hannover messe industrie 2016 -...
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WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Automation wandlungsfähiger Produktionsanlagen für die
Anforderungen von Industrie 4.0
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Individualisierung – ein globaler Trend1
… der stetig zunimmt und sich beispielsweise in Produktkonfiguration manifestiert.
1 zukunftsInstitut. 2016. www.zukunftsinstitut.de. [Online] 1. April 2016. [Zitat vom: 1. April 2016.] https://www.zukunftsinstitut.de/dossier/megatrends/.
Quelle: http://fabyoubliss.com/2013/02/27/a-romatic-purple-red-
blue-elegant-wedding-with-glamorous-style/ (abgerufen am
22.04.16)
Quelle: http://www.uniquefragrance.de/selbst-designen/ (abgerufen am
22.04.16)
Quelle: https://www.meinecoke.de/ (abgerufen am 22.04.16) Quelle: https://www.spreadshirt.de/t-shirt-selbst-gestalten-
C59?gclid=CL-
7oLD4ocwCFYZuGwodVrUJ4g&s_kwcid=AL%212836%213%21855057
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LwfP%3A20160422093346%3As (abgerufen am 22.04.16)
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Individualisierung
Erfordert eine wandlungsfähige Produktion.
Eine wandlungsfähige Produktion erfordert eine modulare Struktur.
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Wandlungsfähige Produktionsanlagen
… werden modular aufgebaut, …
… die Automation nicht.
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Wandlungsfähige Produktionsanlagen
Module mit eigener, dezentraler Automation sind die Voraussetzung
für eine effiziente, schnell veränderbare Produktionsanlage.
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Wandlungsfähige Anlagen
benötigen modulares Engineering
• Ein Modul erfüllt eine Produktionsfunktion
• Der Produktionsprozess entsteht durch
Kombination unterschiedlicher vorkonfektionierter
Module (in Reihe oder parallel)
• Die Module werden an einen Backbone
angekoppelt
Herausforderung
Das dynamische An- und Abkoppeln der
Produktionsmodule muss sich in der Mechatronik
und Verfahrenstechnik am Produktionsprozess
identisch abbilden wie auch in der Automation.
Das Engineering der Automation muss daher das
An- und Abkoppeln der Module ohne
Programmierung ermöglichen. Vorlage Reaktor Filter Abfüller
Backbone
N CO2
Prozessführung
Vorlage Reaktor Filter Abfüller
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Die Prozessführung muss die
Funktion/en des Modules
kennenlernen
Die Fähigkeitsbeschreibung muss:
• die Dienstleistung des Moduls beschreiben, um sie
abrufbar zu machen,
• die Information zur visuellen Darstellung des
Moduls enthalten,
• die Kommunikation zwischen dem Modul und der
Prozessführung ermöglichen,
• die Dokumentation des Moduls bereitstellen,
• Geräteinformationen zur Parametrierung von
wichtigen Feldgeräten enthalten.
Fähigkeits-
beschreibung
Reaktor
Prozessführung
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Das MTP beinhaltet die
Fähigkeitsbeschreibung des
Modules.
