Funktionen wie der Projekt-Explorer sorgen auch bei großen Projekten für den Überblick.

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Geht es um das Thema Bedienbarkeit, zählt sowohl die Bedienung im laufenden Betrieb, als auch die Handhabung der notwendigen Projektierungssoftware. Und diesbezüglich finden sich große Unterschiede zwischen den einzelnen Anbietern. Sicherlich hilfreich ist eine Bedienerumgebung, die einem vertraut vorkommt. Beijer Electronics setzt deshalb auf die Microsoft-Welt: Das aktuelle Entwicklungstool iX-Developer 2.0 nutzt beispielsweise die von Microsoft Office 2010 bekannten Ribbon-Menüs. Einmal verinnerlicht ermöglichen die individuell anpassbaren Menüleisten effiziente Arbeitsabläufe. Kontext-bezogene Hilfefunktionen helfen selbst nach einer längeren Projektpause, den „Funktionsfaden“ schnell wieder zu finden. Der Screen-Explorer zeigt alle erstellten Bildschirme eines Projekts übersichtlich an und bei Bedarf sorgt die Zoomfunktion für Details. Durch die stringente Ausrichtung auf die .Net-Framework-Technologie stehen viele vorgefertigte Grafikobjekte und User-Controls zur sofortigen Verwendung bereit. Ebenso kann ein Projekteur zusätzliche HMI-Funktionen selbst entwickeln oder aus dem Internet herunterladen und in seine Projekte integrieren.

Es ist kein Geheimnis, dass ein Prozess nur dann effektiv bedient werden kann, wenn die Visualisierung ihn optimal abbildet. Im iX-Developer nutzt der Anwender dafür vektorbasierte Grafikobjekte, die unabhängig von Größe und Ausrichtung eine pixelfreie Darstellung gewährleisten. Auf diese Weise lassen sich Projekte ohne optische Qualitätseinbußen von einem kleinen auf ein größeres Displayformat „hochziehen“ beziehungsweise portieren. Vordefinierte Stilrichtungen geben Grafikobjekten mit einem Klick ein einheitliches Aussehen. Diese reichen von schlichtem Schwarz über Chrom bis hin zur klassischen Darstellung. Nutzt ein Anwender dann noch Formatvorlagen, hat er schnell eine in­dividuelle Projektbibliothek erstellt, die in beliebig vielen Anwendungen nutzbar ist.

Mit sogenannten Action-Menüs lässt sich eine platzsparende Navigation aufbauen.

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Mit neuartigen Action-Menüs spart der Anwender Bildschirmfläche, indem er mehrere Funktionen unter einem Piktogramm zusammenfasst, ähnlich wie bei Smartphone-Apps. Durch Antippen zeigen sich die Unterfunktionen dann in drei optionalen Darstellungen: Tab, Expand oder Bar. Ebenfalls von Smart­phones abgeleitet sind die so genannten Roller-Panel, mit denen Zahlen oder Betriebszustände durch virtuelles Rollen eingestellt werden. Diese Scroll- und Wischgesten werden immer populärer und sind deshalb inzwischen auch für die Maschinenbedienung auf der ganzen Welt intuitiv anwendbar. Diese Form der Bedienung und die damit entworfenen Oberflächen sind darauf ausgelegt, dass End-User kein Handbuch mehr zu Hilfe nehmen müssen. Das Fraunhofer Institut für Arbeits­wissenschaft und Organisation IAO bescheinigt dem iX Developer in der Studie „Usability und Human Machine Interfaces in der Produktion“, dass dieses Tool auf einfachste Bedienung und schnelle Projektumsetzung ausgerichtet ist.

Effiziente Kommunikation

Aufgrund der hohen Exportquote im Maschinenbau setzt sich nahezu jeder Lieferant mit der Internationalisierung seiner Produkte auseinander. Eine HMI-Software ist nicht nur hinsichtlich der Sprachumschaltung betroffen; die Kopplung der HMI-Panel mit den regional bevorzugten Steuerungstypen ist ein weiterer Aspekt, der die Projektierung erschwert. Je nach Zielland muss ein Maschinenbauer die Steuerungs­programmierung dem vorgeschriebenen Automatisierungssystem anpassen beziehungsweise für jede Maschine verschiedene Programmvarianten vorhalten. Wenn dasselbe mit der Prozessvisualisierung durchzuführen wäre, würde die Rentabilität der Gesamtanlage rasch sinken. Effizienter geht es mit der Multicontroller-Funktion, wie sie das Projektierungstool iX aufweist. Mit ihr lassen sich mehrere Steuerungen in ein und demselben Projekt anlegen. Die tatsächlich verwendete SPS lässt sich dann entweder kurz vor der Auslieferung oder sogar erst am Zielort direkt am Panel freischalten. Wie die Visualisierung mit der Steuerung Daten austauscht, ist im Multi-Controllermodus unerheblich: Neben der seriellen SPS-Anbindung können die Panel über Ethernet oder diverse andere Kommunikationsmodule als Server oder Client fungieren. Der Datentransfer erfolgt hierbei über die OPC UA (Unified Architecture). In dieser Konstellation agiert das Panel als Gateway zwischen zwei Controller, zum Beispiel einer alten Anlage mit S5-Steuerung und einer Anlagenerweiterung mit einer neueren CPU.

