Die Mensch-Maschine-Schnittstelle, das Human Machine Interface, ist nicht isoliert zu betrachten, sondern ist fester Bestandteil einer Automatisierungslösung, bestehend aus Feldkomponenten sowie einer Steuerung (SPS) als Herzstück. Modulare Steuerungen setzen sich in der Regel aus einzelnen Baugruppen zusammen und können um zusätzliche I/O-Modulen erweitert werden. Sie bieten ein hohes Maß an Erweiterbarkeit und sind damit flexibel konfigurierbar. Kompaktsteuerungen verfügen über ähnliche Basisfunktionen, lassen sich jedoch nicht oder nur eingeschränkt erweitern. Ihr Vorteil liegt in den geringeren Investitionskosten, wodurch sie sich vor allem für kleinere Automatisierungsaufgaben eignen. Als dritte Variante stehen heute Lösungen zur Verfügung, die Steuerungsfunktion und Bedienpanel in einem Gerät vereinen. Diese werden in der Regel in die Schaltschranktür gebaut oder in Bedienpulte integriert.
HMI als Teil der Systemarchitektur
Maschinenherstellern eröffnet sich so eine Vielzahl von Möglichkeiten, unterschiedliche Steuerungs- und Bedienkonzepte mit verschiedensten Architekturen und Komponenten umzusetzen. Diese Konzepte können nicht nur auf die Anwenderbedürfnisse maßgeschneidert werden, sondern bieten dank Modularität und Skalierbarkeit Synergieeffekte für ganze Maschinen-Serien. So kann eine mobile Anwendung oder Cloud-Anbindung, die für einen Maschinentyp entwickelt wurde, einfach auf andere Projekte oder Maschinentypen übertragen werden.
Die getrennte Projektierung von Bedienkonzept und Maschinensteuerung ist besonders dann sinnvoll, wenn die Steuerung im fertigen Maschinendesign geändert werden muss. Das kann zum Beispiel aufgrund länderspezifischer Richtlinien relevant werden. Bietet das HMI-Konzept eine Vielzahl an Schnittstellen und somit einen hohen Grad an Flexibilität in der Kommunikationsfähigkeit, so ist die Änderung der Automatisierungslösung auch ohne Modifikation des gesamten Bedienkonzeptes möglich.
Für eine wachsende Zahl von Maschinenherstellern gehört die direkte Verbindung ihrer Maschinen und Anlagen mit dem Internet der Dinge (IoT) zu einem unerlässlichen Teil der Systemarchitektur. Dazu gehört auch, dass die eingesetzten Komponenten eine Integration der Maschine in Systemumgebungen, beispielsweise von Smart Factories, ermöglichen. Diese Anbindung wird zumeist über die SPS (HMI/PLC) und über standardisierte Schnittstellen wie OPC UA erfolgen. Gerade bei Retrofit-Projekten oder bei Anlagen, in denen die SPS die notwendigen Voraussetzungen nicht mitbringt, kann diese Anbindung auch über eine leistungsfähige Bedieneinheit erfolgen.
Anlagen können so einfacher mit Maschinen der neusten Generation kommunizieren. Durch die Anbindung an Cloud-Infrastrukturen eröffnet sich eine Vielzahl zusätzlicher Dienste sowie Bedien- und Visualisierungsoptionen über Tablet und Smartphone. Die heutigen, offenen Programmierumgebungen wie Codesys bieten ein breites Angebot an Visualisierungselementen, mit denen sich bereits viele Konzepte umsetzten lassen. Einige Hersteller wie Eaton bieten darüber hinaus ergänzende Softwarepakete, welche die Funktionalitäten von Codesys hinsichtlich der Umsetzung moderner Bedienkonzepte erweitern und dem Anwender auf anwenderfreundliche und effiziente Weise die Realisierung selbst anspruchsvoller Visualisierungsaufgaben deutlich vereinfachen.
