Besonders bei der Gestaltung der Bedienoberflächen – der so genannten User Interfaces – werden die Anforderungen an neue Software-Entwicklungen von den Produkten des Consumer-Bereichs beeinflusst. Denn das Zeitalter der Smart Devices macht deutlich, dass Technik und ihre Anwendung keinesfalls kompliziert sein muss. Außerdem wird im Maschinen- und Anlagenbau zunehmend eine optisch ansprechende Aufmachung der verbauten Geräte gewünscht. Nachdem bereits erste Komponenten vor­gestellt worden sind, überlegen immer mehr Hersteller, in welcher Form sie die mittlerweile verbreiteten Ober­flächen des Consumer-Bereichs auf ihre Lösungen übertragen können. Allerdings müssen verschiedene Voraussetzungen erfüllt sein, damit sich die aus dem privaten Umfeld bekannte Bedienphilosophie in der Industrie durchsetzt.

Erfahrungsgemäß geht einem mög­lichen Technologiewechsel ein längerer Abwägungsprozess voraus. In zahlreichen Fällen erlaubt die tiefe Verankerung der aktuellen Technik ohnehin keine spontane Veränderung. Vor diesem Hintergrund setzen die Gerätehersteller auf moderne Konzepte für etablierte Technologien. Je nach verwendeter Technologie haben derartige Ansätze einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Systems ­sowie den Implementierungsaufwand. Soll die Technik ausgetauscht werden, muss der Hersteller daher gründlich überlegen, für welche Art der Bedienoberfläche er sich entscheidet

Intuitive Navigation über Gesten

Ein Vorteil moderner User Interfaces und der mit ihnen verbundenen Multitouch-Technologie liegt in der intuitiven Bedienung. Als Hardware-Grundlage setzen die Hersteller hier meist einen projektiv-kapazitiven Touchscreen (PCT-Technologie) ein. Softwareseitig muss mindestens Windows 7 als erstes Multitouchfähiges Betriebssystem installiert sein.

Funktionsprinzip der PCT-Technologie: Der Touch-Sensor besteht aus einem Gitternetz feiner Drähte oder geätzter Halbleiterschichten aus Indiumzinnoxid (ITO), die gegeneinander isoliert einlaminiert sind.

© Phoenix Contact

Bei einem solchen Touchscreen besteht die Display-Front aus einer Glasscheibe. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten für das Design eines Mensch-Maschine-Interfaces und somit ein Mehrwert hinsichtlich des äußeren Erscheinungsbilds der Maschine oder Anlage. Durch die Glasscheibe bekommt das Bediengerät eine robuste Front, die insbesondere von vandalensicher ausgelegten Komponenten gefordert wird.

Mit einer Gestensteuerung lässt sich eine natürlichere und intuitivere Navigation aufbauen. Indem er eine Wischbe­wegung nach links oder rechts ­ausführt, blättert der Anwender der Reihenfolge nach durch die Visuali­sierungsseiten. Das Wischen nach oben respektive unten leitet ihn beispielsweise auf eine Übersichts- oder wichtige Diagnoseseite. Die dafür notwendige Navigationsgestaltung, beispielsweise in Form von Baumstrukturen oder Buttons, muss lediglich bei Bedarf eingeblendet werden. Im Resultat erhält der Anwender aufgeräumte und besser gegliederte Visualisierungsseiten.

Eine Spreizbewegung vergrößert die Bilder. Durch die Zieh-Gesten (Pan) kann sich der Nutzer mit einem Finger frei auf der Visualisierungsseite bewegen. Auf diese Weise navigiert er mit dem gewünschten Zoom-Detailgrad in alle Bereiche der Seite. Die unbeliebten und zeitraubenden Scroll-Balken entfallen definitiv.

Darüber hinaus lassen sich komplexe Anlagenstrukturen, wie sie zum Beispiel in Windparks und Fertigungsstraßen üblich sind, auf nur einer Seite anzeigen. Als Anlagenbediener von morgen setzen Digital Natives, also Personen, die in der digitalen Welt aufgewachsen sind, derartige Funktionen voraus und wenden sie intuitiv an.

Aspekte wie die Prozessvisualisierung und Navigationsstruktur spielen bei industriellen Anwendern eine wesentliche Rolle, weil technische Vorgänge verständlich dargestellt werden müssen, um eine schnelle und wirtschaftliche Bedienung sicherzustellen. Doch oftmals sind die Anlagenstrukturen im User Interface komplex gestaltet und insbesondere für Laien schwer nachvollziehbar.

