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Mit Hybridtechnologie zum hochverfügbaren Terminal

Mit Hybridtechnologie zum hochverfügbaren Terminal

Stürzt ein Industrie-PC ab, werden Datenerfassung und Visualisierung unterbrochen. Um das zu verhindern, bietet der Terminal-Hersteller Datafox seine IPCs der Baureihen Evo und Vario auf Wunsch mit einem zusätzlichen Embedded-Board an. Fällt das Hauptsystem aus, kann das eingebettete teilweise den Betrieb übernehmen.



Bild: Datafox

In der Produktion sind die Bedingungen für PC-Systeme rauer als im Büroumfeld und die Ansprüche an die Geräte entsprechend hoch. Robuste Hardware, die auch bei extremen Temperaturen zwischen minus 20 bis plus 50 Grad Celsius zuverlässig arbeitet, ist in vielen Einsatzbereichen zwingend erforderlich. Der Betrieb unter anspruchsvollen Bedingungen – etwa der Einwirkung von Spritzwasser und Staub – wird dabei seitens der Hersteller durch sorgfältig geschlossene Gehäuse ermöglicht, die in der Regel industriellen Schutzklassen wie der IP65 entsprechen. Gleichzeitig zählen das Übertragen wichtiger Informationen zur Fertigungsanlage, eine korrekte Erfassung der Produktionsdaten sowie ihr zeitnaher Transfer zum internen Datenbanksystem inzwischen zu den Voraussetzungen für die reibungslose, digitale Unterstützung von Produktionsabläufen. So können Industrie-PCs im Fertigungsumfeld einen Beitrag leisten, um die Rückverfolgbarkeit von Produkten, Bauteilen oder Zutaten, ihre Qualitätssteigerung sicherzustellen und eine Datenbasis für Prozessoptimierungen aufzubauen.

Hochverfügbarkeit gewinnt an Bedeutung

Mit der zunehmenden Verbreitung der Geräte als Erfassungs- und Visualisierungssysteme an der Linie wird auch die Hochverfügbarkeit der IPCs wichtiger. Aktuelle Geräte bewegen sich in der Regel auf qualitativ hohem Niveau, wenn man die Hardware betrachtet. Schwachstellen können sich dagegen bei Betriebssystemen und teilweise auch Anwendungssoftware zeigen. Denn inzwischen laufen auf den immer leistungsstärkeren Geräten vielfach Betriebssysteme aus dem Office-Bereich, deren Zusammenspiel mit komplexen Software-Anwendungen zu Ausfällen führen oder Neustarts erforderlich machen können. Software allein kann damit, gerade in sensiblen industriellen Anwendungsbereichen, den Anforderungen an Hochverfügbarkeit nicht immer Rechnung tragen. Und müssen die Systeme ungeplant neu gestartet werden, droht Datenverlust während der Ausfallzeiten, da die Erfassung temporär unterbrochen ist – im schlimmsten Fall können sogar Prozesssteuerungsfunktionen nicht ausgeführt werden.

Hybrid-Technologie für ausfallsichere Terminals

Der IPC-Anbieter und Terminal-Hersteller Datafox hat vor diesem Hintergrund Geräte in sein Produktportfolio aufgenommen, welche ununterbrochenen Betrieb und Datenerfassung auch während eines ungeplanten Systemneustarts sicherstellen können. Dazu verbaut der Hersteller in den IPC-Baureihen Evo und Vario neben den regulären Hardware-Komponenten ein zusätzliches Embedded-Board. Die dabei verwendeten eingebetteten Systeme kommen auch in Terminals zur Betriebsdaten- und Maschinendatenerfassung des Anbieters (BDE/MDE) zum Einsatz und sind mit einer eigenen, laufzeitstabilen Firmware ausgestattet. Das Ergebnis ist ein multifunktionaler Hybrid-IPC für die zeitnahe Erfassung von Daten und deren Visualisierung, der zugleich ausfallsicher ausgelegt ist. ‚Hybrid‘ bedeutet in diesem Fall, dass das vorhandene Embedded-System weiter stabil läuft, auch wenn das PC-System ausfällt. So können Laufzeit-Daten wie Radiofrequenzidenfikationsbuchungen, Stückzählungen und Stillstände kontinuierlich erfasst werden. Gleichzeitig kann auch eine angeschlossene Zutrittskontrolle weiter arbeiten.

