Der Factory Server ermöglicht die Steuerung von einer nahezu unbegrenzten Anzahl von Druckersystemen über ein Ethernet-Netzwerk. Basis der Software ist eine unter Microsoft Windows betriebene Client/Server-Architektur. Der Server stellt dabei das Herzstück der Anwendung dar indem er Dienste zur Ansteuerung von Druckern bereitstellt. Druckaufträge oder Einstellungsänderungen können sowohl über eine Kunden- als auch über eine Clientschnittstelle empfangen werden. Dabei wertet der Server Informationen wie Uhrzeit oder Sensorwerte aus und sendet abhängig von diesen Informationen einen Drucktext rechtzeitig zum Drucker.

Das System unterstützt beim Einfügen von Drucknachrichten auch Platzhalter, um variable Werte wie das aktuelle Datum oder den Druckzähler in den Drucktext einfügen. Vordefinierte Drucknachrichten können zudem in einer Datenbank abgelegt werden. Ebenso lassen sich kunden- oder produktspezifische Inhalte automatisiert in den Drucktext einfügen.

Zuweisung von Druckaufträgen

Für eine Zuweisung eines Druckauftrages (Workorder) an einen Drucker stehen eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung. Ein Drucker wird hierbei einer Produktionslinie zugeordnet, so dass mit einer Zuweisung eines Druckauftrages an eine Produktionslinie ein oder auch mehrere Drucker automatisch mit den zu druckenden Texten versorgt werden.

Die Zuweisung eines Druckauftrages an eine Produktionslinie kann zum Beispiel über ein Eingabe- Terminal, eine Barcode-Lesung über einen Scanner, oder über ein kundenspezifisches, proprietäres Netzwerk-Protokoll erfolgen.

Erfassung von Produktionsdaten und -ereignissen

Die einzelnen Ereignisse, wie die Zuweisung eines Druckauftrages an eine Produktionslinie oder spezifische Warnmeldungen eines Druckersystems können vom Factory Server optional in die verwendete Datenbank gespeichert werden. Mit den gespeicherten Daten kann ein Anwender jederzeit seine Produktion hinsichtlich einer störungsfreien und korrekten Produktkennzeichnung überprüfen. Eine individuelle Zusammenstellung und Aufbereitung der Daten kann ebenfalls realisiert werden.

Die persistente Speicherung von Prozessdaten sowie Konfigurationsdaten wird ebenfalls mit Hilfe von Datenbanken realisiert. Eine weitreichende Abbildung des aktuellen Prozesszustands ermöglicht dabei ein problemloses Fortsetzen der Produktion z.B. nach einem Stromausfall. Das zugrunde liegende Datenbankmanagementsystem kann dabei vom Kunden frei gewählt werden. Implementierungen für die Kommunikation per ODBC sowie native Verbindungen zu MySQL, Oracle und Microsofts SQLServer sind dabei bereits Bestandteil des Steuerungssoftware.

Die Factory Server SQL Datenbank kann von einem beliebigen, mit dem Datenbank-Netzwerk verbundenen Rechner administriert werden. In der relationalen Factory Server SQL Datenbank werden alle Gerätedaten und alle, während der Factory Server-Laufzeit anfallenden Geräte-Meldungen und Ereignisse festgehalten.

Der Factory Server fragt periodisch die SQL Datenbank nach veränderten Geräte-Konfigurationen ab, so dass bei der Änderung der Geräte-Konfiguration, z.B. bei einem Hinzufügen oder Entfernen von Geräten, diese automatisch während der Server-Laufzeit verarbeitet wird.

›› Vorteil: Bei einem Hinzufügen oder beim Entfernen von Geräten muss der Factory Server nicht terminiert und neu gestartet werden, sondern Änderungen in der Geräte-Konfiguration werden vom Server während der Laufzeit automatisch verarbeitet.

Die Factory Server SQL Datenbank enthält neben den Gerätedaten auch Drucktexte, Druckparameter und optionale Bitmaps, welche von einem Drucker als Logo in einem Drucktext mit eingebunden werden können. Voraussetzung hierfür ist, das der entsprechende Druckertyp eine Verarbeitung von Logo-Daten unterstützt.



