Höchste Datentransparenz mit SQL4automation
Mittler zwischen MES und Produktionsebene
Einfach, schnell und flexibel Produktionsdaten zwischen SPS, Robotersteuerungen und Datenbanken auszutauschen – dies war bisher bei vielen Daten ohne großen Aufwand oder Performance-Verluste kaum möglich. Der SQL4automation-Connector schafft das mit wenigen Klicks. Damit haben auch zeinfach Zugriff auf Produktionsdaten.
Die Anbindung der Automatisierungsebene an die IT-Welt ermöglicht es, zunehmend Produktions- und Maschinendaten unternehmensweit für die Bewertung, Planung, Koordinierung und Optimierung von Betriebsabläufen zur Verfügung zu stellen. Eine wichtige Rolle spielen dabei Manufacturing Execution Systems (MES), die an der Schnittstelle zwischen ERP-Systemen und dem Produktionsdurchführungsprozess angesiedelt sind. Damit sie effizient funktionieren, sind sie auf Daten aus der Produktionsebene angewiesen.
Bisher war es oft umständlich, Daten aus der Produktionsebene herauszubekommen, da oft ein zusätzliches Hochsprachenprogramm und ein OPC Server zum Einsatz kommen. Für einzelne Steuerungen stehen zwar Spezialwerkzeuge zur Verfügung, aber es gibt kaum steuerungsübergreifende Tools. Hinzu kommen Performance- Verluste bei großen Datenmengen, wenn über OPC Daten abgegriffen werden. Ein herstellerübergreifendes Protokoll für die Kommunikation von der Maschine zur Datenbank stellt das Unternehmen Inasoft mit dem SQL4automation-Connector zur Verfügung. Einfachheit, Schnelligkeit und Flexibilität stehen dabei im Fokus.
Problemloser Datenaustausch mit der MES-Lösung
„Der SQL4automation Connector ist eine Softwarelösung, damit Robotersteuerungen und SPS komfortabel mit Datenbanken verbunden werden können“, erläutert Ruedi Gloor, Geschäftsführer der Inasoft Systems GmbH. Mit der Lösung haben Steuerungen bei hoher Flexibilität unter Anwendung bekannter Programmierumgebungen vollen Zugriff auf SQL-Datenbanken. Eine Datenbankverbindung mit dem Connector zu erstellen, erfordert nur wenige Einstellungen. Der SQL-Befehl wird in der SPS oder Robotersteuerung programmiert und an den Connector gesendet. Der Connector erfüllt sehr hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit und Performance – und dies unabhängig vom Hardwarehersteller. Damit ist der Datenaustausch mit der MES- oder ERP-Ebene problemlos möglich.
Die Softwarelösung SQLautomation läuft unter Windows sowie Linux und nutzt TCP/IP zur Datenübertragung. Dabei zeichnet sich der Datenbankzugriff durch hohe Flexibilität und Geschwindigkeit aus. Ein OPC-Server wird nicht benötigt. „Dies wirkt sich positiv auf die Performance und die Transparenz des Systems aus“, ist der Automatisierungsspezialist überzeugt. Mit der SQL (Structured Query Language)-Sprache können Daten aus Tabellen abgefragt, in Tabellen eingefügt, verändert und gelöscht werden. Ein Zyklus dauert dabei nur wenige Millisekunden. Vor allem bei großen Datenmengen zahlt sich dieser Geschwindigkeitsvorteil aus, denn es können auch 1.000 Punkte auf einmal übertragen werden – im Gegensatz zu OPC mit serieller Übertragung. „Mit ODBC lassen sich sehr große Datenmengen in kurzer Zeit übertragen“, so R. Gloor.
„Alle Datenbanken mit ODBC-Schnittstelle werden unterstützt“, setzt der Inasoft-Geschäftsführer fort. So können Daten nicht nur in Microsoft SQL Server, SAP, Oracle, „MaxDB“ oder „MySQL“ geschrieben werden, sondern sogar in Excel-Sheets. Und sollte es zu Veränderungen oder Weiterentwicklungen der Standardschnittstellen oder der Datenbank kommen, so ist das Angelegenheit des Datenbankherstellers. Der Anwender wird damit nicht konfrontiert. Die Connector-Software dient nur als Gateway. Dies vereinfacht Anpassungen, da diese in der SPS-Programmiersoftware realisiert werden. In der Steuerung wird festgelegt, welche Daten weitergegeben werden. Am Connector müssen keine projektspezifischen Änderungen vorgenommen werden. Mit dem Query-Tool kann ein SQL-Befehl einfach simuliert und getestet werden, bevor dieser in der Steuerung implementiert wird (Bild oben).
