Porozumiewanie się językiem Przemysłu 4.0

Sterownik zgrzewalniczy PRC7000 można łatwo dostosować do koncepcji Przemysłu 4.0 za pomocą pakietu "IoT Connector", który łączy w sobie dwa typy komunikacji, MQTT i OPC UA.

System sterowania łączy w sobie funkcje urządzenia przetwarzającego i bramki komunikacyjnej. IoT Connector udostępnia dane, które można dalej przetwarzać, np. w celu dokonywania ocen statystycznych lub stałego rejestrowania. Działania te mają na celu redukcję kosztów zarządzania jakością i konserwacji zapobiegawczej. To priorytety nabierające coraz większego znaczenia w zgrzewaniu oporowym np. w budowie karoserii w branży motoryzacyjnej, w obszarze dostawców TIER1, a także w inżynierii mechanicznej.

Przetwarzanie danych i przekształcanie ich w wartość dodaną

Obydwa rodzaje komunikacji to wiodące rozwiązania w swoich dziedzinach: MQTT jako otwarty protokół sieciowy, a OPC UA jako standard komunikacji w automatyce.

Standard MQTT został opracowany z myślą o środowiskach cechujących się niską przepustowością i długim czasem oczekiwania. Idealnie nadaje się do przesyłania ogromnych ilości danych w pakietach. Na przykład system sterowania zapisuje i wysyła informacje dotyczące nawet 30 000 spoin punktowych dziennie. System PRC7000 przesyła dane w formacie JSON – samoopisującym, tekstowym formacie łatwym do zinterpretowania przez człowieka.

OPC UA nie tylko przesyła dane z maszyn – potrafi również opisać je semantycznie w sposób możliwy do odczytania przez maszynę. W ten sposób dane są przesyłane do chmury, gdzie są analizowane, po czym w systemie sterowania zapisywane są wyniki. Stanowi to podstawę dla zastosowań dążących do wykorzystania uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji (AI).

Oba standardy są dostępne w IoT Connector. Oprócz MQTT Publisher, do podstawowych funkcji systemu sterowania zgrzewaniem PRC7000 należy również serwer OPC UA, który stanowi jego standardowy element. Zakres danych można rozszerzyć za pomocą licencji, co otwiera nowe możliwości zastosowań.

Starsze systemy sterowania zgrzewaniem nie są przystosowane do wdrażania protokołów typu MQTT i OPC UA ze względu na niewystarczającą moc. W ich przypadku konieczne bywało stosowanie urządzeń pośredniczących lub oprogramowania bramowego, nierzadko wymagającego zainstalowania dodatkowego osprzętu między systemem a warstwą brzegową lub chmurową. Dane były pobierane, agregowane i wysyłane przez urządzenia pośredniczące.

Kontrola jakości i konserwacja zapobiegawcza

IoT Connector obsługuje integrację pionową z poziomu urządzenia przetwarzającego, np. z chmurą lub lokalizacją brzegową. Jako system otwarty, nie podlega żadnym zastrzeżonym strukturom i oferuje najnowocześniejszą komunikację. Użytkownicy mogą przetwarzać dane zgodnie ze swoimi potrzebami. W przypadku sterownika PRC7000 zdefiniowany zakres danych, na przykład na potrzeby oceny statusu procesu (iO/niO), jest elementem standardowym.

Rozszerzony pakiet umożliwia jeszcze większy przepływ danych, a tym samym dalsze zastosowania. Na przykład IoT Connector pozwala określić ponad 200 rzeczywistych wartości dla każdej spoiny punktowej. Obejmują one parametry jakościowe, surowe dane z wykresów zgrzewania, różne parametry, takie jak wartości docelowe, ustawienia i krzywe odniesienia, a także zmiany danych. W połączeniu z oceną innych źródeł danych można wdrożyć koncepcje konserwacji zapobiegawczej. Dalsze korzyści pomagają zapewnić przejrzystość, umożliwiając użytkownikom identyfikację i wykorzystanie potencjału optymalizacji: W celu zapewnienia jakości można wdrożyć automatyczne rejestrowanie. Zarejestrowane zmiany parametrów umożliwiają analizę jakości spoiny punktowej, a status w warsztacie można wizualizować za pomocą informacji o parametrach.

Gotowość na Przemysł 4.0

Dzisiejszy przemysł wymaga elastycznego i wszechstronnego systemu produkcji, który jest w stanie reagować na dynamicznie zmieniające się wymagania. Wymaga to elastycznych rozwiązań, które wspierają tworzenie sieci i zapewniają spójność. Oferując IoT Connector, firma Bosch Rexroth odpowiada na potrzeby nowoczesnych zakładów. Rozwiązanie to umożliwia rozbudowę sterowników zgrzewalniczych PRC7000 i PSI6000 firmy Bosch Rexroth, tak aby spełniały wymagania koncepcji Przemysłu 4.0 i pozwalały pozyskiwać bezcenne dane.

Autor: Domenico Livani

Stanowisko: Kierownik ds. produktów, punktowe zgrzewanie oporowe, Bosch Rexroth AG