Einsatzbeispiel

Ein typisches Beispiel für den Einsatz des Factory Servers ist der Fall, dass ein Drucker für die Bedruckung von Produkten aus mehreren Produktionslinien zuständig ist. In diesem Fall würde das Produkt z.B. auf einem Förderband laufen und zunächst ein Gerät zur Erkennung der Linie, von der das Gerät stammt, passieren. Diese Linienerkennung stellt nun Daten für den Server bereit, i.d.R. als I/O-Signal, wobei auch ein Gerät denkbar wäre, das die Nachrichten über ein Netzwerk an den Server sendet.

Nachdem der Server die Information, dass ein Produkt einer bestimmten Linie in den Druckbereich einfährt empfangen hat, muss dieser nun einen Drucktext und ggf. weitere Parameter generieren. Dies geschieht unter der Berücksichtigung der hinterlegten Produkt- und Auftragsdaten. So wird z.B. die aktuelle Uhrzeit und der Protduktname in den Drucktext eingefügt. Nach Abschluss des Drucks können noch weitere Aktionen des Servers erfolgen, z.B. der Report des Druckereignisses, ein Aktualisieren des Auftrags bzw. ein Abschließen desselben, falls eine gewisse Auftragsmenge erreicht wird oder aber eine Auswertung der Daten eines weiteren Gerätes, das dem Drucker nachgeschaltet ist. Dies kann z.B. ein Gerät sein, das prüft, ob der Druck korrekt erfolgt ist, wie etwa ein Scanner.


Verschiedene Druckertypen möglich

Der Factory Server verwendet für die Steuerung der unterschiedlichen Druckertypen spezielle Druckertreiber, welche die Druckbefehle in die jeweilige Kommandosprache des Druckers übersetzen.

Diese Druckertreiber werden fortlaufend weiter entwickelt, bzw. mit der Markteinführung von neuen Druckersystemen auf Anfrage bereitgestellt. Diese Technik gestattet dem Factory Server, unterschiedliche Druckertypen mit gleichen Stammdaten zu versorgen.


Integration in die kundenspezifische Prozessumgebung

Der Factory Server wird auf einem Steuerungsrechner unter Microsoft Windows betrieben und bietet Schnittstellen zu anderen Systemen. Dies sind in der Regel:

›› Produktionsplanungssystem des Kunden: Dies wird durch einen TCP-Server-Port realisiert, mit dem sich der Kundenrechner verbindet. Denkbar sind aber auch Varianten, in denen der Factory Server als Client agiert. Die Kommunikation erfolgt dabei auf der Anwendungsschicht über eine kundenspezifisches Protokoll, das im Rahmen des Customizing spezifiziert wird. Typisches Beispiel für die Anwendung dieser Schnittstelle ist eine asynchrone Kommunikation, bei der der Kundenrechner den Wechsel eines Produktionsauftrags meldet, woraufhin der Factory Server die Generierung von Druckinhalten und Auswahl der zu verwendenden Drucker anpasst.

›› I/O-Interface: Hierüber kann der Steuerrechner den Prozess beobachten und ggf. auf den Prozess einwirken. Üblicherweise kommuniziert das I/O-Interface per Modbus TCP mit einer SPS. Dabei liegt in der SPS selbst keine Steuerungslogik, es werden nur die Zustände der an der SPS angeschlossenen Peripheriekarten gelesen, bzw. Sollwerte gesetzt. Da die Logik komplett im Steuerungsrechner liegt, können hier sehr kostengünstige SPS-Controller verwendet werden, was zu einer deutlichen Reduktion der Hardwarekosten führt. Für jedes Bit, dass über das I/O-Interface angesprochen wird, kann ein bestimmtes Verhalten vorgegeben werden. So lässt sich neben neben dem klassischen 0/1 auch ein periodischer Wechsel oder ein Impuls angeben, bei denen die Zeit in der das Bit an bzw. ausgeschaltet sein soll ebenfalls vorgegeben werden kann.

›› Datenbankinterface: Neben der Produktionsdatenbank kann auch eine kundenseitige Datenbank mit Stammdaten zu Produkten und Aufträgen angesprochen werden. Über eine weiteres Hintergrundprogramm (Datenbankkonverter) kann ein automatischer Abgleich zwischen Kunden- und Produktionsdatenbank erfolgen.

