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SONDERTEIL AUTOMATISIERUNGSTREFF
Web-Visualisierung zum
Nachrüsten
Im neuen Audi TT geht man mit dem „Virtual-Cockpit“ neue Wege. In der dritten
Generation des Fahrzeugs weichen analoge Elemente, wie Geschwindigkeitsanzeige oder Drehzahlmesser, einem großflächigen LCD. Was beim Auto im Kleinen
funktioniert, gilt unter Industrie 4.0 im Großen. Virtualisierung heißt das Zauberwort, bei der sich der Mensch stetig von physischen Prozessen verabschiedet und
sich in abstrahierte Welten einfindet.
Text: Armin Beck
as neue Cockpit erspart Audi das Design, die EntwickD
lung, die Produktion sowie den Verbau der jetzt wegfallende Elemente mit nur einem Bauteil. Abwandlungen des
Cockpits erzeugt man in Zukunft alleine per Software. Die
fortschreitende Digitalisierung und die damit einhergehende Virtualisierung des Fahrzeugs wird in zehn Jahren - so die
Idee - in selbstdenkenden und lenkenden Autos ihre Vollendung finden. Und der Mensch, er wird dann nur noch Beobachter sein.
Auch in der Automatisierung waren bislang noch reale
Drucktaster, Drehregler, analoge Messanzeigen typische Bestandteile einer Anlage. Bei jeder Neuinstrumentierung im
Sinne der Industrie 4.0 hält allerdings auch hier die Virtualisierung Einzug. Die Innovation: Die Maschine organisiert
sich selbst, übernimmt Entscheidungen selbstständig und
der Mensch wird mehr Beobachter sein als Bediener. Über
multifunktionale HMI (Bild 1), am besten gleich als mobile
Variante über Wireless-Technologie vernetzt, wird der Bediener der Zukunft dann den Anlagenprozess verdichtet nur
noch auf einem Gerät überwachen. Stationäre Bedienstationen mit gerätegebundener, betriebssystemabhängiger Software sowie die klassische Instrumente haben dann ausgedient. Mittels Web-Browser bewegt der Techniker sich im
Sinne der „Smart Factory“ durch die Anlage und kontrolliert
mehrere Prozesse gleichzeitig.
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Im Multitasking-Kontext des mobilen Endgerätes fungiert für ihn die eingebaute Kamera dann noch als Scanner.
Sie liest Geräte-QR-Tags, bringt Geräteinfos direkt aufs Display oder hält Wartungsaufträge direkt aus dem SAP System
bereit. Papierlos pushen MES-Systeme in Echtzeit geänderte Betriebsparameter aus der Unternehmensebene stationsgenau zur Weiterverarbeitung auf die Browserseiten. So zahlt
sich ein einheitliches Web-Bedienkonzept aus und der Service-Techniker profitiert. Die Vielfalt seiner Diagnosesoftwaren reduziert sich bei ihm auf den Web-Browser.
Visualisierung für die SPS
Für eine erfolgreiche Veränderung der Mensch-MaschineInteraktion, weg von stationär hin zu mobil, werden heutige
Anlagen mit LAN-Technologie vernetzt und für die mobilen
Nutzung um Wireless Access Punkte flächendeckend ergänzt. Woran es allerdings mangelt ist die Web-Visualisierung selbst. Heutige SPS integrierte Lösungen sind von der
Ergonomie her betrachtet noch unbrauchbar. Der Anwender ist genötigt sich als HTML-Web-Designer zu betätigen,
zu programmieren und muss mühselig lernen, wofür andere
ein ganzes Studium absolviert haben. Web-Technik zählt
eben nicht zu den Kernkompetenzen der SPS-Hersteller.
Kommt die maschinennahe Visualisierung also nicht aus
der SPS, so kommt sie beim Visualisierungsmodell Netscada
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www.etz.de 1-2/2015
01  Modernes, mobiles HMI
02  Web-HMI Server der Geräteserie Netscada
von Hilscher [1] an die SPS (Bild 2). Ein Web-HMI-Server
ergänzt die Steuerung um die fehlende professionelle Visualisierung und steht mit ihr direkt oder als Teilnehmer ihres
Netzwerks in Verbindung. Per herstellerneutralem ModbusProtokoll (RTU, TCP) greift der Server auf die SPS-Daten
zu und kontextualisiert sie auf den geladenen Web-Seiten.
Speziell für Siemens-Steuerungen bieten Varianten des Servers eine Kopplung über Profinet oder Profibus. Der Modbus-Ansatz allerdings ist so generisch, dass sich damit universell jedes System visualisieren lässt. Ob Siemens, Allen
Bradley, ABB, Schneider Electric oder Yokogawa, jede SPS
hat Modbus als Bestandteil ihrer Funktionsbibliothek.
