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PIQ 4/01 Partnerzeitschrift der Q-DAS GmbH
Erschienen in der Ausgabe 1/2002 der Zeitschrift "Partner Info Qualität" PIQ© 1/02 der Q-DAS© GmbH

Plug & Play in der Prozessdatenerfassung
Alfred Adam, Ing.-Büro ADAM SOFTWARE, Landshut

Projekte zur automatischen Erfassung der Messdaten aus dem Fertigungsprozess scheitern oft am hohen Aufwand für die Entwicklung, Inbetriebnahme und Wartung entsprechender Systeme. Mit der Standardsoftware SPCprocessLink vom Ingenieurbüro ADAM SOFTWARE wird der Aufwand zur Einrichtung einer leistungsfähigen Prozessdatenerfassung auf ein Minimum reduziert.

Bild1
Bild1: Wenn’s brennt: die Programmierschnittstelle (MPI) an der SIEMENS S7 Steuerung ist fast immer frei!

Diese Vereinfachung für den Benutzer verwirklicht die Softwarelösung einerseits durch konsequente Nutzung von Standardschnittstellen und andererseits durch Auslagerung der gerätespezifischen Eigenschaften in getrennte Softwaremodule, in Treiber. Nach oben, also zur Visualisierung, Überwachung und Dokumentation der erfassten Prozessdaten nutzt SPCprocessLink das Q-DAS® Datentransferformat als Standard: nicht nur die Messwerte mit Zusatzdaten können erfasst werden (in DFX Dateien), sondern auch die entsprechenden Teile- und Merkmalsdaten werden in DFD Dateien gespeichert. Nach unten, also zum Prozess, nutzt SPCprocessLink ebenfalls führende Standards, u.a. OPC, DCOM, TCP/IP, RS232, Ethernet. Der OPC Standard (Object Linking and Embedding for Process Control) bietet Plug & Play Funktionalität für eine sehr große Anzahl von Geräten aus der Automatisierungswelt, wie z.B. für die bei uns in vielen Maschinen vorhandene Steuerung S7 von SIEMENS. Deshalb sind keine Treiber als Schnittstelle zu den Produktionsanlagen neu zu programmieren, da sie in Form von OPC Server bereits vorhanden sind. Nur noch die Adressen für den Verbindungsaufbau sind einzutragen. Diese Konfiguration kann bei bestehenden Anlagen vom Kunden durchgeführt werden oder bei neuen Maschinen bereits vom Maschinenhersteller. Dann kann nach der Montage der neuen Anlage in der Werkshalle die vom Maschinenhersteller mitgelieferte Diskette mit dem “Treiber“ (Konfigurationsdaten) zur einfachen Softwareanbindung per Plug & Play genutzt werden.

Oft werden Prozessdaten von Anlagen benötigt, die nicht fest verkabelt sind, z.B. für die schnelle Fehlersuche bei schwierigen Prozessen. Dann kann eine mobile Prozessdatenerfassung genutzt werden, die aus einem Notebook und dem passenden Adapterkabel zur SPS besteht (s. Bild 1). Da die Kommunikation über die Buchse der Programmierschnittstelle möglich ist, die an jeder Steuerung für Wartungszwecke bereits vorhanden ist, werden keine zusätzliche Kommunikationsbaugruppen benötigt.

Bei größeren Projekten, mit hunderten von Prozessvariablen, können Softwaretools herangezogen werden um die Bereitstellung der Konfiguration auf wenige Mausklicks zu reduzieren. Da die Namen (Symbole) der Prozessvariablen in der SPS mit Adressinformationen bereits in den Projektdateien der SPS abgelegt sind, können diese Informationen direkt in die Einstellungen der OPC Schnittstelle eingelesen werden. Zeitaufwendiges Tippen entfällt und Tippfehler können sich nicht einschleichen. Auch die Informationen über Datentypen (z.B. Byte, Word, Real, String) der Prozessvariablen werden automatisch übernommen. In Bild 2 wird gezeigt wie die Konfigurationsdaten der Prozessvariablen einer SIEMENS S7 Steuerung aus den Dateien des Step7 Projekts (SPS Programmierung) übernommen werden. Dabei ist darauf zu achten, dass alle notwendigen Variablen berücksichtigt werden und gültige Werte beinhalten. Mehrere gleiche Maschinen im gemeinsamen Netzwerk unterscheiden sich nur noch durch unterschiedliche Adressen, die bei der Inbetriebnahme vergeben werden. Je nach Art des Netzwerks sind das z.B. die Profibus- MPI- oder bei Ethernet die IP-Adressen. Weil die Datenerfassung mit SPCprocessLink modular aufgebaut ist und die Anzahl der Messpunkte nicht eingeschränkt ist können gleichzeitig verschiedene Gerätetypen angeschlossen werden. Messwerte für Merkmale eines Teils können so z.B. teilweise aus Steuerungen von SIEMENS, Allen-Bradley, Mitsubishi, aus seriellen Datenquellen oder aus Dateien stammen. Falls Prozessdaten aus Anlagen erfasst werden sollen die keine standardisierte Schnittstelle aufweisen, können spezielle Treiber z.B. in Form von OPC Server entwickelt werden. So werden die Daten sehr früh in ein Standardformat überführt und profitieren von einer standardisierten Weiterverarbeitung. Der zusätzliche Aufwand beim Kunden für die Schulung und Wartung einer Sonderlösung entfällt.

Wenn die Maschinenhersteller bei neuen Anlagen die Prozessdatenerfassung im Q-DAS® Datenformat bereits während der Projektierung berücksichtigen, können sie auf das Know-how des Ingenieurbüros ADAM SOFTWARE zurückgreifen. In Beratungen und Schulungen werden die Kenntnisse vermittelt mit denen eine optimale Anbindung über Standardschnittstellen schnell und kostengünstig realisiert werden kann. Maschinen die für die Prozessdatenerfassung bereits vorbereitet sind können so einfach den erforderlichen Fähigkeitsuntersuchungen unterzogen werden und von Anfang an in das Prozessdatennetzwerk des Kunden eingebunden werden.

Bild2
Bild2: Besonders vorteilhaft bei grossen Projekten: Einfache Übernahme der Konfigurationsdaten direkt aus dem SPS-Projekt mit wenigen Mausklicks.


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