Realisierung der IoT Steuerung mit Hilfe der Microsoft HoloLens und Cloud Computing

Die Industriemaschine ist per Retrofitting smart gemacht, also IoT-enabled. Dies ermöglicht die SPS-Steuerung der Maschine in der Cloud zu exponieren, womit neue Steuerungsmöglichkeiten entstehen wie das untere Bild es veranschaulicht.

Technical_holo-qloud

Die Steuerung der Industriemaschine erfolgt mit den zwei Grundkonzepten GAZE und GESTURE der HoloLens. Mit Gaze wird die Blickrichtung erfasst, womit das Fokussieren der modellierten 3D Objekte möglich ist. Nach dem Fokussieren eines Objektes, erfolgt die Interaktion mit Gesture. Das Gesture Konzept erkennt das Tippen mit dem Zeigefinger als eine Geste und führt in einem C#- Script hinterlegten Programmcode aus. Im Bild unten ist ein virtuell modelliertes Objekt mit einem C#-Script dargestellt, welches die Interaktion ermöglicht.

unity-cube1.png

Das C#-Script enthält die Methode onSelect(), welche nach der „Air Tap“ -Geste ausgeführt wird.

void OnSelect()
  {
    changeS7300SetUp(RestfulServices.sessionInformationCredintials);
    playAudio();
  }

Diese Methode ändert die Produktion der Maschine und gibt akustisch einen Signal zurück, dieses bestätig, dass das Produktion -Setup der Maschine geändert worden ist. Das Ändern des Produktion -Setups erfolgt in drei Schritten:

  1. IoT Cloud Authentifizierung
  2. Abonnieren der Events der Maschine
  3. Einen POST des neuen Produktions-Setups ausführen

Die Authentifizierung und das Abonnieren der Events ist  hier dokumentiert. Die Änderung des Setups ist weiter im Text beschrieben.

Das Setup der Maschine also die Steuerung, kann wie folgt in der IoT Cloud hinterlegt sein:

    "0cgh2eb10-dfasd-11e5-a699-0asdf73fd04":{
         "type": "xobject",
         "owner": "ccasdfd90-da25-13e5-9fbb-0025wer342ac08",
         "time": 1456241720,
         "description": "0,2,1",
         "tag": ["ccasdfd90-da25-13e5-9fbb-0025wer342ac08"]
      }

Der Key „description“ enthält die Werte, die bestimmte Funktionen der Maschine repräsentieren. Nachdem ein POST mit den neuen Werten durch die Geste „AirTap“ mit der HoloLens ausgeführt wird, ändert sich der Key in der IoT -Cloud und die smarte Industriemaschine bekommt ein Befehl das Produktion -Setup zu ändern.

Das ändern des Produktions -Setups in C#, erfolgt in dieser Methode:

void changeS7300SetUp(SessionInformationModel sessionCredintials)
 {
   string jsonBody = ("{\"description\":\"0,1,0\"}");

   Dictionary<string, string> headers = new Dictionary<string, string>();
   headers.Add("Content-Type", "application/json");
   headers.Add("Authorization ", "Bearer " + sessionCredintials.sid);

   byte[] body = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(jsonBody);

   //POST
    WWW www = new WWW(sessionCredintials.server + "/api/xobject/0c02eb10-da43-asd-a699-00259073fd04?sid="+sessionCredintials.sid, body, headers);
    StartCoroutine(WaitForChangeS7300SetUp(www, sessionCredintials));
 }

Hier wird ein JSON-String mit den Produktionswerten erzeugt, der dann an die Maschine über die IoT Cloud, im Body per POST gesendet wird.

Diese Art der Steuerung einer Industriemaschine bietet in vielerlei Hinsicht einen Mehrwert. Die Originalsteuerungs-UI der Industriemaschinen unterscheiden sich je nach Hersteller und sind selten intuitiv. Die Steuerungs-UI der HoloLens kann jedoch personalisiert und auch mit Zugriffsrechten versehen werden. Durch die Augmented Reality werden den Mitarbeiter die Informationen geboten, die zu diesem Zeitpunkt und abhängig vom Ort gerade benötigt werden. Des Weiteren bietet die virtuelle Steuerung höhere Sicherheit da die Interaktivität nicht direkt an der Maschine stattfindet.

 

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2 Antworten zu Realisierung der IoT Steuerung mit Hilfe der Microsoft HoloLens und Cloud Computing

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