克勞斯瑪菲集團（于2016年被中國化工集團公司收購）為其注塑和反應/擠出系統采用了uaGate SI網關技術并實行了開放且獨立于平臺的OPC UA標準，以用于設備狀態自動化監控，這有助于提高產量并避免機器停機。

手動數據收集

克勞斯瑪菲集團在幾年前就采取了有效措施，以確保其生產一直保持高質量標準。該公司需要記錄從100公斤到70噸大型生產機械的狀態。為此，其部署了一種定義為TPM的方法來收集數據，并且這些數據可用于提高機器產能利用率和生產可靠性。

為了記錄OEE KPI（設備指標），工人需要記錄生產數據以及正常操作期間甚至機器停機期間的所有異常情況，所以每個事件的數據都是在公司內部SAP系統中通過手動輸入的。雖然這種方法能夠顯著提高設備利用率，但系統負責人意識到，手動輸入意味著信息既不連續也不準確，無法達到更高的自動化水平。

由此，一個新的想法便產生了：生產中使用的每臺機器都配置一種持續更新的“病歷”。這樣產生的透明度和可衡量性將能進一步改進生產過程。為此，需要自動收集數據，并由專門的MDC/PDC軟件來儲存記錄，而這兩個軟件在項目開始時并不存在。

工業4.0的合作伙伴

在對其設備進行數字化的過程中，克勞斯瑪菲同時在尋找用于收集設備和生產數據的新MDC/PDC軟件，以及能夠將所有生產設備都連接到IT系統的設備供應商。

“我們在數據收集方面已經有很多經驗了，”克勞斯瑪菲工業工程部的克勞迪奧 ? 薩特解釋說，“因此能夠自己制定軟件規范。但是，這與將我們的設備聯網到IT系統的情況正好相反。我們需要從未來的合作伙伴那里咨詢高質量專業知識。”

經過廣泛的市場調查，客戶確定了合作伙伴并集成了正確的軟件解決方案。然而，自動化數據收集的實施本身就是一大挑戰，因為克勞斯瑪菲公司的設備中包括了一些使用時間超過20年的設備以及超現代化的機器——這也是幾位系統集成商從最終入圍名單上被淘汰的原因。最后，該合同授予了來自奧地利霍恩施泰因的SEP軟件工程部門（SEP集團），并且該公司已經與克勞斯瑪菲成功完成了多個設備的現代化項目。

SEP集團銷售總經理Bernhard Haas解釋說：“這個項目的一大挑戰是需要深入了解各種工廠控制系統并提取所需的數據。雖然我們的許多競爭對手都對這個問題束手無策，但我們在西門子和SINUMERIK的領域中是非常自信的，并且可以貢獻大量經驗。”

雖然機房控制系統多種多樣，從傳統的到非常先進的，但是用于進入MDC/PDC軟件的數據記錄方式必須盡可能保持相似。出于這個原因，現有的PLC使用了輸出總共為16個信號的軟件基本版本，并且能滿足所有技術要求。SEP集團技術總監Andreas Fischer說：“雖然這在現代控制系統中看起來有點麻煩，但輸出的信號與使用時間長達20年的控制系統相同——因此數據記錄的方式是相同的，這才是最重要的。”

IT安全成為焦點

另外，能夠在異構設備池和IT系統之間提供簡單、透明的連接解決方案也很重要，因為這可以保障工作負載的可管理性，特別是對于那些使用了種類繁多的軟件應用程序的設備。Haas在解釋項目的后續步驟時說：“這就是我們研究Softing OPC uaGate解決方案的原因”。

采用uaGate進行數據通信的決定受到了網關提供的開放、獨立于平臺且普遍被接受的OPC UA標準的影響。另一個關鍵因素是SEP軟件工程部門從一開始就高度重視網絡安全。在這種情況下，uaGate憑借其集成防火墻功能可再添一分。

除了防火墻外，兩個在物理上獨立的網絡接口還提供了更大程度的攻擊保護，并且PLC數據訪問也受到了保護，由此可以為控制層和IT層設置單獨的配置權限。這對于希望保留其專有控制數據的原始設備制造商/機械制造商來說特別有用，而且對使用的數據加密和用戶認證系統符合非常嚴格的安全要求。

“對于實際方案的實施，我們選擇了更注重IT安全的解決方案，”Fischer說，“這意味著辦公室網絡中的設備沒有直接連接，相反，您可以創建一個單獨的解決方案：在設備和辦公室的網絡之間設置防火墻，以確保更高級別的安全性。”

積極影響

雖然在對設備通信設置進行初步測試后需要一些小的改進，但總體思路是實現所有連接設備狀態透明化以及可進行實時報告。SEP軟件公司現正在將IT系統集成推廣到公司的大部分設備中，并且各方對該項目的評價都非常積極。克勞斯瑪菲集團強調了SEP軟件工程部門通過OPC為克勞斯瑪菲網絡提供的有效建議和快速數據分級。SEP軟件工程部門對Softing提供有關網關固件問題的及時技術支持表示贊賞。

團隊已經在計劃下一步了，克勞斯瑪菲集團現在希望在新項目中再接再厲，取得進展。該項目使用所獲得的數據來啟用設備的狀態監控以及來主動檢測機器的故障。他們再次選擇Softing網關，因為采用Softing網關不僅可以使數據1:1轉發到數據庫，還可以使其重新被用于其他下游應用程序。

uaGate SI技術

控制器與IT（ERP、MES、SCADA）系統以及控制器之間的連接使用了開放、獨立于平臺且經過市場驗證的OPC UA標準。

OPC UA支持簡單的本地和全球網絡以及通過防火墻的路由。MQTT Publisher功能提供了將生產數據傳輸到物聯網云的解決方案。網關配置可以基于導入接口，并允許直接從SIMATIC STEP 7和TIA Portal項目中輕松導入符號。

物理分離的網絡接口不僅可以防止被入侵，還支持對PLC數據的單獨保護、訪問以及控制和對IT級別的權限單獨配置。這些功能對于不想泄露專有控制器數據的OEM/機械制造商特別有用。數據加密和用戶身份驗證滿足了非常高的安全要求。

OPC UA標準組件不僅可為現有工廠添加現代化通信功能，而且可集成到小型和大型自動化項目中，還可適用于新應用和工廠改造。

uaGate網關也是全硬件解決方案，因此無需軟件更新、操作系統補丁或PC維護工作，也無需PLC編程或專用PC，并且在設備插入和配置一次后可多年無故障運行。