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| Weihenstephaner Standards | |
|---|---|
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| Basisdaten | |
| Entwickler | Technische Universität München- Lehrstuhl für Lebensmittelverpackungstechnik |
| Kategorie | Maschinenschnittstelle |
| weihenstephaner-standards.de/ | |
Die Weihenstephaner Standards (WS) sind Schnittstellen zur Maschinendatenerfassung. Sie verbinden Maschinen der Verpackung- und Abfülltechnik (WS Pack) bzw. der Lebensmittelindustrie (WS Food) mit übergeordneten Systemen, wie Betriebsdatenerfassungssystemen (BDE) oder Management Execution Systems (MES/MOM) . In den Weihenstephaner Standards wird die physikalische Schnittstelle, ein propriäterer Befehlssatz, ein maschinenspezifisches Datenangebot sowie die Verwertung/Verarbeitung der Datenpunkte definiert.
Inhaltsverzeichnis |
Basis der Weihenstephaner Standards war ein Forschungsprojekt, das von der Wissenschaftförderung der deutschen Brauwirtschaft e.V. (Wifö) unterstützt wurde. Ergebnis war das "Standard-Pflichtenheft für BDE-Systeme innerhalb von Getränkeabfüll-Linien".[1] Ein Industrienutzerkreis, bestehend aus Maschinenbauern, IT-Anbietern, Steuerungsherstellern und Endanwendern, definierte in den folgenden Jahren die Weihenstephaner Standards für die Betriebsdatenerfassung bei Getränkeabfüll- und Verpackungsanlagen (WS2005.05). Dieses Projekt wurde ebenfalls durch die Wifö finanziert. Später wurde auf Initiative der fleischverarbeitenden Industrie das Projekt WS Food gegründet, das eine Anpassung des Getränkestandards auf das lebensmittelverarbeitende Gewerbe anstrebte; so entstand WS Food.
Die Weihenstephaner Standards können in der Automatisierungspyramide als Bindeglied zwischen Produktionsleitebene und Prozesssteuerungsebene angesiedelt werden. Sie wurden sowohl für die Verpackungs- und Abfülltechnik als auch für das Lebensmittelproduzierende Gewerbe entwickelt. Sie erlauben es einem MES bzw BDE-System mit den Steuerungen verschiedener Maschinen Daten auszutauschen und so MES-Funktionalitäten zu unterstützen. Für eine einfache Verarbeitung der Daten sind
Des Weiteren werden in den Weihenstephaner Standards branchenspezifische Berichte bzw. Auswertefunktionen beispielhaft vorgestellt und die Generierung mit der spezifizierten Datengrundlage erklärt. Der WS bietet dazu folgende Dokumente:
| Abfüll- und Verpackungstechnik | Lebensmittelproduktion | Erklärung |
|---|---|---|
| WS Infobroschüre | WS Infobroschüre | Informationen zu den WS |
| WS Protokoll | WS Protokoll | Beschreibung der Datenschnittstelle |
| WS Pack Inhalt | WS Food Inhalt | Beschreibung der Dateninhalte in einer Datenpunktbibliothek (Branchenspezifisch) |
| WS Pack Auswertung | WS Food Auswertung | Beschreibung von Standardauswertefunktionen (Branchenspezifisch) |
| WS Überprüfung | WS Überprüfung | (Beschreibung zur Überprüfung der Schnittstelle (in Arbeit) |
| OSI-Schicht | Englisch | Weihenstephan Standard | |
|---|---|---|---|
| 7 | Anwendung | Application | Standardisierte Anwendungen |
| 6 | Darstellung | Presentation | Binäre Datenübertragung im Intelformat |
| 5 | Sitzung | Session | Standardisierter Befehlssatz |
| 4 | Transport | Transport | TCP |
| 3 | Netzwerk | Network | IP |
| 2 | Sicherung | Data Link | CSMA/CD |
| 1 | Bitübertragung | Physical | Ethernet |
Die Kommunikation beruht auf dem Client/Server-Prinzip, wobei das MES als Client Anfragen an eine Maschine (Server) stellt und von diesem Antworten erhält. Physikalisch basiert die Schnittstelle auf Standard- Ethernet. Als Protokoll wird TCP/IP mit WS-proprietären Befehlen verwendet. Folgende Befehle sind verfügbar, wobei nur 1-3 verpflichtend unterstützt werden müssen:
| Nr | Befehl | Erklärung |
|---|---|---|
| 1 | NOOP | Keine Funktion (Lebenszeichen) |
| 2 | READ_SVALUE | Lesen eines Werts |
| 3 | WRITE_SVALUE | Schreiben eines Werts |
| 4 | READ_LIST | Lesen einer definierten Liste |
| 5 | WRITE_LIST | Schreiben einer definierten Liste |
| 6 | READ_MVALUE | Lesen mehrerer Werte |
| 7 | WRITE_MVALUE | Schreiben mehrerer Werte |
| 8 | READ_STRING | Lesen einer Zeichenfolge |
| 9 | WRITE_STRING | Schreiben einer Zeichenfolge |
| 10 | READ_CONFIG | Lesen der Gerätebeschreibungsdatei |
| 11 | READ_MIXED_LIST | Lesen gemischter Werte (mit string) |
| 12 | WRITE_MIXED_LIST | Schreiben gemischter Werte (mit string) |
Die Schnittstelle kann mit einem Testtool überprüft werden. Dieses wurde in Zusammenarbeit mit der Krones AG entwickelt und kann zur Validierung der Schnittstelle verwendet werden.
Im WS Pack werden Dateninhalte für Maschinen der Abfüll- und Verpackungstechnik und im WS Food der Lebensmittelindustrie definiert. Es gibt jeweils branchenspezifische Datenpunktbibliotheken, in denen relevante Datenpunkte enthalten und eineindeutig erklärt sind. Dabei unterscheidet man zwischen
Alle Datenpunkte haben ein fest definierte Nummer, einen eindeutigen Namen, ein Datenformat, Zugriffsrechte und eine Beschreibung.
Die Schnittstelle einer Maschine muß über die sogenannte XML-Gerätebeschreibungsdatei beschrieben werden. Darin werden die unterstützten Befehle, die verfügbaren Datenpunkte und Verbindungseigenschaften (Portnummer, Verbindungsanzhal, etc.) dokumentiert. Die Datei muß dem jeweils aktuellen Schema entsprechen und kann mit dem Tool WSEdit, das in Zusammenarbeit mit der KHS GmbH entwickelt wurde, erzeugt und bearbeitet werden.
Für den entscheidungsunterstützenden Einsatz von Datenerfassungssystemen sind relevante Informationen von Interesse, nicht umfangreiche Datenbanken. Entscheidungsunterstützende Informationen können durch Verdichtung und automatisierte Auswertung der Daten gewonnen werden. Die Weihenstephaner Standards empfehlen in Ihrem dritten Teil die wichtigsten Auswertefunktionen für die jeweilige Branche, wie
Es wird erläutert, wie Informationen anhand der WS Datenpunkte generiert und dargestellt werden können.
Bei der Entwicklung der Weihenstephaner Standards wurde auf eine Einbindung von bestehenden Standards geachtet und auch artverwandte Standardisierungsbemühungen verfolgt. So konnte eine Harmonisierung mit zwei Dokumenten der Packaging Workgroup (PackML) der OMAC in Bezug auf
erreicht werden. Seit der Weihenstephaner Standards Version 2005.04 sind diese Bestandteil des ISA-TR88.00.02[4] und dort als „Weihenstephan Mode“ eine Anwendungsbeispiel der OMAC-Richtlinien.
