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Datentransfer ins Unternehmenssystem

Anlagendaten mit ‘Bordmitteln’ erfassen

Maschinendaten, Prozesskennwerte oder Prüfergebnisse quasi in Echtzeit in ein Enterprise-Resource-Planning-System oder eine Manufacturing Execution-Lösung zu bekommen, gilt immer noch als Herausforderung. Zu heterogen ist vielerorts der Anlagenund Maschinenpark – hohe Durchsatzraten und Systemverfügbarkeiten gelten dann als K.O.-Kriterien. Gestandene Fabrikautomatisierer begegnen zudem Anbindungsmöglichkeiten aus dem Software-Umfeld häufig mit Skepsis. Mit ‘SAP Plant Connectivity‘ steht ein praxiserprobtes Werkzeug zur Verfügung, um Maschinendaten ins Unternehmenssystem zu bringen. Doch nicht bei jedem Szenario lohnt sich der Einsatz.

Vereinfacht gesprochen ist SAP Plant Connectivity (PCO) eine schlanke .NET-Software. Auf Windows-PC im Fabriknetzwerk installiert, übernimmt die Programmschnittstelle die Aufgabe, Daten zwischen Fertigungsanlagen und SAP-Systemen auszutauschen. Mit dieser Software schließt der Softwarekonzern selbst eine Lücke, die lange Zeit mit properitären Eigenentwicklungen überbrückt wurde. Und das ist der Charme dieses Produktes: Es gibt einen Projektbeteiligten weniger, der den ‘Schwarzen Peter’ weiter schieben kann, sollten Probleme bei der Inbetriebnahme auftreten. Auch sind damit niedrigere Aufwände für Betrieb und Wartung verbunden, da eine solche Lösung vergleichsweise einfach in die existierende Infrastruktur des Softwarehauses aus Walldorf eingebunden werden kann.

Anbindungsmöglichkeiten bis zur Lagerverwaltung

Die Middleware ermöglicht Systemen in Logistik und Fertigung damit das ‘Anzapfen’ von Produktionsanlagen. Als Zielsysteme wurden bisher schon die Fertigungsplattform SAP Manufacturing Integration and Intelligence (MII) und das SAP Extended Warehouse Management (EWM) unterstützt. In der aktuellen Version kommen dazu mit SAP Manufacturing Execution (SAP ME) eine Lösung aus dem Bereich Manufacturing-Execution-Systeme (MES) sowie die SAP Business Suite mit dem SAP ERP hinzu. In Richtung der Maschinen und Anlagen, also zu den Quellsystemen, kommen in allen Fällen vorgefertigte Adaptersogenannte Agenten, entsprechend den verschiedenen Schnittstellen-Protokollen zum Einsatz. Die Integrationslösung ersetzt über diesen Ansatz die veraltete Komponente SAP OPC Data Access (ODA).

Der Königsweg: Industriestandards nutzen

Wenn für gängige speicherprogrammierbare Maschinensteuerungen (SPS) etablierte und stabile Konnektoren zu marktgängigen OPC-Servern zur Verfügung stehen, sollten diese − nicht zuletzt um Kosten und Projektrisiko zu reduzieren − nicht durch den Software- Konnektor ersetzt werden. Für eine möglichst direkte Integration von Fertigungseinrichtungen bietet sich daher primär die Verwendung der mitgelieferten OPC-Agenten an. Diese sind für OPC-Server mit COM/DCOM-Protokoll (DA, HDA, AE) und für die neuere OPC-UA Technik via TCP einsetzbar. Dabei können einzelne Tag-Werte, Metadaten und hierarchische Tag-Strukturen gelesen und geschrieben werden. Mit dieser Funktionalität stehen auch Agenten für weit verbreitete Prozesshistorisierer und Scada-Systeme wie GE Fanuc Proficy, Osi-soft PI, Aspen Infoplus. 21 und Citectscada zur Verfügung. Deren ausgereifte Funktionalität, massenhaft und hoch performant Daten zu vereinnahmen, wird weiterhin genutzt − nun mit einem Abzweig in die Enterprise-Resource-Planning-Welt (ERP).