Inhalt des MTP:
• die Beschreibung der angebotenen Dienstleistung
(Bedeutung) und deren Parameter
• Beschreibung der visuellen Darstellung des Moduls
in der Prozessführung
• Information zur direkten Aufnahme der
Kommunikation von der Prozessführung zum Modul
Das Modul wird zum Diensteanbieter
Die Orchestrierung der Modul-Dienste erfolgt in den
Software-Werkzeugen der Prozessführung
Die Ausführung der Dienstleistung erfolgt durch die
Programmlogik des Moduls
Reaktor
Prozessführung
MTP Fähigkeits-
beschreibung
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Modul 3
Modul 2
DIMA Workflow Automatisches Generieren des MTP
MTP MTP
1. Schritt:
Modul-Engineering
Kompilieren &
Laden
2. Schritt:
Integrations-Engineering
Integration der Module
in den Backbone
Backbone
N CO2
Modul Modul 1 Modul 3 Modul 2
MTP
Automatisches
Generieren
Abrufen MTP
PFE
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
MTP – der Weg in die
Standardisierung
Übergabe der Ergebnisse an die NAMUR und den
ZVEI erfolgte in 2015
Gremienarbeit in sechs NAMUR / ZVEI
Arbeitskreisen
Beteiligung von mehr als 25 Firmen
Alarmmanagement
Diagnose /
Maintenance
HMI
Archiv
Zustandsbasierte
Prozesssteuerung
…
AK 2.3.1
Mitglieder: ZVEI, Namur
AK 2.9.1
Mitglieder: ZVEI, Namur
AK 2.6.1
Mitglieder: ZVEI,
Namur
Namur
MTP
Technologiebewertung
AK 1.12.1
Mitglieder: ZVEI, Namur
Haller/Holm (2015)
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Beteiligte Firmen bei der NAMUR und dem ZVEI
PLS-Hersteller Sensoren / Aktoren Anwender Dezentrale
Automation Universitäten
ABB
Emerson
HIMA Safety
Honeywell
Rockwell Automation
Schneider Electric
Siemens
Yokogawa
Endress + Hauser
Festo
Krohne
Samson
BASF
Bayer
Bilfinger
Boehringer Ingelheim
Clariant
Evonik
Invite
Merck
Novartis
Sanofi
Spiratec
Helmut-Schmidt-
Universität Hamburg
RWTH Aachen
Technische
Universität Dresden
Pepperl + Fuchs
Phoenix Contact
Stahl
Wago
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Prototypische Anlage
Validierung der DIMA-Methode im November 2015 auf der SPS-IPC-Drives in Nürnberg
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
November 2015:
DIMA im Einsatz auf der SPS-IPC-
Drives
• Vollautomatische Generierung des MTP aus der
WAGO e!Cockpit-Software
• MTP Modellierung in AutomationML
• Kommunikation mit OPC/UA
• Einlesen mehrerer MTP in das Prozessleitsystem
„Zenon“ von Copa-Data
• Nach Einlesen, sofortiger Kommunikationsaufbau
und Bedienen der Module über generierte
Bedienbilder
• Orchestrierung und Parametrierung der Modul-
Dienste im zenon Batch-Werkzeug
Modulwechsel (Abkoppelvorgang und
Wiederaufnahme der Produktion)
in ca. 2:30 min!
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
DIMA & Industrie 4.0
Manifest
Resource- Manager
• MTP-Manifest enthält die Daten und Information zur
virtuellen & fachlichen Repräsentation seines
physikalischen Gerätes
• Durch Modellierung des MTP auf der Modul-
Steuerung kann der „Ressource-Manager“ realisiert
werden
• Modellierung des MTP im Informationsmodell des
OPC-UA-Servers der Modulsteuerung
Das MTP stellt damit die Grundlage einer Industrie
4.0-Verwaltungsschale dar - das Modul wird zur
Industrie 4.0 Komponente
CP-Klassifikation = 44
(Entität, voll kommunikationsfähig)
Der MTP als
Verwaltungsschale
Reaktor
PFE
MTP MTP
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
DIMA im Kontext von Industrie 4.0
• Kapselung im Layer-Modell
• Vernetzung von Herstellern und
Nutzern in einer
Wertschöpfungskette
• Beachtung von unterschiedlichen
Lebenszyklen eines
Produktionsverbundes
• Funktionsorientierung des
Produktionssystems
• IEC 61512
• OPC-UA
• AutomationML
DIMA: Ein wesentlicher Baustein als Lösung der Anforderungen von INDUSTRIE 4.0
Industrie 4.0
DIMA
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Zusammenfassung und Ausblick
Mit Hilfe des Module Type Package können schon heute Module / Geräte mit eigener Intelligenz beschrieben werden.
Eine Standardisierung erfolgt durch NAMUR und ZVEI (gepl. Ende 2016) mit einer breiten Basis.
Prototypische Validierung erfolgreich durchgeführt.
Erste produktive MTP-Schnittstellen in Leitsystemen und Engineering-Werkzeugen für Ende 2016 erwartet.
Durch Modellierung der MTP-Struktur im OPC-UA-Informationsmodell kann ein Großteil der Anforderungen einer
Verwaltungsschale realisiert werden.
Die Verwaltungsschale wird somit während der erstmaligen Programmierung der Modul-Steuerung erzeugt.
Ein „Plug-and-Produce“, basierend auf bestehenden Standards rückt in greifbare Nähe
WAGO ist bereit, erste prototypische Anlagen mit dem DIMA / MTP Konzept in 2016 zu realisieren.
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