Alle relevanten Prozess- und Diagnosedaten werden im HMI-System überwacht. So kann bereits auf Warnmeldungen reagiert werden, was Ausfallzeiten reduziert.

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Gleiches gilt für die Software: flexibel, zuverlässig, offen und modular soll sie sein. Die Visualisierung ist im HMI-System die sichtbarste und wichtigste Komponente für Bedienende und muss deshalb leicht anpassbar und komfortabel in der Anwendung sein. Durch die Zunahme von IT-Vernetzungen sind zudem erweiterte Sicherheitszertifikate nötig, zum Beispiel für Remote-Zugriffe per Browser, für unternehmensweiten oder globalen Datenaustausch oder für Cloud-Lösungen.

Optimales Zusammenspiel von Hard- und Software

Hard- und Software werden in Unternehmen häufig von unterschiedlichen Abteilungen erworben. Dabei mag jede Abteilung für sich ein gutes Geschäft machen. Nachfolgekosten und -aufwände werden in der Regel außer Acht gelassen: langfristige Tests und Problemlösungsphasen, Inkompatibilität an entscheidenden Stellen, die sich erst in der Anwendung bemerkbar macht, oder kurze Nutzungszeiten, da Updates die Vereinbarkeit beider Komponenten zunichtemachen. Kombipakete aus Industrie-PCs und HMI-Systemen bieten eine Lösung, in der die Einzelkomponenten optimal aufeinander abgestimmt sind. Sie werden systemgetestet ausgegeben, haben eine umfangreiche Diagnose durchlaufen und enthalten weltweite Zulassungen und Zertifikate.

Auch Siemens bietet mit seinen Simatic Industrie-PCs und Simatic WinCC HMI-Systemen eine Kombination an. Erhältlich sind die skalierbaren Kombinationspakete, bei denen Hard- und Software bereits in der Entwicklung aufeinander abgestimmt werden, in verschiedenen Konfigurationen und Leistungsbereichen. Dieses Vorgehen verkürzt im Nachgang auch die Planungsphase, wenn zur bestehenden Anlage neue Komponenten hinzugefügt werden. Die Hardware-Verfügbarkeit liegt bei bis zu sechs Jahren, der Reparatur- und Ersatzteilservice erstreckt sich über weitere fünf Jahre. Gleichzeitig wird die Software kontinuierlich aktuell gehalten und begleitet die Hardware über den gesamten Lebenszyklus hinweg.

Industrie-PC mit Simatic WinCC Unified: robuste Hardware und komfortable Software für eine raue Industrieumgebung.

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Weiter Eigenschaften sind die Flexibilität und Offenheit durch die Unterstützung von Standard-Schnittstellen wie OPC UA, MQTT oder REST API. Diese sind entscheidend für eine einfache Integration in vorhandene IT-Infrastrukturen, beispielsweise in überlagerte MES/ERP-Systeme sowie zur Anbindung von Fremdsystemen der Automatisierung. Das komplett neu entwickelten WinCC Unified System überzeugt darüber hinaus durch die Kombination aus PC-basierten Visualisierungen mit Panels direkt an der Maschine, als Lösung mit einheitlichem Look-and-feel und durchgängiger Funktionalität.

Simatic WinCC Systeme sind ebenso langfristig verfügbar wie die Simatic IPCs, über viele Jahre erweiterbar und standardisiert. Im Zusammenspiel entsteht eine flexible, offene Plattform mit zahlreichen integrierten Funktionalitäten wie einer Bibliothek zur Standardisierung und mehr Effizienz der Prozessbedienung. Mit Hilfe von Software-Erweiterungen und speziellen Zertifizierungen (ATEX, Marine etc.) können Anlagen für unterschiedliche Branchen von kleinen bis zu komplexen Konfigurationen entworfen werden.

Industrie-PC mit Simatic WinCC Unified.

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Auch in der zunehmenden Verknüpfung von OT- und IT-Ebenen punktet das Kombipaket: Simatic IPCs sind für die Anbindung an Cloud-Systeme gängiger Anbieter zertifiziert, bieten umfangreiche Gateway-Funktionen und erlauben in Verbindung mit einer durchgängigen Datenintegrität eine flexibel skalierbare Vernetzung – lokal bis global. Mit der HMI-Software werden Daten lokal erfasst, vorverarbeitet und zur zentralen Auswertung in die Cloud übertragen. So lässt sich der Aufbau klassischer Edge-Strukturen realisieren.

Davon profitieren beispielsweise Unternehmen wie Thyssenkrupp Steel Europe, das mit einem intelligenten Virtualisierungs- und Redundanzkonzept seine fast 60 Jahre alte Feuerbeschichtungsanlage modernisierte. Die vorhandene Virtualisierungslösung konnte technisch nicht erweitert werden, so entschied man sich für eine Kombination aus Simatic IPC547 und dem SCADA-System Simatic WinCC V7 als redundant eingerichtetem Leitsystem in virtueller IT-Infrastruktur. Durch die Kombination mit einem zentralen Datenarchiv-Server sind nun detaillierte Langzeitauswertungen zu Anlagenverfügbarkeit, Effizienz, Energieverbrauch und Qualität möglich. Der Zugriff erfolgt über 27 Bedienstationen oder das Intranet, was auch die Unterstützung durch Service-Techniker erleichtert.

Bereit für die vernetzte Zukunft

Die Autoren: Brigitte Händler, Marketing Manager HMI/SCADA (links), und Wolfgang Lay, Marketing Manager IPC, arbeiten bei Siemens in Nürnberg.

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Die offene Architektur des HMI-Systems in Verbindung mit einer hohen Systemkompatibilität ermöglicht Modernisierungen. Erste Ansätze zur Implementierung von künstlicher Intelligenz werden bereits in die Diagnosefunktionen eingebettet und reduzieren Prüf- und Testzeiten. Auch Service- und Wartungs-aspekte tragen zu einem langen Lebenszyklus bei: So enthalten beispielsweise die Embedded-PCs keine rotierenden Teile wie Lüfter oder Festplatten. Für alle PCs – mit und ohne Lüfter – werden Betriebsstunden, Zustand der Speichermedien und andere Diagnosedaten in der Runtime-Umgebung des HMI-Systems angezeigt und können lokal oder per Fernzugriff abgerufen werden. Notwendige Wartungsarbeiten können so präventiv im Rahmen von Stillstandzeiten durchgeführt werden. Solche durchgängigen Diagnosefunktionen für ein Gesamtsystem bestehend aus SPS, Netzwerkkomponenten und IPC-Hardware helfen, Fehler schneller zu erkennen und zu beheben. Hinzu kommen Long-Term-Service-Betriebssysteme, die analog zur Visualisierungssoftware und Hardware eine Langzeitverfügbarkeit sicherstellen.

All diese Faktoren tragen zu mehr Anlagenverfügbarkeit, reduzierten Service-Kosten und kürzeren Stillstandzeiten bei und machen die Kombipakete aus Simatic IPCs und Simatic WinCC zu einer verlässlichen, leistungsstarken Wahl.