Att tala Industri 4.0-språket

Svetsstyrsystemet PRC7000 kan enkelt förberedas för Industri 4.0 med paketet ”IoT Connector” som kombinerar de två kommunikationstyperna MQTT och OPC UA.

Styrsystemet agerar både som processenhet och kommunikationsgateway. IoT Connector tillgängliggör data för fortsatt bearbetning, exempelvis statistiska utvärderingar eller permanent loggning. Målen är att spara kostnader inom kvalitetssäkring och förebyggande underhåll. Dessa prioriteringar blir allt viktigare inom motståndssvetsning inom exempelvis bilindustrin vid body-in-white-konstruktion, 1:a nivåns leverantörer samt inom mekanikkonstruktion.

Bearbetar data som översätts till tillfört värde

Båda kommunikationstyperna är ledande på sina områden: MQTT är ett öppet nätverksprotokoll och OPC UA en kommunikationsstandard inom automatisering.

MQTT är anpassat för miljöer med låg bandbredd och hög latens. Det är idealiskt för paketvis överföring av stora datamängder. Exempelvis kan ett styrsystem lagra och skicka information om upp till 30 000 punktsvetsar per dag. Styrsystemet PRC7000 överför data i JSON-format – ett textbaserat, självbeskrivande format som kan tolkas av människor.

OPC UA kan både transportera maskindata och beskriva dem semantiskt i ett maskinläsbart format. På så sätt kan data skickas till molnet och analyseras, och resultaten skickas sedan tillbaka till styrsystemet. Resultatet är applikationer som gränsar mot maskininlärning och AI, artificiell intelligens.

Båda standarderna är tillgängliga i IoT Connector. Basfunktionen i svetsstyrsystemet PRC7000 omfattar inte bara en MQTT-publicerare som standard utan även en OPC UA-server. Omfattningen av data kan utökas med en licens och öppna för ännu fler potentiella applikationer.

Tidigare har inte svetsstyrsystem varit anpassade för implementering av MQTT, OPC UA och andra protokoll på grund av prestandabegränsningar. Istället har mellanprogram eller gatewayprogramvara kopplats in, eventuellt på egen maskinvara, mellan enheten och edge- eller molnlagret. Data samlades in, aggregerades och skickades iväg av mellanprogrammet.

Kvalitetssäkring och förebyggande underhåll

IoT Connector har stöd för vertikal integrering inifrån processenheten, exempelvis till molnet eller edgelagret. Det är ett öppet system anpassat för toppmodern kommunikation och begränsas inte av proprietära strukturer. Användarna kan bearbeta data enligt sina behov. Med styrsystemet PRC7000 ingår en definierad dataomfattning som standard, exempelvis utvärdering av godkända/icke godkända resultat.

Paketet kan byggas ut för ännu större dataflöden och fler användarfall. IoT kan exempelvis användas för bestämning av över 200 verkliga värden per punktsvets. De omfattar kvalitetsvärden, rådata från svetskurvor, målvärden, inställningar, referenskurvor och andra parametrar samt dataförändringar. I kombination med utvärdering av andra datakällor kan koncept för förebyggande underhåll implementeras. Andra fördelar är förbättrad transparens eftersom användarna kan identifiera och utnyttja optimeringspotential: Automatisk loggning kan implementeras i kvalitetssäkringssyfte. Loggade parameterförändringar möjliggör analyser av punktsvetskvaliteten. Och karosseriets status kan visualiseras med parameterinformation.

Redo för Industri 4.0

Dagens industri kräver flexibel och mångsidig produktion som anpassar sig till dynamiska krav. Det kräver anpassningsbara lösningar som främjar nätverkskommunikation och konsekvens. Bosch Rexroth lanserar IoT Connector som svar på den moderna fabrikens behov. Den gör det möjligt för Bosch Rexroths svetsstyrsystem PRC7000 och PSI6000 att byggas ut enligt kraven från Industri 4.0 och ta tillvara värdefulla data.

Författare: Domenico Livani

Befattning: Product Manager för motståndspunktsvetsning, Bosch Rexroth AG