App zur einfachen Erweiterung Trennung von Kommunikation und Bedienung 23

24 Zusammenfassung und Ausblick Anwendungsfälle Frühzeitige Erprobung zukünftiger Hard- und Softwarearchitekturen Anwendungsmöglichkeiten vor allem im Bereich der Benutzerführung Übernahme von Konzepten Ausblick Portierung auf iphone Umsetzung von Funktionalität für Diagnose und Monitoring 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 25

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