Der MES-Bus
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Der MES-Bus
Um den Zugang zu der Fülle an Informationen auf der Betriebsleitebene effizient gestalten zu können, muss in einem MES-Bus eine mehrstufige Modellierung sowohl im Sinne einer Hierarchie-Bildung (Aggregation) als auch im Sinne einer Abstraktion möglich sein. Die Aggregation stellt sicher, dass die benötigte Information in der Datenfülle schneller zu finden ist (beispielsweise die Dosierfunktion eines definierten Teilrezeptes in einer vorgegebenen Teilanlage) und Informationen übersichtlich auf den verschiedenen Aggregationsstufen repräsentiert werden können. Die Abstraktion ermöglicht die Festlegung von Abhängigkeiten und Regeln auf verschiedenen Detaillierungsebenen, so dass sich auf einen MES-Bus aufsetzende Anwendungen deutlich universeller implementieren lassen. Dies stellt letztendlich eine bessere, konfigurationsfreie Erweiterbarkeit der Gesamtarchitektur sicher. Als gemeinsames Meta-Modell für den MES-Bus bietet sich daher ein objektorientierter Ansatz an.
Die Interaktions-Mechanismen mit den Daten der Informationsmodelle sind so zu gestalten, dass neben dem Lesen der Daten beliebige Änderungen möglich sind. Dabei erscheint es sinnvoll, sich auf wenige aber universelle Meta-Modell-Elemente und Interaktionsmechanismen zu beschränken, auch wenn ein Informationsaustausch über den MES-Bus dann aus mehreren Einzelschritten zusammengesetzt werden muss. Als Grundprinzip für diese Interaktionsmechanismen bietet sich eine Client-Server-Architektur an, in der jeder Kommunikationsteilnehmer Dienstanfragen verschicken und beantworten kann.
Betrachtet man den Einsatz eines MES-Busses über den Lebenszyklus einer Prozessautomatisierung, so wird deutlich, dass neben den aktuellen Bewegungsdaten der Austausch der Konfigurations- und Engineering-Daten des Prozesses, der Anlage und der Automatisierungskomponenten eine wesentliche Rolle spielen. Diese werden unter anderem benötigt, um die jeweiligen Informationsmodelle im MES-Bus konsistent zu halten.
Umsetzung in vier Schritten
Die Umsetzung eines MES-Busses erfordert zuerst die Auswahl einer geeigneten Kommunikationsplattform. Hier wäre ein offenes und standardisiertes Kommunikationsprotokoll wünschenswert. Die klassische OPC-Technologie liefert mit ihren Profilen Data Access (DA) Historian Data Access (HDA) und Alarms&Events (AE) kein geeignetes Meta-Modell zur Abbildung der Informationsstrukturen eines MES-Busses. Lediglich die OPC Unified Architecture (OPC UA) könnte die wesentlichen Anforderungen erfüllen. Allerdings fehlen bisher Implementierungen, um die Praxistauglichkeit der Spezifikation zu bewerten. Eine geeignete und seit mehreren Jahren für viele Prozessleitsysteme vorhandene Technologie wäre die an der RWTH Aachen entwickelte Kommunikationstechnologie ACPLT/KS (Aachener Prozessleittechnik/Kommunikationssystem). Deren Nachteil liegt in der geringen Verbreitung bei Anwendern, Automatisierungs-Dienstleistern und in MES-Lösungen.
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