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Eine Plattform für IPC und Human Machine Interface

Je ähnlicher sich Human Machine Interfaces und Industrie-PCs im komplexen Fertigungsumfeld bedienen lassen, umso flexibler können Mitarbeiter eingesetzt werden. Doch Mensch-Maschine-Schnittstellen und Industrie-Rechner stellen in der Regel unterschiedliche Anforderungen an Hardware und Software. Mit der SP5000-Serie positioniert Pro-face ein System auf dem Markt, dass beide Anwendungen mit einer Modellreihe bedienen will und so den Weg zu umfassend abgestimmten Bedienkonzepten ebnen soll.

Bild: Pro-face Deutschland GmbH

Bestand in der Vergangenheit eine Produktionslinie meist aus unabhängig voneinander geschalteten Komponenten, so finden sich heute an gleicher Stelle Systeme, die weitreichend miteinander vernetzt sind. Die vertikale Integration wird seit Jahren in der Industrie vorangetrieben. Die Bedienung komplexer Produktionssysteme sollte sich aber nicht als Herausforderung für den Mitarbeiter darstellen, sondern ist im Idealfall selbsterklärend und im Erscheinungsbild homogen. Der Grund für diese Anforderungen ist einfach: Der Einsatz von Personal muss ebenso flexibel zu gestalten sein. Betreut der Mitarbeiter im Moment zum Beispiel noch die Produktionslinie A, so kann sich dies auf Anforderung von Kunden schnell ändern. Eine solche Flexibilität zu erreichen ist nicht einfach, zumal jeder Hersteller seine eigene Philosophie in Sachen Aufbau und Bedienung seiner Maschine hat. An der Bedienung der Maschine wird sich kurzfristig wohl keine Vereinheitlichung durchsetzen lassen, auch wenn dies aus Sicht des bedienenden Personals sicherlich wünschenswert wäre.

Aber wie sieht die Situation im Bereich Hardware aus? Ist es notwendig, dass jeder Hersteller auf Grund der vielfältigen Systemlösungen mehrere unterschiedliche Hardwareprodukte verwenden muss? Im Bereich der Human Machine Interfaces (HMI) finden sich immer mehr unterschiedliche Systeme am Markt. Dabei sind nicht die Hersteller gemeint. Codesys, Web-Systeme, Windows-basierende Lösungen oder proprietäre Systeme sind am Markt, und jeder HMI-Anbieter setzt auf eine Lösung, für die er die entsprechende Hardware zur Verfügung stellt. Das Resultat ist ein uneinheitlicher Markt, verbunden mit einer großen Vielfalt von Systemen innerhalb eines Unternehmens. Während der Anschaffungsphase ist dies sicherlich noch unspektakulär, aber wie stellt sich die Situation im laufenden Betrieb dar? Wie aufwendig darf das Ersatzteilmanagement sein? Welches Budget wird innerhalb eines Unternehmens hierfür bereitgestellt? Die Aufwendungen hierfür erreichen, abhängig von der Unternehmensgröße, nicht selten fünf bis sechsstellige Summen. Ein Posten, der großes Einsparpotenzial verspricht.

Human Machine Interface und Industrie-PC in einem

Ein Ansatz, dieses Einsparpotenzial zu heben, könnte über ein einheitliches System verlaufen, das allen Steuerungsanforderungen im HMI-Umfeld gerecht werden kann. Der Anbieter von Human Machine Interfaces und Industrie-PCs Pro-face hat auf der Industriemesse SPS IPS Drives 2014 in Nürnberg ein System vorgestellt, dass diesem Ansatz zugrunde liegt. Die Serie SP5000 ist sowohl für den Einsatz als HMI als auch als IPC konzipiert. Das Kürzel SP steht für ‚Smart Portal‘, womit ausgedrückt werden soll, dass Portieren von Funktionalität zwischen den verschiedenen Systemen über dieses Portal besonders einfach möglich ist. Das modulare System schafft Projektierern neue Möglichkeiten, da es sowohl auf einem eigenen proprietären Echtzeit-Betriebsystem, als auch auf einer Microsoft-Windows Plattform aufbaut. Der Wahl entsprechend wird die Hardware mit einer Open- oder Power-Box bezogen.

Die Power-Box beherbergt dabei das Anbieter-eigene Betriebssystem, die Open-Box das Windows Betriebssystem. Ausgestattet sind beide Systeme mit gängigen Schnittstellen. Dazu zählen zwei Ethernet-Anschlüsse, die als Trennung der Netzwerke, beziehungsweise als Firewall, arbeiten können. Des Weiteren sind serielle und USB-Schnittstellen vorhanden. Als Windows-System dient ein eigens auf die Hardware zusammengestelltes Windows Embedded Standard 7-System. Es kann sowohl mit der im System verankerten Runtime als HMI sowohl auch als IPC arbeiten. Für den Zweck der Webvisualisierung (Webpanel) kann hier auf ein intelligenteres Betriebssystem inklusive Webrowser zurückgegriffen werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ein individuelles HMI-Panel über die integrierte HMI Runtime mit dem Pro-face Softwaretool GP-Pro EX zu projektieren.

Abgestimmtes Gesamtpaket

Die Box lässt sich ohne Werkzeug an verschiedene Displays adaptieren: Von sieben Zoll Wide- screen im 16:9-Format bis zu 15 Zoll im 4:3-Format stehen derzeit sechs verschiedene Formate zur Verfügung. Zu den weiteren Hardwaremerkmalen zählt der verbaute spannungsausfallsichere Speicher. Diese Speicher sind in reinen HMI-Systemen meist vorhanden, in IPC-Systemen hingegen nicht. Mit diesem Speicher kann die Hardware ohne USV ausgeschaltet werden, da zu speicherden HMI-Prozesse sicher abgelegt sind.

Breites Einsatzspektrum

Ein Vorteil aus dem Einsatz einer kombinierten HMI- und IPC-Lösung findet sich sicherlich in der reduzierten Lagerhaltung. Muss im Fall von unterschiedlichen Lösungen für jedes System ein eigenes Gerät bereitgehalten werden, ist im Fall einer kombinierten Lösung nur eine entsprechende Komponente erforderlich, um das entsprechende System zusammenstellen zu können. Defekte Komponenten lassen sich meist einfacher tauschen, etwa wenn bei einem mechanisch zerstörten Touchmonitor nur dieser und nicht mehr das gesamte Gerät getauscht werden muss. Daten bleiben erhalten, der Austausch kann eventuell selbst durch ungeschultes Personal erfolgen. Dazu kommt die Flexibilität des modularen Systems. Selbst bei einer inbetriebgenommenen Maschine kann die Plattform nachträglich der Plattformtyp getauscht werden, wenn etwa Windows-typische Sonderfunktionen am HMI benötigt werden.

Drucken oder Erstellen von PDF-Dateien aus Produktionsdaten oder Loggings, Einbinden von Enterprise Resource Planning-Systemen (ERP) mittels Plugin, oder Integration von verschiedenen Visualisierungen auf einem Gerät sind realisierbar. Da die Visualisierung von Pro-face in der Lage ist, externe Windows-Anwendungen aufzurufen, können viele Funktionen aus dessen Oberfläche gesteuert werden. Somit kann das System weitreichende Lösungen für die gesamte Produktion liefern. Zusammen mit den anderen Software-Produkten des Anbieters wie RAOI – Remote Access over Internet, Pro-Server EX oder der Remote-HMI App für iOS/Android lassen sich Automatisierungslösung erstellen, die einen Beitrag dazu leisten können, die Fertigung auf dem Weg zur Industrie 4.0 einen großen Schritt weiterzubringen.


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