Die Lösung des autonomen Web-Servers zum Nachrüsten adressiert ganz klar auch den Markt der bereits installierten Systeme. Bedingt durch den hohen Unterstützungsgrad
von Modbus in den Steuerungen, lassen sich alte Maschinen
und Anlagen einfach nachrüsten. Erfolgreich wurden mit
der Lösung bereits Anlagen wie Zementwerk, Biogaskraftwerk oder Brunnensteuerung um eine moderne Web-Visualisierung erweitert.
Beherrschbare Komplexität, auch firmenglobal
Vorgefertigte Controls reduzieren die Entwicklungszeit
Hilscher setzt im Server auf die Web-Visualisierung Atvise
vom österreichischen Unternehmen Certec [2]. Die Visualisierungsseiten lassen sich hierbei ohne HTML-Programmierkenntnis lediglich mit Mausklick-Operationen gestalten. Vorgefertigte Controls (Bild 3), die man auf die Seiten
ziehen und mit den Datenpunkten der Steuerung verknüpfen kann, sorgen für kurze Entwicklungszeiten.
Wie mit einem Malprogramm bewegt sich der Nutzer in der
Oberfläche, zeichnet eigene Objekte, importiert Grafiken,
benutzt Dynamisierungsfunktionen die Elemente bewegen,
drehen sowie skalieren lassen und setzt sie anschließend in
Relation zu den Steuerungssymbolen. Ereignisse, wie Mausklicks, Tastatureingaben oder Zeitgeber, dienen als weitere
Auslöser für beliebige solcher Aktionen. In rund einer halben Stunde ist ein ansprechendes Interface generiert. Jedes
Smartphone, Tablet oder auch ein web fähiges HDTV ist in
der Lage die auf reinem HTML Web-Standard basierenden
Seiten anzuzeigen.
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Visualisieren hilft die immer komplexer werdende intelligente Fabrik zu beherrschen. Hierbei ist die übersichtliche
und einfache Darstellung von Prozessen besonders wichtig.
Der Mensch muss Zusammenhänge rasch erkennen - gerade
in Fehlerfällen und drohendem Anlagenstillstand. Hier unterstützt die Lösung von Hilscher mit konfigurierbaren
Alarmmeldungen, die dem Benutzer Web-Seiten mit Arbeitsanweisungen zur Fehlerbeseitigung direkt auf das Display pushen können. Mittels Templates lassen sich zudem
eigene wieder verwertbare Controls und Displays erzeugen.
Das fördert die Einführung eines einheitlichen Bedienkonzepts, gerade wenn ein global agierendes Unternehmen verteilte Produktion betreibt. Die gleiche Form, Farbe und
Position erhöhen den Wiedererkennungswert und vereinfachen Schulungen sowie die Einarbeitung des Personals.
Auch bei Krankheit oder Urlaub findet sich ein Vertreter
rasch zurecht.
Die Anlagenproduktivität lässt sich durch vorausschauende Wartung erhöhen. Hierbei gilt, dass ein Ausfall eines
Assets letztendlich ein Mangel an Planung ist. Dem zu begegnen hilft die Hilscher-Lösung mit der Trendfunktion,
über die sich beliebige SPS-Variablen in ihrem Verlauf als
Grafen darstellen lassen. Anomalien kann das Wartungspersonal so frühzeitig erkennen, um Ersatzteile rechtzeitig zu
bestellen und ihr Austausch in geplanten Stillstandszeiten
durchzuführen.
Nahe an der Maschine
Sind Maschinen zukünftig mobil zu überwachen, dann ist
der Ansatz der nachrüstbaren Web-Visualisierung von Hilscher die richtige Lösung. Der Wegfall der starren Bindung
an fest installierte HMI-Stationen macht die Bedienung der
Maschinen flexibler, spart Arbeitsgänge und Zeit und ermöglicht die effektivere Wartung und die Behebung von
Fehlerzuständen. Das erhöht die Effizienz eines Produktionssystems, senkt die Kosten und ist ein klarer Wettbewerbsvorteil. Eine mobile Station bringt den Bediener näher
an das Geschehen in der Anlage. Es ist wichtig, dass sich der
Mensch trotz Optimierung der Produktionsabläufe und voranschreitender Virtualisierung integriert fühlt und sich als
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03  Vorgefertige Controls reduzieren die Entwicklungszeit
Teil des Gesamten versteht. Hier hilft ein modernes Informations- und Kommunikationsmanagement wie es mit Hilschers Netscada-Produktreihe realisiert werden kann.
Literatur
[1] Hilscher GmbH, Hattersheim: www.hilscher.com
[2] CertecEDV GmbH, Eisenstadt/Österreich: www.atvise.com
Autor
Armin Beck ist Produktmanager Gateways bei
der Hilscher GmbH in Hattersheim.
abeck@hilscher.com
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