Industrial IoT. | serienmäßig. anpassbar.

Mit Codabix bietet Traeger eine zukunftsweisende, plattformunabhängige Industrie 4.0 Middleware. Dabei kann die industrielle Applikation sowohl zur Datenerfassung, Datenverarbeitung und aktiven Datenweitergabe als auch zur „passiven“ Adaptierung zwischen verschiedenen Kommunikationsarten und zur Schnittstellenerweiterung von Anlagen verwendet werden. Die Software unterstützt alle wichtigen Kommunikations-protokolle, die im industriellen Umfeld im Einsatz sind. Dazu zählen proprietäre als auch offene Protokolle namhafter Hersteller wie z.B. Siemens und Bosch.

Das Industrie 4.0 Datendrehkreuz

Als sogenannte Devices können SPS-Familien neuer und alter Generationen von Siemens, Mitsubishi, Bosch, Beckhoff, AEG, Omron und Wago angebunden werden. Ebenso sind Verbindungen zu OPC Classic und OPC UA Servern möglich. Für den horizontalen Datenaustausch mit Datenspeichern stehen Implementierungen von SQL-Treibern und der ebenfalls weit verbreitete Weg der Kommunikation über strukturierte Dateien wie CSV und XML zur Verfügung. Zudem lassen sich alle Daten ad hoc per OPC UA, REST oder der Realtime Web API SignalR Core veröffentlichen.

Unabhängig davon, über welchen Weg auf Daten zugegriffen wird, kann der Datenfluss immer bidirektional, also sowohl lesend als auch schreibend, stattfinden. Auf diese Weise kann Codabix für die Anbindung von Maschinen an MES, PPS und ERP zum Einsatz kommen. Eine Anbindung der Maschinen an Industrie 4.0 Clouds ist ebenso realisierbar.

Für die Konfiguration steht eine moderne Weboberfläche, eine REST Schnittstelle und der Import/Export von XML-Dateien zur Verfügung.

Industrietauglich und hochgradig anpassbar

Insbesondere wegen der mehr als 25-jährigen Erfahrung in der industriellen Automatisierung kennen die Entwickler die Anforderungen und Standards, die im Produktionsalltag vorherrschen, und legen deshalb großen Wert auf Stabilität und Kompatibilität ihrer Lösung. Die Sicherstellung der Interoperabilität endet somit nicht mit der Erfüllung von Spezifikationen. Sie schließt einerseits auch fortlaufende Tests der eigenen Implementierung mit anderen Geräten und Applikationen sowie die Optimierung und Anpassung anhand deren Verhalten mit ein.

Andererseits ist der Aufbau jeder Fabrik, Produktionsanlage und Maschine unterschiedlich, bietet und benötigt unterschiedliche Schnittstellen und erfordert somit andere, für die jeweiligen Anforderungen ausgelegte Werkzeuge und Prozesse. Aus diesem Grund bietet Codabix eine Vielzahl an Möglichkeiten, um die vorhandenen Schnittstellen und das Verhalten an die eigenen Bedürfnisse anzupassen oder die Applikation auch um eigene Schnittstellen zu erweitern.

Alles ist ein Node

Um über alle Interfaces eine einheitliche Struktur zu ermöglichen und gleichzeitig die Interoperabilität mit dem de facto Industrie 4.0 Standard OPC UA (IEC 62541) sicherzustellen, basiert die komplette Datenstruktur auf dem Node-Konzept von OPC UA. Das heißt, alles – Datenpunkte, Geräteeigenschaften, Verbindungseinstellungen, Methoden, Verbindungs-status, Umgebungsvariablen, Datentypen, … – wird durch einen Node (englisch für Knoten) repräsentiert. Dabei unterscheidet man die Nodes anhand ihrer Node-Typen, während diese sich wiederum durch ihre Properties (englisch für Eigenschaften) unterscheiden. Unabhängig von der Art und dem Ort der zugrundeliegenden Daten ist der Zugriff auf die Nodes immer gleich und die Schnittstellen, wie beispielsweise die integrierte REST API oder der integrierte OPC UA Server, bedürfen keinerlei Schnittstellenänderung oder -erweiterung, wenn eine neue Funktion, eine zusätzliche Einstellung oder ein neues Kommunikationsprotokoll in Codabix hinzugefügt wird.