Ist die Verbindung aufgebaut, gibt es beim Datenaustausch keine Beschränkungen: Trenddaten, sowohl Echtzeit-Werte als auch historische, werden in einer SQL-Datenbank abgelegt. Individuelle Stunden- und Tagesberichte aus aktuellen Betriebsdaten stehen als Excel-Datei oder Ausdruck jederzeit zur Verfügung. Dabei unterstützt die Visualisierung beliebige Grafiken, Berechnungen und Diagramme. Ein integriertes Meldemanagement ermöglicht die Ausgabe von Alarmen auf Drucker, SPS, E-Mail oder andere Panels.

Will der Anwender von unterwegs einen Blick auf den Produktionsverlauf werfen, nutzt er den Panel-Server via Webserver. Eine sogenannte Tag-API (Application Programming Interface) unterstützt JavaScript und ASP.Net und ermöglicht den Zugang von entfernten Computern oder mobilen Geräten. Sogar individualisierbare HTML-Dateien für ein eigenes Web-Interface unterstützt die Panelserie.

Möglichkeiten der Individualisierung

In puncto Individualisierung stellt sich die Frage: Wie nutze ich die Bedienoberfläche, um den Markencharakter meiner Maschine optimal wiederzugeben – ähnlich wie das Logo jedes Autoherstellers auf dem Lenkrad. Gute Systeme bieten flexible Optionen bei Grafiken, Formatvorlagen und Schriftarten. Bei einigen HMI-Lösungen geht der Grad der Individualisierung noch weiter. Etwa bezüglich der Trenddiagramme, die Grundlage der Reporting-Funktionen sind: Für deren individuelle Gestaltung stehen etwa beim iX 14 verschiedene Darstellungsarten zur Verfügung, die zwei- und dreidimensional abgebildet werden können. Sogenannte TouchCombo- und TouchList-Boxen stellt der Projektierer nicht nur farblich, sondern auch größen- und ausrichtungstechnisch gemäß dem Kundenwunsch zusammen. Der Fingergröße des Endanwenders wird auf diese personalisierte Art Rechnung getragen.

Ein gutes Melde-Management besteht nicht nur aus Alarmlisten, sondern bietet auch animierte Laufschriften in allen Richtungen. Je nach Geschwindigkeit erzeugt dieser Effekt erhöhte Aufmerksamkeit beim Maschinenbediener. Stellt der Techniker bei Inbetriebnahme fest, dass beispielsweise die Skalen-Einteilungen von Balkengrafiken nicht stimmen, ändert er sie direkt vor Ort im Runtime-Modus. Eine weitere Individualisierungsmöglichkeit ergibt sich durch das Generieren eigener HMI-Funktionen über die integrierte Skriptsprache C#. Darüber lässt sich beispielsweise der Standard-Lieferumfang von iX individuell oder nach Kundenvorgaben erweitern.

Industriequalität und Verfügbarkeit

Bei aller Funktionalität, die ein HMI-System liefert, darf nicht vergessen werden, wo es zum Einsatz kommt. Häufig ist das Umfeld geprägt durch staubige oder feuchte Luft, bei erhöhten oder sehr niedrigen Temperaturen. Wenn dann noch niederfrequente Vibrationen hinzukommen, zeigt sich schnell, welcher Lieferant tatsächlich Industriequalität produziert. Wichtig ist zu beachten: Eine erhöhte Vibrationsfestigkeit wird unter anderem durch ein DNV-Zertifikat (Det Norske Veritas) bestätigt.

Industrietauglich bedeutet außerdem, lange Gerätelaufzeiten und Verfügbarkeiten zu gewährleisten. Maschinenbauer benötigen Investitionssicherheit über mehr als zehn Jahre, die mit CPUs aus dem Consumer-Bereich nicht zu garantieren ist. Beijer Electronics setzt deshalb ausschließlich auf Atom- oder ARM-Prozessoren für Industrieanwendungen

Autor: Dirk Hartmann ist Produktmarketing-Manager Beijer Electronics in Unterensingen.