MTConnect Kommunikationsstandard
Verwendung von MTConnect und Anwendungsgebiete
MTConnect ist ein offener Kommunikationsstandard, welcher speziell auf die Maschinen- sowie Fertigungsindustrie ausgerichtet ist. Es dient dazu, eine standardisierte sowie einheitliche Methode zum Erfassen und Austauschen von Daten aus Maschinen und anderen Geräten in der Fertigungsumgebung zu ermöglichen. Entwickelt hat den Standard das MTConnect Institute, eine Organisation, die aus Unternehmen, Institutionen sowie Einzelpersonen besteht. Die Organisation setzt sich für die Förderung offener Kommunikationsstandards in der Fertigungsindustrie ein. Der Kommunikationsstandard findet seinen Einsatz hauptsächlich bei Herstellern wir Mazak, DMG MORI, Okuma, Haas Automation oder auch Fanuc.
MTConnect Hersteller im Überblick
Mazak (Yamazaki Mazak UK Ltd)
Der japanische Hersteller Mazak verwendet MTConnect in seinen Smooth Technology-Steuerungen, wie z.B. die SmoothX, SmoothG, SmoothC oder auch die SmoothAi.
DMG MORI (DMG MORI Global Marketing GmbH)
Als einer der weltweit führenden Hersteller von Werkzeugmaschinen integriert DMG MORI den Kommunikationsstandard in seine Celos-Steuerungen, die in vielen CNC-Maschinen eingesetzt werden.
Okuma (Okuma DEUTSCHLAND GmbH)
Okuma, ein großer japanischer Werkzeugmaschinenbauer, vertreibt die CNC-Steuerungen der OSP-P-Serie (OSP-P300, OSP-P200, etc.), die MTConnect für die Datenkommunikation unterstützen.
Haas Automation (Haas Automation, Inc – CNC-Werkzeugmaschine)
Haas, ein US-amerikanischer Hersteller von CNC-Maschinen, setzt ebenfalls den Kommunikationsstandard in seinen Maschinen mit HaasNext-Steuerungen, wie z.B. der HaasControl, ein.
FANUC (FANUC Deutschland GmbH)
Der japanische Hersteller FANUC, einer der größten Anbieter von CNC-Steuerungen, hat ebenfalls begonnen, den Kommunikationsstandard in einigen seiner Steuerungen, wie z.B. der FANUC Series 30i/31i/32i-Modellreihe, einzusetzen.
Funktionsweise der Datenübertragung und Aufbau der Kommunikationsarchitektur
Datenübertragung
MTConnect nutzt das Internet-Protokoll (IP) und verwendet XML (Extensible Markup Language) als Datenformat, um damit Maschinendaten zu sammeln und zu übertragen. Es ermöglicht zudem den Zugriff auf Informationen wie z.B. Maschinenzustände, Produktionsparameter, Temperatur, Druck, Geschwindigkeit sowie andere relevante Daten von Maschinen und Geräten in der Fertigungslinie. Diese Daten können anschließend von verschiedenen Anwendungen, wie z.B. Überwachungssystemen, Analyse-Tools, Wartungssystemen und anderen Softwareanwendungen, genutzt werden. Die bereitgestellten Daten sind in einem standardisierten Format organisiert. Dies erleichtert folglich die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen.
Kommunikationsarchitektur
Die Kommunikationsarchitektur von MTConnect basiert auf dem Client-Server-Modell, wobei die Clients jedoch nur lesend auf die bereitgestellten Daten zugreifen können. Die Anwendungen, welche die Maschinendaten abrufen und verarbeiten möchten, stellen die Empfänger (oft als „MTConnect-Clients“ bezeichnet) da. Die Server (oft als „MTConnect-Agenten“ bezeichnet) fungieren als Schnittstelle zwischen den Maschinen sowie den Clients.
Drei grundlegende Komponenten des Kommunikationsstandards
- MTConnect-fähige Maschinen und Geräte: Die Maschinen und Geräte in der Fertigungslinie sind mit sogenannten „MTConnect-Adaptern“ ausgestattet. Diese Adapter dienen dabei als Schnittstelle zwischen der Hardware der Maschine (z.B. Sensoren, Steuerungen, Aktoren usw.) und dem Protokoll. Sie sind folglich dafür verantwortlich, die relevanten Maschinendaten zu erfassen und sie anschließend für den Abruf über das Netzwerk verfügbar zu machen.
- MTConnect-Agenten: Die Agenten sind Softwarekomponenten, die die gesammelten Daten von den MTConnect-Adaptern empfangen und verwalten. Sie stellen die Schnittstelle für die MTConnect-Clients bereit, um so Daten abzurufen. Ein Agent kann Daten von mehreren Maschinen oder Geräten in der Fertigungsumgebung verarbeiten.
- MTConnect-Clients: Dies sind Anwendungen oder Softwarekomponenten, die auf Daten zugreifen und diese anschließend verwenden möchten. Diese Clients können dementsprechend verschiedene Funktionen haben, z.B. Echtzeitüberwachung, Datenanalyse, Produktionsplanung, Wartung, Leistungsoptimierung und mehr. Sie kommunizieren mit den MTConnect-Agenten, um folglich die gewünschten Daten abzurufen und entsprechende Befehle an die Maschinen zu senden.
Abgrenzung zwischen MTConnect und OPC UA
In der Fertigungsindustrie wird neben MTConnect auch immer häufiger OPC UA oder eine Kombination aus beiden Standards verwendet. Der folgende Vergleich zeigt die wichtigsten Unterschiede zwischen den Kommunikationsstandards auf:
MTConnect
OPC-UA
Wie kann das BITMOTECOsystem über MTConnect mit der Maschinensteuerung kommunizieren?
Über das Node-RED Modul kann das BITMOTECOsystem als MTConnect-Client agieren und anschließend entsprechende Maschinendaten abrufen. Dazu kann der HTTP-Node in Verbindung mit dem XML-Konverter verwendet werden.
In dem Beispiel aus dem Bild werden die Daten als XML-Datei per HTTP GET-Request beim MTConnect-Agenten abgerufen. Anschließend kann der XML-String mit dem XML-Node in ein Javascript-Objekt umgewandelt und die gewünschten Messwerte aus diesem entsprechend extrahiert werden. Die Daten lassen sich dann weiterverarbeiten und z.B. per MQTT-Node auf einem MQTT-Broker bereitstellen. Alternativ können die extrahierten Messwerte auch in einer Datenbank abgelegt und anschließend von dort aus weiterverarbeitet oder auch archiviert werden.
Mehr zum Thema:
Hannover | Niedersachsen | Oldenburg | Osnabrück | Göttingen | Celle | Lüneburg | Hameln | Aurich | Leer | Diepholz | Emsland | Gifhorn | Uelzen | Cuxhaven | Hamburg | Bremen | Braunschweig |