Nahtlos integrierte Automation

Um benutzerdefiniertes Verhalten innerhalb von Codabix zu implementieren, steht die „Scripting-Engine“ zur Verfügung. Mit Hilfe dieser kann der Anwender Funktionen implementieren, die sich eventbasiert ausführen lassen. Dazu können entweder vom System erzeugte Events (beispielsweise die Wertänderungen einer SPS-Variablen oder der Ablauf eines Timers) herangezogen oder benutzerdefinierte Events erzeugt werden. Zudem lassen sich Funktionen über externe Methodenaufrufe (z.B. per HTTP oder OPC UA) triggern. Programmiert werden Skripte in der Skriptsprache TypeScript, das von Microsoft als typ-sicheres Superset von JavaScript eingeführt wurde. Neben Standard JavaScript APIs wie mathematischen Funktionen bietet Codabix über die eigene Skript API vollen Zugriff auf die Daten und das Verhalten des Servers.

So lassen sich ereignisorientiert ganze Datensätze aus einer SPS lesen oder beim Schreiben eines neuen Wertes via OPC UA in eine Variable eine Funktion auslösen, die diesen Wert vorverarbeitet und dann das Ergebnis der Berechnung beispielsweise an eine SPS weitergibt. Weiterhin lassen sich OEE Berechnungen durchführen oder Rule Sets (englisch für Regelsätze) zur Regelung von Prozesswerten implementieren. Jedes Skript wird geschützt in einer separaten Sandbox ausgeführt, was sicherstellt, dass die Stabilität von Codabix nicht beeinträchtigt werden kann.

Die Daten sind frei

Die Struktur und Benennung der Daten, die über die Schnittstellen von Codabix veröffentlicht werden, kann völlig frei modelliert werden. Es spielt weder eine Rolle, wo diese Daten herkommen – SPS Variablen, ein mit Hilfe der Scripting-Engine berechneter Wert, der Wert einer Spalte in einer Datenbanktabelle – noch wie diese Quelldaten strukturiert sind.

Realisiert wird diese Entkopplung von Daten-Produzent und Daten-Konsument durch verlinkte Nodes, die sich ähnlich zu symbolischen Links bzw. Verknüpfungen verhalten, wie sie in Dateisystemen von Betriebssystemen verwendet werden.

Durch diese Funktionalität ist es möglich, die Interfaces verschiedenartiger Anlagen und Maschinen gemäß einem firmeninternen Standard zu harmonisieren und zu normieren und für den Zugriff durch übergeordnete Systeme wie ein MES oder PPS zu veröffentlichen, ohne die Maschinen selbst anpassen zu müssen. Gleichzeitig können Maschinen modifiziert oder sogar komplett ausgetauscht werden, ohne die Zugriffslogik der anderen Systeme abändern zu müssen – hier ist lediglich eine Anpassung in Codabix notwendig.

Volle Kontrolle

Wenn es um die Erfassung von Produktionsdaten geht, steht die Validität und die Konsistenz von Datensätzen an erster Stelle. Bei der Kommunikation mit Steuerungscomputern kann es passieren, dass sich Daten innerhalb von Millisekunden verändern. Gleichzeitig möchte man zur Schonung von Netzwerk und Rechnerressourcen vermeiden, dass redundante Daten gelesen werden. Es ist somit essenziell, beim Zugriff auf Daten die volle Kontrolle zu haben, ob diese tatsächlich aus der Maschine gelesen werden oder aus einem bestehendem Prozessabbild.

Während viele Lösungen lediglich ein Prozessabbild anbieten, lässt sich in Codabix für jeden Datenpunkt festlegen, ob ein Prozessabbild erzeugt werden soll und wie lange dieses gültig ist. Zudem kann diese Einstellung bei jedem Lesevorgang explizit übergangen werden. Nur mit solch einem transparenten Datenzugriff ist es möglich eine hinsichtlich der Geschwindigkeit und der Ressourcen-auslastung höchst optimierte Industrie 4.0 Applikation bereitzustellen und gleichzeitig valide und aktuelle Daten zu gewährleisten. Wird darüber hinaus die historische Aufzeichnung der Daten benötigen, lässt sich dies ebenfalls per Knopfdruck aktivieren.

Runs Everywhere

Ob es nun darum geht, mit Hilfe eines Edge-Devices das Brownfield in der Produktion mit modernen Interfaces auszustatten und so mit wenig Aufwand in die digitale Welt zu hieven, oder auf einem Windows Server die Daten der OPC UA Server, die aktuelle Steuerungscomputer bereitstellen, zu aggregieren. Codabix unterstützt neben der Ausführung unter Windows und Linux Desktop und Server Systemen die Installation auf IPCs und Embedded Systemen wie dem Siemens IOT2050, Dell Gateway 3000 und dem Raspberry Pi.

Für technologisch fortgeschrittene IT-Szenarien steht zudem das offizielle Codabix Docker Image bereit. Wenn Sie Ihre Applikation einmal umziehen wollen, können Sie hierzu den eingebauten Backup/Restore Mechanismus verwenden.

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