Neuheiten von B&R im 2020

Welche Produkte und Dienstleistungen zeigt(e) B&R im Jahr 2020? In diesem fortlaufenden Artikel werden die wichtigsten Neuheiten beschrieben.

Mit der engen Anbindung von Linux an das B&R-Echtzeitbetriebssystem Automation Runtime können Softwareentwickler Programmcode in jeder beliebigen Programmierumgebung (IDE) entwickeln, kompilieren und debuggen. Mit exOS lässt er sich anschliessend einfach in die Maschinenapplikation integrieren und ausführen. Moderne Automatisierungslösungen im Sinne von Industrie 4.0 und dem Industrial IoT erreichen damit völlig neue Freiheitsgrade. Zum Beispiel können mit exOS Machine-Learning-Algorithmen direkt auf der Edge-Ebene ausgeführt werden. Dazu läuft ein Tensorflow-ML-Modell unter Linux auf einem Automation PC und erhält Maschinendaten von der Maschinensteuerung über die exOS-Schnittstelle. Maschinelles Lernen lässt sich so unter anderem zur Optimierung der Wartung heranziehen.

Ein zentrales Engineering-Tool

Entwicklungsingenieure erstellen den Linux-Code in den ihnen vertrauten Werkzeugen wie Eclipse oder Visual Studio. Anschliessend wird der Linux-Code als exOS-Paket ins B&R-System importiert. Dadurch kann Automation Studio als zentrales Engineering-Tool verwendet werden. Das Softwaremanagement und die Softwarediagnose gestalten sich so wesentlich einfacher und übersichtlicher. Zusätzliche Werkzeuge sind für die Inbetriebnahme nicht mehr notwendig.
IT-Funktionen in Linux lassen sich über etablierte OT-Abläufe und Werkzeuge verteilen und warten. Zum Beispiel ist im Service-Fall oder bei einem Hardware-Tausch die nötige Softwareinstallation ohne Expertenwissen möglich. Zudem bietet exOS umfangreiche Diagnosefunktionen für die Installation und Code-Ausführung. Das B&R-System zeichnet sämtliche Fehlermeldungen des Steuerungsbetriebssystems und Linux durchgängig auf und stellt sie dem Anwender zur Verfügung.

Performante Schnittstelle

exOS bringt eine nutzerfreundliche API für einen leistungsfähigen Datenaustausch mit. Die API sorgt für eine einfache und gepufferte Prozessdatenkommunikation zwischen dem Steuerungsbetriebssystem und Linux. Die Daten werden konsistent im Millisekundenbereich übertragen. Um Anwendungen zeitsynchron auszuführen, kann über den NetTime-Mechanismus auf eine gemeinsame Zeitbasis zugegriffen werden. Dies ermöglicht zeitkonsistente Datenübertragung sowie die Zeitstempelung von Prozessdaten.

Skalierbare Lösung

Maschinenbauer können zwischen zwei unterschiedlichen Umsetzungsvarianten für exOS wählen. Entweder werden Automation Runtime und Linux auf demselben Gerät, zum Beispiel einem Automation PC, ausgeführt, oder jedes System nutzt eine separate Hardware. Für die zweite Umsetzungsvariante kann jeder beliebige Automation PC von B&R und jede beliebige X20-Steuerung kombiniert werden.

Mit mapp UserX kann der Administrator problemlos Benutzer anlegen und ihnen gestatten, sich mit ein und demselben Benutzernamen und Passwort mit mehreren Servern zu verbinden. Statt Benutzer um Benutzer an jeder Maschine zu verwalten, werden alle Benutzerdaten sowie deren Rechte auf einem Server abgelegt und bei jedem Log-in dort abgefragt.

Leistungsstarke, webbasierte Funktionen implementierbar

Die Benutzerverwaltung mit mapp UserX und LDAP ist vollständig in die Web-Visualisierung mapp View integriert. Die Funktionen für die Benutzerverwaltung stehen als Widgets zur Verfügung. Entwickler haben die Möglichkeit, leistungsstarke, webbasierte Funktionen zu implementieren, ohne eine einzige Zeile Code zu schreiben. Damit lassen sich zudem die Vorgaben der Verordnung FDA 21 CFR Part 11 einfach erfüllen.

