Ein umfangreiches Entwicklerteam zur Erstellung der webbasierte Überwachungs- und Steuerungsanwendungen war deshalb nötig, weil sich das Team mit den unterschiedlichsten Tools und Sprachen auskennen musste: Kenntnisse in HTML, CSS, JavaScript, My­SQL (Datenbank), PHP, Linux, Apache und OPC waren unabdingbar. Oft waren sogar noch Java, Flash, Ruby und andere Software-Technologien erforderlich.

Inzwischen gibt es HMI-Entwicklungstools wie etwa Groov von Opto 22 die ausschließlich Internet-Technolo­gien wie HTLM5 und CSS3 nutzt. Das Erstellen und Verwalten von Prozessvisualisierungen wird damit stark vereinfacht. Anwendungen können auf die unterschiedlichsten Endgeräte verteilt werden – von PC und Mac bis zu Smartphones und Tablets aus der Android- und Apple-iOS-Welt.

Das Betriebssystem tritt bei diesen Tools in den Hintergrund. Ob Microsoft Windows, Mac OS, iOS, Linux oder Android – sobald ein Gerät mit einem modernen Browser wie Firefox, Internet Explorer, Chrome oder Safari ausgestattet ist, funktionieren sie. Groov etwa nutzt Internet-Technologien wie HTML5, CSS3 und SVG (Scalable Vector Graphics). Die Grafiken basieren auf SVG und passen  sich automatisch an die Größe und Auflösung des jeweiligen Displays an. Im Web-Browser des Anwenders müssen keine zusätzlichen Plug-ins wie Flash, Silverlight oder Java installiert sein.

Ein Blick auf die Komponenten

Die zentrale Komponente des beschriebenen Systems ist ein kompakter industrieller Netzwerk-Server, auf dem die Software ausgeführt wird. Derzeit arbeitet das System nur mit SPS-Systemlösungen von Opto 22 zusammen. Doch das soll sich ändern. In Kürze erfolgt die Unterstützung von OPC UA, womit sich alle PACs und SPSen anschließen lassen sollen, die diesen Standard unterstützen. Der Netzwerk-Server stellt die Verbindung zum Netzwerk der Steuerungen sowie zum Unternehmensnetzwerk her. Neben zwei 1-Gbps-Anschlüssen besitzt diese Box noch einen USB- und einen 802.11b/g/n WLAN-Anschluss. Für Software-Updates und Datensicherungen/Restores kann der Anwender den USB-Anschluss oder eine SD-Speicherkarte nutzen. Mit dem großen Temperaturbereich von 0 bis +50 °C und einer Versorgungsspannung zwischen 14 bis 32 °V(DC) erfüllt die Groov-Box wichtige Kriterien industriell genutzter Computer.

Beschleunigtes Design

Zum Erstellen der Visualisierungsoberflächen mit einem Web-Browser dient eine Entwicklungsumgebung, die eine Reihe von Gadgets zur Verfügung stellt. Zur Auswahl stehen etwa Rundinstrumente, Tasten, Beschriftungen, Live Video und Trendanzeigen. Der Entwickler kann mit dem Browser-Tab zwischen der Desktop- und der Handheld-Ansicht umschalten. Die Desktop-Ansicht ist auf Geräte wie PCs und Smart-TVs zugeschnitten, die Handheld-Ansicht ist auf mobile Endgeräte wie Smartphones und Tablets optimiert. In jeder Ansicht kann der Entwickler auf die Gadgets zugreifen, die auf dem Bildschirm des Endgeräts dargestellt werden sollen. Abhängig vom Gadget-Typ lassen sich die passenden Parameter zuordnen. Damit ist sichergestellt, dass die Display-Inhalte auf den Endgeräten richtig dargestellt werden. Die Anordnung der HMI-Elemente auf der Desktop-Ansicht wird automatisch von der Handheld-Ansicht übernommen und skaliert. Der Entwickler kann jedoch die Elemente der Handheld-Ansicht völlig anders als auf der Desktop-Ansicht platzieren.

Darstellung per Web-Browser oder App

Die Systemarchitektur: Der Zugriff auf das Visualisierungssystem kann innerhalb des Unternehmens-Netzwerkes oder über das Internet erfolgen.

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Die erstellten Visualisierungen können im Anschluss daran im Web-Browser aufgerufen werden. Mit entsprechenden Apps für iOS oder Android lassen sich die Visualisierungen im Vollbild-Modus ohne Browser-Elemente wie etwa Adressleiste anzeigen. Damit ist ein Betrieb im Kiosk-Modus möglich, der den Aufruf anderer Anwendungen ausschließt. Sobald man auf das System von einem mobilen Endgerät aus zugreift, lädt das Endgerät die gesamte App herunter. Das Ergebnis ist ein extrem schneller Bildaufbau und -refresh.

Die Inbetriebnahme

Der schon beschriebene Netzwerk-Server sitzt zwischen Steuerungs- und Unternehmens-Netzwerk oder Internet. Im Unternehmens-Netzwerkbetrieb sollen der Entwicklungs-PC und das Smartphone oder Tablet auf denen die Visua­lisierungssoftware läuft, die gleiche Domain wie dieser Netzwerk-Server haben. Wenn man auf diesen Rechner über das Internet zugreift, wird der Datenverkehr zwischen dem Browser des Entwicklungs-PCs und dem Server mittels Secure Sockets Layer (SSL) verschlüsselt. Noch mehr Sicherheit bietet ein VPN-Tunnel (Virtual Private Network).

Die Konfiguration und das Setup des Netzwerk-Servers ist so einfach wie bei einem Heim-Router. Sobald der Rechner mit dem Unternehmens- und dem Steuerungsnetzwerk verbunden ist – über Ethernet-Kabel oder WLAN –, liest die Entwicklungsumgebung die Device Tags der angeschlossenen Systeme aus und zeigt die Endgeräte an, die man zum Erstellen des HMI nutzen kann.

Autor: Ronald Riegel ist Geschäftsführer von Hy-Line Systems.