Das System ist mit einem gängigen PC-Prozessor (CPU) ausgestattet, der mit einem Windows- oder Linux-Betriebssystem die Plattform für die Anwendungssoftware bildet. Hinzu kommt die Embedded-CPU, welche für die Integration von Zusatzfunktionen wie Radiofrequenzidentifikation, die Übermittlung von Ein- und Ausgabe-Signalen, die Erfassung von Fingerabdrücken oder Zutrittskontrolle sorgt. Bei einer solchen hybriden Lösung fällt der Implementierungsaufwand durch die Verwendung von terminalkompatiblen Embedded-Baugruppen zudem geringer aus als bei vielen anderen Hochverfügbarkeitskonzepten: Durch die Kompatibilität der Systeme fallen keine Schnittstellenprogrammierungen an. Zudem sorgen die abgestimmten Set-ups von Terminal und Embedded-Baugruppe für einen identischen Bestand an Daten und Funktionalitäten. Die Einbindung der Embedded-Baugruppe in die PC-Software erfolgt per Parametrierungstool ‚Datafox-Studio‘ und einer speziellen Kommunikations-Dll/http.

Industrie-PCs kommen auch im Rahmen von Initiativen zur Effizienz- und Qualitätssteigerung im Produktionsumfeld zum Einsatz. Der Hersteller Datafox bietet Betrieben dazu neben industrietauglicher Hardware auch Dienstleistungen rund um die Projektplanung an. Bild: Datafox

Einsatz als Maschinenterminal oder System-Client

Die Geräte der beiden Serien sind dafür konzipiert, weitreichende Erfassungsmöglichkeiten bei hoher Datenqualität zu liefern. Die Vernetzung erfolgt in der Regel über LAN, optional können die Daten kabellos per WLAN oder Mobilfunk-Standard GPRS übertragen werden. Neben der reinen Erfassung, Visualisierung und Weitergabe von Prozessdaten können die IPCs vor Ort Auswertungen etwa aus Systemen für Lagerverwaltung oder Produktionsmanagement ausgeben, wenn dem Client entsprechende Rechte und der Zugriff auf die zentrale Datenbank zugewiesen werden. Des Weiteren können auf den Geräten auch komplexere Anwendungen installiert werden, etwa zur digitalen Verwaltung von Regelkarten oder der Dokumentation und Abwicklung von Prüfprozessen im Rahmen von Computer Aided Quality Assurance (CAQ). Auch der Abruf von Zeichnungen oder Arbeitsablaufplänen wird so möglich. Um die Bedienung in der Fertigungsanlage zu erleichtern, sind die Geräte mit Touch-Displays und frei belegbaren Funktionstasten ausgestattet. So lassen sich nur die Tasten einrichten, die benötigt werden. Das kann helfen, Schulungsaufwand zu verkürzen und Fehleingaben zu reduzieren.

Absicherung von Prozesskontrolle und Dokumentation

Industrie-PCs und Terminals eigenen sich durch steigende Hardware-Leistung neben der reinen Datenerfassung zunehmend für komplexe Visualisierungs- und Bedienungsaufgaben sowie den Betrieb anspruchsvoller Client-Anwendungen. Im Zusammenspiel mit Echtzeit-Systemen wie Manufacturing Execution- oder CAQ-Software steigt zudem die Bedeutung der Verfügbarkeit der erfassten Daten für durchgehendes Prozessmonitoring und Dokumentationen. Entsprechend nehmen die Anforderungen an die Betriebssicherheit der Systeme zu. Einen Weg, dieser Nachfrage Rechnung zu tragen, stellt der Einsatz hybrider Hochverfügbarkeits-PC dar.