Mit dem neuen Visualisierungselement OnlineChartHDA aus dem Softwarepaket mapp View bekommt der Nutzer einen transparenten Einblick in das Verhalten seiner Maschine. Maschinendaten werden über die Steuerung direkt aus dem Prozess erfasst. Die Daten werden permanent aufgezeichnet und dem Widget automatisch zur Verfügung gestellt.

Offener Kommunikationsstandard OPC UA

Die Lösung basiert auf dem Standard OPC UA. Maschinendaten werden von einem OPC-UA-Server abgerufen und anhand einer standardisierten Schnittstelle in der Visualisierung dargestellt. Dadurch kann das Widget Daten von jedem beliebigen Gerät nutzen, das über einen OPC-UA-Server verfügt. Abtastzeit, Puffergrösse und alle anderen Einstellungen werden im Server konfiguriert.

Web-Visualisierungsseiten ohne grossen Programmieraufwand

Mit dem Softwarepaket mapp View kann jeder Automatisierungstechniker ohne grossen Aufwand übersichtliche Web-Visualisierungsseiten gestalten. Moderne HTML5-Visualisierungen werden einfach mit vorgefertigten Widgets erstellt. Der Benutzer zieht einfach das OnlineChartHDA-Widget auf die gewünschte Visualisierungsseite und parametriert es nach Bedarf. Multi-Touch-Gesten wie Zoomen oder Wischen ermöglichen ein intuitives Bedienerlebnis im Widget.

Die neuen Motorsegmente können gezielt eingesetzt werden, um einzelne Track-Abschnitte zu kühlen. So können bei hochdynamischen Applikationen viele Shuttles auf einem einzelnen Track-Abschnitt beschleunigen oder bremsen. Die entstehende Wärme wird vom Flüssigkeitskühlsystem aufgenommen und über ein Kühlmedium abgeführt. Eine Pumpe transportiert dazu Kühlwasser durch einen Kühlkreislauf.

Wärmeentwicklung einfach berechnen

Die mitgelieferte Systemsoftware mapp Trak berechnet genau, an welcher Stelle des Track-Systems welche Leistungen benötigt werden. Daraus leitet die Software die Wärmeproduktion der Track-Abschnitte ab. In der Simulation der Software wird sichtbar, an welcher Stelle des Tracks gekühlte Motorsegmente nötig sind. Die Segmente können sowohl parallel als auch seriell geschalten werden. Auch eine gleichzeitige Kombination aus beiden Varianten ist möglich. Da nicht der gesamte Track gekühlt werden muss, bleiben die Kosten niedrig. Das ACOPOStrak-Kühlsystem ist damit besonders effizient. Durch die optimale Anpassung an die Applikation und ohne erforderliche Tests der Hardware wird der höchstmögliche Kundennutzen geboten.

M.2-Speichermodule sind sehr kompakt und basieren auf der bewährten MLC-Technologie. Aufgrund ihres hohen Datendurchsatzes sind sie besonders für Data Logging und andere datenintensive Anwendungen attraktiv. Zudem bieten sie deutlich mehr Speicherplatz als CFast-Karten, wodurch über die Laufzeit mehr Daten geschrieben werden können.

Der M.2-Speicher belegt einen vorgegebenen Interface-Slot des Industrie-PCs. Der Speicher kann wahlweise ab Werk bestellt oder im Feld vom Anwender nachgerüstet werden. Zusammen mit den zwei CFast-Slots können nun bis zu drei Massenspeicher parallel in einem Automation PC verwendet werden.

Die Informationen zwischen mapp Cockpit und dem Automatisierungsprojekt werden über das herstellerunabhängige Kommunikationsprotokoll OPC UA übertragen. Die Benutzeroberfläche wird webbasiert bereitgestellt. Dadurch ist die Diagnose mit mapp Cockpit und einem B&R-Automatisierungssystem sehr flexibel und zugleich konform zu einem etablierten Standard.

Verhalten im Watch live beobachten

In der übersichtlichen Oberfläche von mapp Cockpit können zum Beispiel Achsen oder Achsgruppen direkt bedient werden. Die Kommandos der Komponenten, die sonst in Form von Funktionsbausteinen zur Verfügung stehen, werden einfach per Knopfdruck ausgeführt. Das Verhalten der Komponenten kann im sogenannten «Watch live» beobachtet werden, wo alle relevanten Werte grafisch dargestellt werden. Die zusätzliche Installation eines Analysewerkzeuges ist nicht mehr notwendig.

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