Vernetzt mit OPC UA

Die Einbindung von Temperier- und anderen Peripheriegeräten in Kommunikationsnetzwerke bietet unter anderen  dem Kunststoffverarbeiter erhebliche Vorteile. Deshalb wird sich diese noch junge Technologie durchsetzen. Dabei ist die Nutzung des OPC UA-Standards über die von EUROMAP definierten Schnittstellen der „Königsweg“ in Richtung Smart Factory.

Vernetzung ist der zentrale Trend in der Organisation der Produktionsprozesse in Märkten der Kunststoff- und Druckgussindustrie. Zu den Kernelementen der zukünftigen Smart Factory gehört es, dass Daten über den gesamten Produktionsprozess hinweg gesammelt, ausgewertet, in Beziehung zueinander gesetzt, dokumentiert und visualisiert werden. Dafür muss zunächst sichergestellt werden, dass alle beteiligten Geräte und Anlagen miteinander auf allen Ebenen kommunizieren. Eben das ist Aufgabe des Netzwerkes. Darüber hinaus ist es ein Kerngedanke der Digitalisierung, dass die im Netzwerk gesammelten Maschinendaten auch an übergeordnete IT-Systeme (MES, ERP, PPS,…) weitergegeben werden.

Die Vorteile einer solchen Informationsstruktur sind offensichtlich: Alle am Produktionsprozess beteiligten peripheren Maschinen und Anlagen kommunizieren miteinander. Zum Beispiel beim Spritzgiessen werden somit z.B. die Granulatförderung und -bereitstellung, die Temperierung und die Werkstückentnahme in das Kommunikationsnetzwerk eingebunden. Das ermöglicht die Prozessoptimierung in Echtzeit und führt zu höherer Produktivität, geringerer „Downtime“, optimierter Maschinenauslastung und verbesserter Produktqualität. Entsprechendes gilt natürlich auch im Druckgussbereich.

Da die Temperierung eine wesentliche Prozessgrösse im Druck- und Spritzgiessprozess ist, die sowohl Einfluss auf die Produktivität als auch auf die Produktqualität hat, muss sich ein Hersteller von Temperiergeräten fragen: Wie lassen sich die Geräte in derartige Netzwerke anbinden? Welche Standards sollen genutzt werden? Wie wird die Integration faktisch realisiert?

Die Antwort auf die Frage nach dem Standard lässt sich leicht beantworten. Der europäische Kunststoffmaschinenverband EUROMAP hat bereits Standards für die Integration von Peripheriegeräten wie Handlingsystemen (EUROMAP 79), Materialversorgung und -trocknung (EUROMAP 82.2) und Temperiergeräten (EUROMAP 82.1) gemäß OPC UA erarbeitet. Auch für die übergeordnete Anbindung z.B. an MES-Systeme (EUROMAP 77) existiert ein solcher Standard. Weitere Standards folgen in anderen Industrien wie beispielsweise im Druckguss.

Mit OPC UA steht der Automatisierungstechnik eine branchenübergreifende „Weltsprache“ zur Verfügung, die den Datenaustausch zwischen Maschinen und generell die industrielle Kommunikation standardisiert und – im Sinne von Industrie 4.0 – die Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Hersteller erlaubt. Das gilt nicht nur für die Geräte, sondern auch für die Komponenten, die in den Geräten verbaut sind.

REGLOPLAS hat sich frühzeitig mit diesem Standard beschäftigt und sieht die Nutzung von OPC UA als „Königsweg“ für Integration der Temperiergeräte in die Smart Factories der Zukunft. Die Entwickler haben daher eine Architektur geschaffen, die eine Einbindung der Geräte in dieses Netzwerk ermöglicht. 

Die Voraussetzung dafür schafft ein integrierter OPC UA-Server in den Regelsystemen der Temperiergeräte. Er kann sowohl in die bewährte Regeleinheit RT100 als auch in das neue Regelsystem RT200 integriert werden.

Das neue Regelsystem RT200 (Bild 1) schafft Transparenz im Temperierprozess. Sein hochauflösendes Breitbilddisplay (5“ TFT) mit grafischer Benutzeroberfläche erlaubt eine intuitive Gerätebedienung. Serienmässig sind je nach Modell einige Schnittstellen u.a. zu Ethernet, USB, WLAN, Bluetooth und OPC UA vorhanden.

In 2019 hat REGLOPLAS erstmals öffentlich gezeigt, welche Vorteile die Netzwerkfähigkeit von Temperiergeräten über OPC UA in der Praxis bietet. Ein Datenserver visualisiert alle relevanten Daten der Temperiergeräte; wie Temperatur, Volumenstrom, Drücke, Betriebsart. Ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Smart Factory für Endanwendermärkte wie Automobil, Pharmazie, Lebensmittel und Elektronik.