In diesem Vortrag diskutieren wir die enge Systemintegration von der (shop floor) Fertigung - Echtzeitsteuerung mit TwinCAT® 3 - bis zur MathWorks Iot PlatformThingSpeak. Daher werden verschiedene Aspekte der Integration von PC-based Control mit ThingSpeak™, die auf unterschiedliche Anwendungsfälle abzielen, sowie die Kosten für die Datenübernahme aufgezeigt.
Zunächst stellen wir die direkte Kommunikation aus TwinCAT 3 heraus über MQTTT zu ThingSpeak vor. ThingSpeak implementiert ein MQTTT-Gate, das direkt aus der Echtzeitumgebung heraus angesprochen werden kann. Die Datenvorverarbeitung und -kompression kann in TwinCAT 3 mit Hilfe von SPS-Bibliotheken, C/C++ und natürlich integrierten MATLAB® und Simulink®-Modulen realisiert werden. Diese Vorverarbeitung ist unerlässlich, denn der Datendurchsatz in einer Maschinensteuerung erreicht leicht wesentlich höhere Dimensionen, als dies bei einem Cloud-System der Fall sein sollte (d.h. aus wirtschaftlichen Gründen). Ein einfaches Beispiel zeigt, wie man Daten in ThingSpeak publiziert, eine MATLAB Funktion auslöst und das Ergebnis der ausgelagerten Berechnung abonniert. Wird keine automatisierte Reaktion gewünscht bzw. gewünscht, können ThingSpeak Charts über iframes in das TwinCAT 3 HMI der Maschine integriert werden, um den Maschinenbediener zu informieren.
Zweitens stellen wir Ihnen vor, wie Sie MATLAB als Intermediate Gateway zwischen TwinCAT 3 und ThingSpeak einbinden können. Da jede Beckhoff-Maschinensteuerung ein Industrie-PC (IPC) mit Windows-Betriebssystem ist, ist es möglich, eine MATLAB Compiler™ Runtime neben der TwinCAT Runtime direkt auf demselben (auch auf einem anderen) Hardware-Gerät zu hosten. Zwischen beiden Laufzeiten können Daten übertragen werden, z.B. über ADS oder OPC-UA. Somit kann der MATLAB Compiler Runtime als asynchrone Laufzeit für die Vorverarbeitung von Daten fungieren und Daten über die Rest-API an ThingSpeak weiterleiten.
Beide Integrationswege ermöglichen es, die Rechenleistung an übergeordnete Systeme auszulagern. Wenn eine Berechnung asynchron zur Echtzeit ausgeführt werden kann (oder muss), z.B. ein Condition Monitoring oder eine Optimierungsfunktion, kann diese Berechnung an einen MATLAB Compiler Runtime oder ThingSpeak ausgelagert werden, um die Hardwarekosten in der Fertigung zu reduzieren.
