OPC a I2G – Veľa štandardov, jeden SmartGrid
9. mája 2016
Matrikon zabezpečuje Slovnaftu spoľahlivý prístup k údajom z ústrednej kompresorovne
13. júna 2016

Industry 4.0 – Úloha OPC UA v Smart Factory

Pojem “Industry 4.0” je v súčasnej dobe veľmi populárny, a to z dobrého dôvodu.  Odkaz na veľké priemyselné revolúcie minulosti zdôrazňuje dôležitosť úlohy, ktorú hrá „Továreň budúcnosti“ s jej prepojenými komponentami a systémami.

Tento dokument vysvetľuje význam termínu Industry 4.0, načrtáva operačný modus OPC Unified Architecture (OPC UA) a objasňuje ako sú obe prepojené. Čitatelia sa tiež dozvedia, aké problémy možno zvládnuť s OPC použitím priekopníckej – ale zároveň komplexnej – technológie, ktorá je súčasťou Industry 4.0.

“Podstatnou súčasťou tohto procesu je OPC UA, štandard, ktorý umožňuje interoperabilitu na všetkých úrovniach – zariadenie k zariadeniu, zariadenie pre podnik, aj mimo neho.”

 

Stiahnite si prezentáciu: 

Enabling IIOT with Matrikon OPC UA SDK

 

Dôležitosť Industry 4.0

Či už sa pýtate výrobcov alebo užívateľov, termín Industry 4.0 a budúcnosť, ktorú sľubuje poskytnúť, má takmer elektrizujúci efekt na priemyselnú automatizáciu. Industry 4.0 predstavuje štvrtú etapu priemyselnej revolúcie vďaka novej revolúcii odštartovanej systémom zahrňujúcim inteligentné továrne, inteligentné stroje a sieťovo prepojené procesy. Prvá priemyselná revolúcia predstavila mechanizáciu výroby pomocou vody a parnej energie; druhá predstavila sériovú výrobu s pomocou elektrickej energie, tretia revolúcia bola digitálna, s využitím elektroniky a IT pre ďalšiu automatizáciu výroby.

Poháňané internetom, reálne a virtuálne svety sa vzájomne približujú, aby vytvorili internet vecí (Internet of Things). V budúcnosti bude priemyselná výroba charakteristická silnou individualizáciou produktov prostredníctvom vysoko flexibilnej výroby, značným začlenením zákazníkov a obchodných partnerov do obchodu a procesov s pridanou hodnotou, a prepojením produkcie a vysoko kvalitných služieb.

V továrni budúcnosti, všetky komponenty budú ovládať výrobný proces autonómne – niečo, čo je možné vďaka ich prepojiteľnosti. Či už sú tieto komponenty ľudia, stroje, zariadenia alebo systémy: všetko je nastavené tak, aby boli prepojené, zbierali informácie a zdieľali ich. Aj preto budú komponenty budúcnosti automaticky  oznamovať, ak potrebujú servisný zásah.

Aby bolo možné úspešne realizovať koncept Industry 4.0 alebo “Integrated  Industry”, treba najprv prekonať niekoľko problémov. Kým priemysel je na prahu poslednej (najnovšej) priemyselnej revolúcie, vzájomne prepojenie je kritickým pilierom, ktorý ju umožní.  Podstatnou súčasťou tohto procesu je OPC UA, štandard, ktorý umožňuje interoperabilitu na všetkých úrovniach – zariadenie do zariadenia, zariadenie do podniku, aj mimo neho.

OPC UA a Embedded

OPC je skratka pre Open Connectivity čo je svetovo najrozšírenejší štandardizovaný proces výmeny dát pre automatizačnú technológiu. Štandard zbiera a prenáša dáta v jednotnej podobe z rôznych zariadení, riadiacich systémov a aplikácií v celej organizácii.
OPC je dominantným komunikačným štandardom na priemyselných trhoch vďaka jeho jednoduchému prístupu k štruktúrovaniu a abstrakcii procesných dát. Dizajn tohto štandardu umožňuje mapovať do OPC dátovej štruktúry takmer všetky priemyselné dáta.

Evolúcia OPC, OPC UA, spája architektúru orientovanú na služby (SOA) s platformovo nezávislými protokolmi so zabudovanými bezpečnostnými mechanizmami. OPC UA aplikácie sa dajú ľahko vytvoriť v akomkoľvek prostredí, čo umožňuje, aby boli plne škálovateľné a bežali na čomkoľvek od mikrokontrolérov až po podnikové serverové farmy.

Použité scenáre pre OPC UA nie sú obmedzené na úroveň PC: vďaka flexibilite OPC UA, aplikácie môžu byť vyvinuté tiež pre iné platformy ako Windows, napríklad pre Linux a pre vstavané systémy (embedded systems) bežiace na RTOS (Real Time Operating System) alebo dokonca pre ‘čisto kovové’ prostredia, ktoré vôbec neobsahujú operačné systémy.

“OPC UA poskytuje metódu pre bezpečnú a spoľahlivú výmenu dát a vzhľadom na to, že je najpopulárnejším otvoreným štandardom konektivity, bude hrať hlavnú úlohu v tom, aby sa Industry 4.0 stal realitou.”

Táto oblasť aplikácie na vloženej úrovni je dôležitá, odkedy veľké množstvo senzorov a zariadení nízkej úrovne generuje dáta, ktoré je nevyhnutelné analyzovať. S dnešnými automatizačními systémami a začínajúcim Industry 4.0 musia byt užívatelia schopný preukázať spravanie procesov a inštalácí v reálnom čase, aby sa im lepšie porozumelo a maximovala sa ich získovosť. Zariadenia sú pripojené k ďaľším zariadeniam a aplikáciam pre uživateľov, z ktorých všetky musia byť nakonfigurované tak, aby posúvalili generované dáta. Táto konfigurácia je tak zložitá, že veľa zariadení posunie užívateľovi ďalej iba obmedzené množstvo dostupných dát.

