OPC UA for High Pressure Die Casting – Initiative erfolgreich gestartet

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Hersteller und Lieferanten aus dem Bereich Druckguss rüsten sich für die Zukunft und erarbeiten gemeinsam einen herstellerunabhängigen Schnittstellenstandard

Viele Kundenszenarien der Leitvision Industrie 4.0 werden nur durch einen herstellerübergreifenden interoperablen Informationsaustausch möglich. Dies gilt auch für die Herstellung von Druckgussteilen mittels Druckgießmaschinen und zugehöriger Einrichtungen/Geräte (zusammengefasst in der sog. Druckgießzelle). So stellt die Marktseite u.a. folgende Anforderungen an eine Druckgießzelle:


-    schnelle Montage und Inbetriebnahme
-    schnelles Einrichten verschiedener Prozesse auf einer HPDC-Zelle
-    reproduzierbare und optimale Produktivität sowie Produktqualität
-    detaillierte und vollständige Prozessüberwachung
-    Konnektivität der Zellenteilnehmer untereinander und mit externen Systemen
-    vollständige und zentrale Ablage der Einstell- und Prozessdaten


Zwar existieren für die Druckgießmaschine (DGM) schon einzelne standardisierte Schnittstellen zu periphereren Einrichtungen; diese erfüllen aber die genannten Anforderungen nicht und ermöglichen keinen hersteller-übergreifenden interoperablen Informationsaustausch. Zukünftig soll an dieser Stelle der offene Schnittstellenstandard "Open Platform Communications Unified Architecture" (OPC UA) zum Einsatz kommen, der die Mechanismen der Zusammenarbeit im industriellen Umfeld der Druckgussproduktion definieren soll.


Zur Implementierung von OPC UA Schnittstellen in eine Druckgusszelle muss zunächst ein Umdenken erfolgen und die Komponenten der Produktionszelle in einzelne funktionsorientierte abstrakte Geräte zerlegt werden. Geräte, die heute physikalisch eine Einheit sind, aber mehrere Funktionen erfüllen, werden später entsprechend Daten und Funktionen mehrerer abstrakter Geräte liefern. Funktionen werden hierbei als sogenannte Skills (Fähigkeiten) beschrieben, die als OPC UA Methoden (Funktionsaufrufe) realisiert werden. Die Automatisierung einer Druckgusszelle wird hierdurch „sprachlich greifbar“, denn die Fähigkeiten der Geräte werden in der Produktionssequenz an entsprechender Stelle aufgerufen, komplizierte Low-Level-Schnittstellenkonzepte entfallen. Darüber hinaus ist die Zellensteuerung bislang zumeist an die Druckgussmaschine gekoppelt, jedoch auch in verschiedenen Komponenten und Schnittstellen der Druckgusszelle verteilt. Durch die Abstraktion der Funktionen, wird zukünftig die Zellensteuerung ein geräteunabhängiges zentrales Element.


Um den beschriebenen Herausforderungen zu begegnen, haben sich die Hersteller von Druckgussmaschinen sowie einzelner Komponenten einer Druckgusszelle zusammengetan und erarbeiten gemeinsam eine OPC UA Druckguss-Spezifikation, sie sich verschiedener Usecases annimmt und in mehrere Teile gliedert:


Teil 1 beinhaltet die Definition einer „Druckguss-Produktionszelle“ und aller „Druckguss-Geräte“, die in den Geltungsbereich der Companion Specification (HPDC Scope CS) fallen.


Teil 2 enthält die gemeinsamen Definitionen und Schnittstellen von Druckgießgeräten (Technical CS), die auf die Kommunikation untereinander, aber auch zu Geräten und Software außerhalb der Druckgießzelle, abzielen. Darüber hinaus werden gemeinsame Datentypen, Datenstrukturen und Funktionen für alle Druckgießgeräte definiert.


Je Druckguss-Gerät wird eine Begleitspezifikation definiert (Devices CS), die jeweils Funktionen und Datenumfänge eines bestimmten Geräts beschreibt, z.B. die Druckgießmaschine, das Druckgieß-Ofensystem, das Druckgieß-Dosiergerät oder das Druckgieß-Sprühsystem.