Freiraum für Innovation

HMI-Konzepte - Automatisieren muß nicht teuer sein. Wer heute Bediengeräte anbietet, muß mehr bieten als nur schöne Oberflächen. Das Solinger Unternehmen Exor will durch ein modulares HMI-Konzept die Maschinen seiner Kunden aufwerten. Was ergibt sich aus der Summe von Touchscreen, Steuerung und Schnittstellen?

04. Juli 2005

Wer seine Maschine auf Basis einer bestehenden Steuerungstechnik mit Hilfe von Standardprodukten weiterzuentwickeln versucht, stellt schnell fest, daß die Aufpreisliste der großen Automatisierer mittlerweile genauso lang ist wie die der Automobilkonzerne.

Einen Ausweg bieten Kompaktgeräte, die einen Großteil der Funktionalitäten bereits haben, aber dennoch Optionen bereithalten. Wenn dieses Kompaktgerät noch modular aufgebaut ist, so daß man bei bestimmten Teilen des Gerätes (nicht nur bei Tastatur und Display) zwischen mehreren Möglichkeiten wählen kann, kann man sein Produkt auf einem höheren Level neu etablieren und kann eine günstige Plattform schaffen, auf die in Zukunft noch weiter aufgebaut werden kann.

Bedienoberfläche auf die Maschine zugeschnitten

Die Firma Exor bietet solch eine Plattform in Form ihrer Bediengeräteserie ›UniOP‹ an. Das Grundgerüst besteht immer aus einem Standard-Bediengerät, von dem der Solinger Hersteller zahlreiche Varianten bietet.

Der Wechsel von einem kleinen Zeilendisplay zu einem Touchscreen ist bei Exor in vielen Fällen kostenneutral und bedeutet einen großen Gewinn an Bedienkomfort. Durch die verschiedenen Optionen und die Möglichkeit, die Standardgeräte sogar noch kundenspezifisch zu modifizieren, kann die Bedienoberfläche auf die Maschine zugeschnitten werden. Da die Geräte der Serie alle auf der gleichen Plattform und einer einheitlichen Software basieren, können je nach Kundenwunsch oder Maschinenkonfiguration verschiedene Gerätetypen zum Einsatz kommen, ohne daß das Rad jedes Mal neu erfunden werden muß.

Wer glaubt, mit einem Bediengerät könne man nur bedienen, wird bei der Installation der Designer-Software von Exor überrascht sein. Viele Funktionen, die bisher in der SPS oder gar in einem PC durchgeführt wurden, lassen sich mit dem Bediengerät erledigen. So bieten die meisten Geräte eine Schnittstelle für die Fernwartung oder Fernüberwachung. Das Panel kann zum Beispiel selbständig SMS-Nachrichten verwalten, senden und empfangen.

Panel arbeitet als Gateway

Alarme, Rezepturen, Paßwortschutz und Mehrsprachigkeit gehören schon seit Jahren zu den Selbstverständlichkeiten, aber beim genauen Hinsehen entdeckt der Anwender weitere interessante Funktionen: So kann das Panel z.B. als Gateway fungieren und eine Schnittstelle zu anderen Maschinen herstellen oder durch die Verwendung von integrierten Ein- und Ausgängen Signale aufnehmen und an die SPS oder ein übergeordnetes Leitsystem übergeben.

Außerdem können Zusatzmodule verwendet werden, die in Erweiterungssteckplätze der Bediengeräte eingesetzt werden. Neben den I/O-Modulen oder den verschiedene Schnittstellen sind dies z.B. ein kompletter Webserver, ein Video-Input Modul oder die integrierbare CoDeSys-SPS.

Insbesondere das SPS-Modul von Exor schafft einen erheblichen Mehrwert. Es kann das vorhandene SPS-System ersetzen. Auf der Kostenseite schlägt das schnell zu Buche. Schließlich kann der Anwender auf das Gehäuse, die eigenen Schnittstellen und die Stromversorgung der SPS verzichten. Anhand des Beispiels der Schnittstellen zeigt sich, wie wertvoll eine offene und flexible Plattform ist. Die Schnittstellen des Bediengerätes können frei konfiguriert werden. Während der Laufzeit kann eine serielle Schnittstelle von einem externen Protokoll auf die interne SPS umgeleitet werden, um z.B. mit dem Debugger online zu gehen.

Die Feldbusschnittstelle des Panels wird der SPS ›untergeordnet‹, das Panel kann aber auch unabhängig von der SPS auf den Bus zugreifen. Wird zum Beispiel die SPS mit Ethernet-Schnittstelle gewählt, kann über denselben Port sowohl das Panel und die SPS programmiert als auch eine externe SPS und ein PC mit OPC-Server gleichzeitig angeschlossen werden.

Bedienoberfläche und Automatisierungssystem

Zusammen mit einem inte- grierbaren I/O-Modul ergibt sich ein vollständiges Automatisierungssystem, das trotz seiner Kompaktheit ein hohes Maß an Offenheit und Flexibilität be-inhaltet. Ohne große Eingriffe in die Software zu tätigen, können die Bedieneinheit, die Schnittstellen oder die I/O-Konfiguration geändert werden.

Die im SPS-Modul verwendete IEC 61131 Software CoDeSys von 3S ist weltweit verfügbar und wird auch in zahlreichen anderen Automatisierungssystemen verwendet. Außerdem ist die Programmierumgebung des Moduls lizenzfrei, was die Softwarekosten minimiert.

Die Module selbst sind so konzipiert, daß sie unabhängig voneinander funktionieren und sich nicht gegenseitig beeinflussen. Somit sind Austausch- und Wiederverwendbarkeit gegeben.

Die einheitliche Plattform mit den zahlreichen definierten Schnittstellen und dem einheitlichen Formfaktor verstärkt diesen Aspekt weiter.

Modular bis ins letzte Kettenglied hinein

Die Kosten solcher Module sind gering. Anders als bei vielen anderen Innovationen lassen sich auch durch zukünftige Technologien neu hinzukommende Module preislich leicht einordnen, da die Grundvoraussetzungen bereits geschaffen sind. Denn der wesentliche Punkt ist: Die Maschine muß besser, aber darf niemals teurer werden. Deshalb braucht man Weichenstellungen, bevor der erste Schritt vollzogen wird. Innovations- und Produktzyklen werden immer kürzer. Wer angesichts der damit verbundenen Herausforderungen auf modulare Systeme wechselt, hat auf jeden Fall auf das richtige Pferd gesetzt.

Nur wenn jedes einzelne Glied in der Kette modular austauschbar und wiederverwendbar ist, kann auch die gesamte Anlage mit der gewünschten Flexibilität geändert und erweitert werden.

Andreas Berz, Exor

Erschienen in Ausgabe: 05/2004