Modularität

Nicht in allen Systemvarianten werden alle Funktionen des Factory Servers verwendet, es wird bspw. nicht immer eine SPS benötigt. Daher sind die meisten Funktionen in Module gekapselt, die je nach Anwendungsgebiet, einfach aus dem Programm entfernt bzw. hinzugefügt werden können.

Je nach Einsatzzweck und Randbedingungen sind die Module anders ausgeprägt oder es kann ein kundenspezifischer Algorithmus implementiert werden, der z.B. den korrekten Ablauf der Produktion überwacht oder statistische Daten bereitstellt.


Client-Anwendung

Der Factory Server Client ist das zum Factory Server gehörende Human Machine Interface. Der Factory Client kann auf beliebig vielen, einzelnen Windows basierenden Personal Computer eingesetzt werden.

Weiterhin ermöglicht ein Factory Client eine manuelle Auswahl eines Druckertextinhaltes mit einer nachfolgenden Zuweisung an einen Drucker. Der Client existiert in zwei Varianten:

›› zur Prozesssteuerung und -beobachtung

›› zur Steuerung und Verwaltung von Aufträgen

Der Unterschied zwischen den beiden Varianten liegt in dem Einsatzzweck und der Anbindung zwischen Server und Client. Während der Prozesssteuerungs-Client eine TCP/IP-Verbindung zum Server aufbaut und über ein Anwendungsprotokoll Aktionen auf dem Server anstößt, arbeitet der Auftragsverwaltungs-Client ausschließlich auf der Produktionsdatenbank. Einige Funktionen haben die Clients gemeinsam:

›› Anmeldung und Verwaltung von Benutzern

›› Verschiedene Benutzer können im System mit verschiedenen Rechten versehen werden, so dass einige Aktionen Nutzern mit höheren Rechten vorbehalten sind.

›› Visualisierung des aktuellen Anlagenzustands

›› Der Client visualisiert den Gerätezustand eines oder auch mehrerer Druckersysteme. Neben dem Druckerzustand werden im Factory Client Programmfenster auch die jeweiligen kundenspezifischen Auftragsdaten angezeigt.

›› Die Clientanwendung kann dabei sowohl auf einem Rechner in der Nähe des Produktionsprozesses als auch einem entfernten Rechner, bspw. im Büro laufen. Bei einem produktionsnahen Standort kann der Client z.B. auf einem an der zu steuernden Anlage befindlichen Panel laufen, hierbei werden Client-Varianten eingesetzt, die auf eine Eingabe per Touchscreen und einem kleinen Bildschirm optimiert sind.


Client zur Prozesssteuerung und -beobachtung

Das Anwendungsgebiet dieses Clients liegt vor allem bei der Steuerung von Systemen, die prozessnah realisiert sind und bei denen der Benutzer möglichst direkt auf den Prozess einwirken will, z.B. den Druckkopf verfahren oder einen speziellen Druckkopf zum Drucken auswählen. Auftragsdaten sind hier meist vom Produktionsplanungssystem vorgegeben und sollen vom Bediener nicht mehr geändert werden können.


Client zur Steuerung und Verwaltung von Aufträgen

Dieser Client bietet vor allem Möglichkeiten zur Aktivierung von Aufträgen oder auch zur Erstellung von Datensätzen für Aufträge und Produkte. Diese Daten werden dann vom Server benutzt um die Drucktexte zu generieren.


Die Vorteile des Factory Servers auf einen Blick

›› eine Steuerung von einer nahezu unbegrenzten Anzahl von Druckersystemen

›› die Unterstützung von verschiedenen Druckertypen

›› eine Speicherung aller Daten in einer relationalen Datenbank

›› die Verwaltung einer fast unbegrenzten Anzahl von Drucktexten und optionalen Druckparametern in einer Datenbank

›› eine Produktionslinien bezogene Zuweisung von Druckaufträgen

›› die Druckaufträge können verschiedenartig über Eingabegeräte wie Terminals oder Barcode-Lesegeräte, oder auch über kundenspezifische Netzwerkanbindungen zugewiesen werden

›› eine optionale Protokollierung von Druckauftragszuweisungen und Druckstörungen