Der Clou dabei: Die Software funktioniert hardwareunabhängig. Jede Steuerung, die über eine TCP/IPSchnittstelle verfügt, kommt als Datenlieferant infrage. So funktioniert der Datenaustausch mit Steuerungen mit entsprechender TCP/IP-Schnittstelle, zum Beispiel mit Siemens S7, CODESYS 2.0 und Codesys 3.0 (Bosch Rexroth, Wago, Elau, Schneider Electric, Festo und andere), Beckhoff, B&R und Sigmatek, sowie mit Robotersteuerungen, so von Kuka, Stäubli und ABB. Für diese Steuerungen sind jeweils fertige Bibliotheken vorhanden, die nur noch ins Projekt eingebunden werden müssen. „Die Struktur, welche Daten übertragen werden, ist offengelegt“, betont R. Gloor. Die entsprechenden Bibliotheken stehen auf der Homepage zum Download bereit; für Codesys auch im Codesys-Store. Auf Basis der vorhandenen Bibliotheken parametrieren Anwender die Datenübertragung schnell mit einigen Klicks. „Wir bieten dies aber auch als Dienstleistung an“, betont der Geschäftsführer.
Versionen für unterschiedliche Anforderungen
SQL4automation gibt es als Light- Version für eine Steuerung, als Standard- Version für zehn Verbindungen und als Ultimate-Version für mehr als zehn Verbindungen. „Es lassen sich also auch mehrere Steuerungen mit einem Connector in kürzester Zeit an Datenbanken anbinden“, so der Automatisierungsspezialist und gibt ein Beispiel: „Eine variable Werkstücklänge wird in die Datenbank eingegeben und mehrere Steuerungen greifen darauf zurück und holen sich die Daten über den Connector ab.“ Der als Dienst laufende Connector ermöglicht also den schnellen Zugriff auf ein zentrales „Datengefäß“ für die gesamte Automatisierungslösung. Dies spart erheblich Aufwand. (Bild rechte Seite) zeigt das Config Tool der Lösung. Abhängig von der Steuerung dauert eine Standardabfrage zum Beispiel 150 ms. Es gibt aber auch Anwendungen mit mehr als 20 Abfragen pro Sekunde.
Wenn die Steuerung Daten direkt in die SQL-Datenbank schreibt, lassen sich zum Beispiel Werkstückdaten loggen. „Werkstücknummer, Messdaten, Datum, Zeit, Seriennummer sowie Produktionsstandort, -linie oder -maschine stehen plötzlich transparent und abrufbereit in der Datenbank ebenso zur Verfügung, wie jegliche Form von Meldungen sowie wichtige Maschinendaten, zum Beispiel Gesamt-, Produktions- und Stillstanddauer, Anzahl und Zeit der Werkstückproduktion sowie der Verschleiß von Maschinenbauteilen“, betont der Geschäftsführer. Diese geballten Produktionsinformationen können dann zum Beispiel für MESLösungen oder die Betriebsdatenerfassung genutzt werden. Möglich ist aber auch der umgekehrte Weg: In der SQL-Datenbank werden von der MES-Lösung Produktionsinformationen über den aktuellen Produktetyp hinterlegt, die dann von der Steuerung herausgelesen werden. R. Gloor: „Bei größeren Anwendungen ist es dabei von Vorteil, einen Zwischenrechner einzusetzen.“ Einen solchen Hutschienen-PC hat das Unternehmen im Programm.
Der SQL4automation Connector wurde 2007 für den industriellen Einsatz entwickelt und bewährt sich erfolgreich Versionen für unterschiedliche Anforderungen in vielen Industrieanwendungen. Der Geschäftsführer nennt ein Beispiel für die Nutzung des Connectors zur Prozessdatenerfassung: „Prüfdaten zur eindeutigen Identifikation eines Werkstücks werden in der Datenbank abgelegt. Dies ermöglicht die Rückverfolgbarkeit von Prüfdaten bis auf das Werkstück.“ Dieser Matrixcode für verschiedene Bauteile kann auch genutzt werden, wenn verschiedene Bauteile zusammen montiert werden und ein Defekt zurückverfolgt werden soll. Mithilfe der Datenbank kann genau herausgefunden werden, wo das fehlerhafte Bauteil produziert wurde.
Das Unternehmen Wilhelm Bahmüller Maschinenbau Präzisionswerkzeuge GmbH aus Plüderhausen nutzt den SQL4automation Connector, um Steuerungsdaten in den Faltschachtelklebemaschinen Turbox II direkt der Betriebsdatenerfassung zu übergeben. Der Datenaustausch mit dem BDE System läuft komfortabel über eine Firebird-Datenbank. Die gesammelten Informationen lassen sich unternehmensweit nutzen.
Der Connector schafft höchste Datentransparenz und leistet einen wichtigen Beitrag für die vertikale Integration. Somit spielt das Softwarewerkzeug auch eine wichtige Rolle als „Enabler“ für Industrie 4.0. Eine Demo-Lizenz kann über die Homepage kostenlos heruntergeladen werden.