Kontextbezogene Einblendung von Informationen

Multitouch-Konzepte bieten dem Anwender eine bessere Möglichkeit, Visualisierungsseiten mit einem hohen In­formationsgehalt aufzubauen, ohne dass der Nutzer mit Daten überfrachtet wird.
In diesem Zusammenhang erweist sich die Verwendung der Spreizgeste (Pinch to Zoom) als bestens geeignet. Indem er in die Visualisierungsseite hereinzoomt, verändert der Anwender den Abstraktions-Level stufenweise, bis der gewünschte Detailgrad erreicht ist. So lässt sich eine große Produktionsstraße ganzheitlich auf einer Visualisierungsseite abbilden, wobei lediglich wenige Statusinformationen zu den einzelnen Segmenten bereitgestellt werden. Durch Spreizen der Finger vergrößert der Nutzer die jeweiligen Bereiche der Applikation, sofern dies erforderlich ist. Parallel dazu werden ihm nur die Informationen angezeigt, die das entsprechende Segment betreffen. Auf diese Weise können Visualisierungsseiten mit einem hohen Informationsgehalt selbst auf kleinen Display-Diagonalen implementiert werden.

Fehlbedienungen vermeiden

Multitouch-Lösungen eröffnen zudem neue Ansätze, um die Mensch-Maschine-Schnittstelle sicherer zu machen. So lassen sich zufällige Fehlbedienungen durch den Anwender minimieren. Aktionen können beispielsweise erst dann entriegelt respektive ausgeführt werden, wenn der Anwender zwei Schaltflächen auf dem Bildschirm gleichzeitig betätigt. Er kann seine Maschine oder Anlage zum Beispiel nur durch die Zweihand-Bedienung in den Wartungszustand versetzen. Zu diesem Zweck drückt der Bediener gleichzeitig eine Schaltfläche am Bildschirmrand und den Service-Button im Menü. Die vom Smart Device gewohnte Steuerung – in diesem Fall der Maschine oder Anlage – führt zu einem positiven Nutzererlebnis und folglich zu einem Mehrwert für den Betreiber.

Der Stellenwert wächst

Ansprechende Visualisierungen und ein modernes Oberflächen-Design werden zunehmend Einzug in die ­Industrie halten und dort einen stetig größeren Stellenwert erlangen, weil die Mensch-Maschine-Schnittstelle mittlerweile zu einem Aushängeschild der Maschinen und Anlagen geworden ist. In diesem Umfeld stellt Phoenix Contact HMIs und Panel-PCs zur ­Verfügung. Als Visualisierungslösung kommt die skalierbare SCADA-Software Visu+ zum Einsatz. Sie hilft dem Anwender bei der Integration von Multitouch-Konzepten in seine App­likation. Auch bestehende Projekte ­lassen sich um die Multitouch-Funk­tionalität ergänzen, indem der An­wender eine aktuelle Software-Version herunterlädt und die Option nachträglich aktiviert.

Autoren: Michael Ahlbrecht (MBM) ist Produktmanager im Bereich Industrie-PCs bei Phoenix Contact und Roman Just (M.Sc.) ist Produktmanager im Bereich Visualisierungs-Software bei Phoenix Contact.

Integration von Smart Devices

Integration von Smart Devices

© Phoenix Contact

Smart Devices werden immer häufiger im industriellen Umfeld eingesetzt. Der Vorteil der ‚HMI-Lösung im Hosentaschen-Format‘ liegt darin, dass der Anwender sein eigenes Gerät mit einem vertrauten, nach seinen Bedürfnissen individualisierten User-Interface nutzen kann. Eine solche Lösung erweist sich besonders für Applikations-Szenarien interessant, die eine räumliche Entkopplung von Bediener und Maschine/Anlage erlauben. Denn der Anwender hat unabhängig von seinem Aufenthaltsort vollen Zugriff auf Produktions-Kennzahlen sowie Status- und Diagnose-Informationen. Daraus ergibt sich ein besserer Überblick über die Fertigungsprozesse sowie die Möglichkeit, schneller auf Störungen und Fehler zu reagieren.

Speziell für Smart Devices bietet Phoenix Contact die native App-Lösung ‚Visu+ mobile’, welche die Betriebssysteme iOS und Android unterstützt. Ein Industrie-PC dient in Kombination mit der Visu+-Laufzeitumgebung als Datenquelle. Visu+ mobile greift auf diese Quelle zu und vermittelt dem Anwender das Gefühl, direkt vor Ort zu sein. Dabei kann er auf dem Smart Device –  ähnlich wie bei einem stationären Bediengerät – mit Multitouch und Gesten arbeiten.

So sind flexible Bedien- und Beobachtungskonzepte möglich, bei denen jederzeit und überall auf die Applikation zugegriffen werden kann. Der Anwender führt dann auf den mobilen Endgeräten klassische SCADA-Funktionen wie Trend-Darstellung oder Alarm-Handling aus.

Bei Visu+ mobile handelt es sich um eine Ergänzung zur Visualisierungs-Software Visu+. Die für die App notwendige Visu+-Lizenzoption ist bereits auf zahlreichen Geräten – wie den Touchpanels von Phoenix Contact – freigeschaltet. Industrie-PCs müssen lediglich um die Visu+-Lizenzoption WEB erweitert werden. Anschließend lässt sich die App in Verbindung mit Visu+ verwenden. In der maximalen Ausbaustufe kann der Anwender bis zu zwei Clients mit einem Touchpanel respektive bis zu 100 Clients mit einem Industrie-PC gleichzeitig bedienen. Die Installation erfolgt wie gewohnt über den Google Play Store oder den Apple App Store.