Call for Papers

Echtzeitsteuerung mit OPC UA PubSub TSN ( Vortrag )

Geräte-Companion-Specs erzeugen Bibliotheken

Referent: Heinrich Munz, KUKA AG
Vortragsreihe: IoT II
Zeit: 05.12.18 16:45-17:25

Zielgruppe

Entwicklung

Themenbereiche

Implementierung, Software Engineering Management, Echtzeit/RTOS

Schwerpunkt

Methode

Voraussetzungen

Grundlagenwissen

Kurzfassung

OPC UA unterstützt Client/Server-basierte Methodenaufrufe. Aufgrund der Tatsache, dass diese auf TCP/IP-basieren, sind sie jedoch nicht deterministisch echtzeitfähig. Der Vortrag schlägt ein standardisiertes Verfahren vor, wie Geräte oder Maschinen (bspw. Antriebe oder Roboter) von Steuerungen wie SPSen mittels OPC UA PubSub und TSN echtzeitfähig gesteuert werden können. Das API, um das Gerät anzusteuern, wird dazu als OPC UA Companion Specifications im Gerät selbst - bzw. in einer Offline-Datei - gespeichert. Als Beispiele können hierfür die APIs der PLCopen wie bspw. die Motion Control Function Blocks (MCFB) dienen. Die Engineering Tools der Steuerungen können diese Geräteinformationen einlesen und automatisch daraus die entsprechenden Zugriffs-Bibliotheken im Quellcode generieren. Damit kann in der Automatisierungswelt ein Mechanismus etabliert werden, wie er vom USB-Standard bekannt ist: Peripheriegerät einstecken, das Steuergerät erkennt, wies es das Gerät ansteuern soll.

Gliederung

- Nachteile der heutigen Art der Automatisierung
1. Heterogene Feldbuslandschaft
2. Keine standardisierte Geräte-Semantik. Jeder Feldbus definiert mehr oder weniger Geräteprofile in Bits und Bytes statt in Funktionen
3. Steuerung-zu-Steuerungs-Kommunikation muss ebenfalls über Bits und Bytes auf Feldbussen abgewickelt werden
4. Fehlende Zentralisierungsmöglichkeit wenn in einer Automatisierungsaufgabe mehrere Steuerungen beteiligt sind - bspw. mehrere Roboter, SPSen, Prozesssteuerungen
- Die neuen Möglichkeiten von OPC UA
- Was sind lokale Funktionsblöcke in Steuerungen?
- Was sind ferngesteuerte (remote) Funktionsblöcke in Steuerungen?
- Die standardisierten Funktionsblöcke der PLCopen und wie diese über OPC UA PubSub TSN über das lokale Netzwerk fernsteuerbar gemacht werden können
- Die Beschreibung des API im Gerät mittels OPC UA Companion Specifications
- Der Workflow der Engineering-Tools, um aus der Companion Spec. Zugriffsbibliotheken-Source Code zu generiren
- Simulation

Nutzen und Besonderheiten

Statt in Bits und Bytes auf Feldbussen können Automatisierer künftig in abstrakten Gerätefunktionen denken. Automatisierungsgeräte bringen in Form ihrer OPC UA Companion Specifications - vergleichbar mit Peripheriegeräten für PCs über USB - quasi ihre "Treiber" und Zugriffsbibliotheken inkl. den Application Programmer Interfaces (API) selbst mit. Die Engineering-Tools der Steuerungen sind durch die OPC UA Companion Spec.-Informationen der Geräte in der Lage, die Zugriffsbibliotheken für noch nicht gekannte Geräte vollautomatisch in Source Code selbst zu erzeugen. Der Begriff "Plug & Automate" - Gerät (in das Netz) einstecken und "Automatisieren", nämlich die Automatisierungsaufgabe zu programmieren - wird dadurch wahr.

Über den Referenten

Heinrich Munz gründete nach dem Elektronik-Studium 1985 zusammen mit Partnern die LP Elektronik GmbH, bei der er als Geschäftsführer für Entwicklung, Vertrieb und Marketing verantwortlich war. LP Elektronik beschäftigte sich hauptsächlich mit der Verbindung von IT-Mainstream Technologien wie PCs und deren Netzwerke mit industrieller Automatisierung. Dies führte 1996 zur Übernahme der Firma LP Elektronik durch KUKA Roboter.