Web-Visualisierung ohne HTML-Kenntnisse
Moderne Software zur Realisierung von Visualisierungskonzepten, wie Galileo, ist einfach zu erlernen und intuitiv zu bedienen. Mit der aktuellen Version von Galileo 10 bietet Eaton Maschinen- und Anlagenbauern neue Möglichkeiten, Projektierungsarbeiten und Inbetriebnahmezeiten zu verkürzen. Die Software unterstützt Anwender der Touchpanels XV100, XV300 und XP500 bei Programmierung, Bedienung, Beobachtung und Steuerung von Maschinen und Anlagen. Mit der aktuellen Version stellt das Unternehmen zahlreiche zusätzliche Features vor, die direkt auf die Wünsche und Bedürfnisse des Maschinenbaus zugeschnitten sind. Dank der vollen Aufwärtskompatibilität können Nutzer der Vorgängerversionen ihre Geräte und Projekte einfach aktualisieren.
Besondere Eigenschaft der Version ist die volle Integration der Web-Funktion für Betrieb und Wartung. Sie ermöglicht es Anwendern, Maschinen nicht nur lokal am Display sondern auch über mobile und stationäre Endgeräte wie PC, Smartphone oder Tablet zu visualisieren und zu steuern. Galileo bietet die vollständige HTML5-Funktionalität und ist mit allen gängigen Browsern wie Safari, Chrome oder Firefox kompatibel. Für Maschinenbauer bedeutet dies, dass sie anspruchsvolle, webbasierte Visualisierungen mit nur einem Klick erstellen können – und dies ohne Kenntnisse in HTML5. Die Sicherheit des Systems wird beim Web-Zugriff durch eine SSL-Verschlüsselung gewährleistet.
Multisession-Funktionalität ermöglicht es, dass bis zu fünf Anwender gleichzeitig auf ein Endgerät zugreifen können. Ein System-Tag gibt Auskunft darüber, ob ein Webzugriff stattfindet. Diese Information lässt sich über Galileo auch protokollieren. Da sich Web- und Standardvisualisierung beliebig miteinander kombinieren lassen, ist es möglich, sowohl maschinen- als auch nutzerspezifische Profile zu erstellen. So kann der Maschinenbauer beispielsweise das Wartungspersonal mit einem eigenen Profil ausstatten, das alle wichtigen Elemente für Wartung und Monitoring beinhaltet, während er für das Profil des Anwenders die alltäglichen Prozesse in den Fokus rückt.
Wichtige Ziele von Galileo 10 bestehen darin, die Produktivität bei der Projekterstellung entscheidend zu steigern und die Umsetzung benutzerfreundlicher Bedienkonzepte zu vereinfachen. Dies wird durch eine automatische Objekterkennung, intelligente Drag-&-Drop-Technologien, erweiterte Container-Funktionen sowie die Verwendung von Styles und insbesondere der neuen Funktion „Tag Table“ umgesetzt. Tag Table stellt alle relevanten Objekte und Variablen mit ihren Eigenschaften in einer übersichtlichen Tabelle dar. Der Nutzer kann so Abweichungen auf einen Blick erkennen und direkt Aktualisierungen und Ergänzungen für beliebig viele Elemente vornehmen, anstatt jeden Datensatz einzeln aufzurufen und zu verändern. Daraus resultiert eine Steigerung von Effizienz und Qualität. Zusätzliche Features unterstützen den Projektierer bei der Erstellung moderner, ansprechender Visualisierungslösungen. Hierzu zählen die Integration eines First-Class-Video-Players, die Möglichkeit des Anschlusses einer Webcam sowie die Unterstützung von skalierbaren Vektorgrafiken (SVG-Dateien) und animierter GIF-Dateien.
Application Engineering Services
Moderne Software zur Realisierung von Visualisierungskonzepten wie Galileo ist einfach zu erlernen und intuitiv zu bedienen. Bei der Gestaltung kontextsensitiver Menüstrukturen und rollenbasierter Bedienkonzepte ist jedoch die Erfahrung aus diversen gleichgearteten Projekten hilfreich. Hierbei unterstützt Eaton die Anwender mit dem Application Engineering Team oder kompetenten Solution Partnern in Kundennähe. ge
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