Implementing automation services for a process plant via OPC UA

Abstract

In der modernen Welt ändern sich Technologien mit unglaublicher Geschwindigkeit, was zu einer breiten Palette von Produkten und ihrer kurzen Lebensdauer führt. Heutzutage müssen sich Industrien dieser Situation anpassen und die Fähigkeit besitzen, verschiedene Produkte in unterschiedlichen Chargengrößen herzustellen. Der beste Ansatz, um dies zu erreichen, sind flexible Smart Factories,die schnell gemäß neuen Anforderungen neu konfiguriert werden können. Dieshat zur Suche nach neuen, modernen Ansätzen in der Industrie geführt. DiePlug-and-Produce-Strategie, basierend auf dem kompetenzbasierten Ansatz, isteine innovative, vielversprechende und herausfordernde Lösung, die dazu beitragen kann, das erforderliche Maß an Flexibilität zu erreichen und zukünftige Standards in der Fabrikgestaltung neu zu definieren.Diese Arbeit versucht, in diese Richtung einen Schritt vorwärts zu machen. Sie bietet einen kurzen Überblick über den Haupttrend der Industrie - Industrie 4.0.Der theoretische Teil der Arbeit stellt den Stand der Technik dar und liefert eine Beschreibung eines Konzepts. Der praktische Teil enthält das umgesetzte Konzept auf Grundlage gesammelter Informationen und eine Auswertung der Ergebnisse.Das entworfene und umgesetzte Konzept wurde auf einem bestehenden Laboraufbau getestet. Der Aufbau besteht aus einem redundanten Rohrsystem, das eine große Anzahl von Ventilen und zwei Pumpen enthält. Dieses Rohrsystem verbindet mehrere Tanks, von denen jeder mit seinem eigenen Satz von Sensoren und zusätzlicher Ausrüstung wie Heizungen und Mischern ausgestattet ist.

In the modern world, technologies change at an incredible speed, leading toa wide variety of products and their short lifetimes. Nowadays, industries need to adapt to this situation and possess the capability to produce various products with different batch sizes. The best approach to achieve this is through flexible Smart Factories that can be fast reconfigured according to new requirements. This has led to the search for new, modern approaches in the industry. The Plug and Produce strategy, based on the skill-based approach, is an innovative, promising,and challenging solution that can help achieve the required level of flexibility andredefine future standards in factory design.This thesis attempts to take a step forward in this direction. It provides a briefoverview of the main industrial trend - Industry 4.0. The theoretical part of thethesis represents the state of the art and provides a description of a concept. The practical part contains the implemented concept based on collected information and an evaluation of results.The designed and implemented concept was tested on an existing laboratory setup. The setup consists of a redundant pipe system, which contains a large number of valves and two pumps. This pipe system connects several tanks, each equipped with its own set of sensors and additional equipment, such as heaters and mixers.