Ak je OPC Server vložený priamo do zariadenia, tak môže byť vytvorené optimálne riešenie takmer pre všetky aplikácie, čím umožňuje priemyselným zariadeniam spoločnosti to, aby boli všetky pripojené. Toto poskytuje užívateľom odlišné výhody z hľadiska účinnosti, nákladov a prevádzky svojich systémov. OPC UA sa už pripojilo z podnikovej úrovni do zložených systémov automatizačných súčiastok.

Úloha OPC UA v Industry 4.0

DA je široko rozšírené riešenie pre konektivitu dát, OPC UA poskytuje metódu pre bezpečnú a spoľahlivú výmenu dát a vzhľadom na to, že je najpopulárnejším otvoreným štandardom konektivity, bude hrať hlavnú úlohu v tom, aby sa Industry 4.0 stal realitou.

OPC UA je navrhnutý tak, aby bol platformovo nezávislý a ‘času odolný’; v dôsledku toho podporuje požiadavky Industry 4.0. Okrem toho, OPC UA uľahčuje integráciu ‘neviditeľných’ komponentov továrne budúcnosti v permanentnej výmene dát, čím dáva OPC UA dôležitú úlohu v koncepte Internet of Things.
Zabudovaná technológia OPC UA umožňuje otvorenú konektivitu zariadení, senzorov a regulátorov a prináša zjavné výhody pre podnik. Vďaka dátam, ktoré OPC UA poskytuje, môžu koncoví užívatelia ťažiť z rýchlejšieho rozhodovania a integrované podniky sa tak stávajú realitou. Koncept tohoto integrovaného priemyslu je jadrom Industry 4.0.

Klasické OPC, ako predchodca OPC UA, vytvoril ‘revolúciu v otvorenej prepojiteľnosti dát’, ktorá prelomila zábrany proprietárnej prepojiteľnosti medzi rozhodovacou úrovňou a riadiacimi systémami ako ja prepojiteľnosti s ostatnými prevádzkami podniku. OPC UA teraz rozširuje tento koncept ďalej vďaka svojej nezávislosti na platforme a operačnom systéme, a flexibilným možnostiam modelovania dát. Toto umožňuje UA natívne reprezentovať dáta z prakticky akéhokoľvek zdroja dát na jednej strane, kým zachováva kontext dát a prezentuje ich užívateľom v najlepšiom použiteľnom formáte. To účinne abstrahuje fyzickú vrstvu zariadení presným reprezentovaním dátových štruktúr prostredníctvom zodpovedajúcich dátových modelov UA.

MatrikonOPC vyvinul OPC UA Embedded Server Software Development Kit (SDK) konkrétne s cieľom uľahčiť tvorbu inteligentných sieťových zariadení a to tým, že umožňuje integráciu plne kompatibilných vysoko výkonných OPC UA serverov priamo do zariadenia. Tento typ riešenia, ktorý je škálovateľný nad každou triedou zariadení, je jedinečný.

Záver

Riadenie toku materiálu, tovaru a informácií umožňujúce rýchlejšie rozhodovanie a zjednodušenie reportovania, toto všetko sú výhody, ktoré môžu organizácie očakávať pri prechode na Industry 4.0. Inteligentné materiály budú informovať stroje o tom ako majú byť spracované; údržba a oprava budú priamo iniciované komponentami inteligentných tovární a nemenné výrobné linky budú premenené na modulárne, efektívne systémy.

Jedného dňa, celý životný cyklus výrobku by mohol byť plne zdokumentovaný. Aj keď plne funkčný Industry 4.0 sa môže v tejto fáze zdať ako futuristický koncept, pokroky sa neustále dejú a postupne vedú ku komplexnej transformácií a veľkým zmenám na každej úrovni podniku. Očakáva sa, že OPC UA bude rozhodujúci pre úspešnosť, umožňujúc výmenu dát na všetkých úrovniach organizácie.

 

Stiahnite si prezentáciu: 

Enabling IIOT with Matrikon OPC UA SDK

 

 

Viac informácií o riešeniach opísaných v tomto dokumente:

MatrikonOPC Universal Connectivity Server

MatrikonOPC Universal Connectivity Server (UCS) je jediný OPC Server, ktorý poskytuje pripojenie k viacerým zariadeniam, protokolom a API. Tento OPC Server umožňuje spoločnostiam poskytovať bezpečné pripojenie do každého významného riadiaceho systému a aplikácie na trhu v jednom výkonnom OPC Serveri. Ďalšie informácie nájdete na: http://www.matrikonopc.com/drivers/driver-types.aspx

MatrikonOPC UA Embedded Server Software Development Kit

OPC UA Embedded Server SDK od MatrikonOPC je softvérová vývojová sada, ktorá vám umožní rýchlo a jednoducho pridať OPC UA Server do vášho zabudovaného systému. Naše škálovateľné na štandardoch založené SDK môžu byť integrované do každej triedy, od samostatných senzorov a akčných členov až po programovateľné riadiace jednotky a iné. Pridajte skutočnú hodnotu vášmu produktu tým, že umožníte priamu konfiguráciu, správu a monitoring z ľubovoľného OPC UA klienta. Ďalšie informácie nájdete na: http://www.matrikonopc.com/opc-ua/embedded/sdk.aspx