Alternative: TCP/UDPTelegramme einrichten

Aber auch für Maschinensteuerungen ohne OPC-Server gibt es Lösungen. Haben diese einen Ethernet- Kommunikationsprozessor, lassen sie sich meist über eine IP-Socket-Kommunikation integrieren. Für diesen Fall hat Salt Solutions den ‘Universellen Socket Agenten’ entwickelt. Damit definiert die Produktions-IT den TCP/UDP-Telegrammverkehr zwischen Anlage und ERP-System, ohne dass Programm-Code entwickelt werden muss. Formatvalidierung und Telegrammquittierung werden bereits in PCO erledigt. Der Konnektor kann damit auch dann die Telegramme entgegennehmen, wenn das Zielsystem gerade offline ist. Dieses erhält so nur syntaktisch korrekte Telegramme und muss sich nicht um die Quittierung kümmern.

Schaltsignale aus ‘Legacy’-Systemen standardisieren

Insbesondere bei älteren Fertigungseinrichtungen können diese Kommunikationsarten vielfach überhaupt nicht − oder nur zu unvertretbar hohen Kosten − eingerichtet werden. Hier lassen sich Schaltsignale direkt anzapfen, wenn diese mit Busklemmen, wie sie beispielsweise der Automatisierer Wago anbietet, abgegriffen werden. Die Verbindung zwischen dem Busklemmen- Controller und dem Software-Konnektor erfolgt dann meist wieder über einen OPC-Server der das Feldbus-Protokoll des Controllers unterstützt. Mit dieser Methode lassen sich typische Betriebszustände, Taktzähler und Analogwerte von Sensoren auswerten. Der Vorteil: ein Eingriff in die vorhandene Steuerung ist nicht erforderlich und die Installation kann meist vom eigenen Instandhaltungs-Team des Unternehmens vorgenommen werden.

PC-gesteuerte Arbeitsplätze: Dateien auswerten

Prüf- und Messeinrichtungen und Sondermaschinen sind für die Benutzerführung häufig mit PC-Anwendungen ausgestattet. Dabei werden Anlagendaten und Prüfergebnisse meist in Protokolldateien abgelegt. Um diese auszulesen, kommt der ‘File Monitoring Agent’ zum Einsatz. Er überwacht Verzeichnisse auf neue Dateien und überträgt dann diese Datensätze. Auch dieses Verfahren ist vergleichsweise einfach einsetzbar, da bei dem Software-Agenten die Filterung einzelner Datenelemente per Parametrierung eingestellt wird. Und falls keiner der bisher genannten Wege zum Ziel führen sollte, verfügt der Konnektor über eine Programmierschnittstelle, mit der sich zusätzliche Agenten für neue Kommunikationswege realisieren lassen.

Administrationsfunktionen für sicheren Betrieb

Um in der Praxis verschiedene Maschinenanbindungen mit hohen Durchsatzraten zu realisieren, lassen sich parallele Instanzen des Software-Konnektors und seinen Agenten einrichten. Für die Administration einer solchen Architektur im Fabriknetz setzt das Tool auf bewährte Windows-Werkzeuge. Die Überwachung der einzelnen Instanzen nutzt die Microsoft Management Console (MMC), die auch den Zustand einzelner Agenten-Instanzen über eine Ampellogik anzeigt. Auch der Transport vom Test- aufs Produktivsystem, das gezielte Starten und Stoppen einzelner Instanzen sowie die Analyse der protokollierten Ereignisse erfolgen zentral, was die Inbetriebnahme der Maschinenanbindungen vereinfacht. Im laufenden Betrieb lassen sich die Agenten-Instanzen automatisch überwachen, so dass Ausfälle von Kommunikationsverbindungen sofort aktiv signalisiert werden. Als Fazit bisheriger Projekteinsätze vor Ort zeigt sich, dass mit Plant Connectivity ein robustes und zuverlässiges Werkzeug für die Integration von Fertigungseinrichtungen in die ERP-Welt zur Verfügung steht.


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