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Visualisierung überwindet Grenzen

Mit dem Simatic WinCC Unified Option Calendar Control können Anwender einfach Produktionszeiten und -pläne zur Laufzeit konfigurieren.
Mit dem Simatic WinCC Unified Option Calendar Control können Anwender einfach Produktionszeiten und -pläne zur Laufzeit konfigurieren.
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Bisher war die Welt des Bedienens und Beobachtens getrennt: Hier das maschinennahe Bedienen, dort das anlagenweite Überwachen. Moderne Visualisierungssysteme agieren als Gateway der OT in die IT-Welt und ermöglichen so eine durchgängige Lösung für HMI- und SCADA-Aufgaben.

Beim Engineering von Automatisierungs- und Visualisierungslösungen haben sich durchgängige Werkzeuge und Umgebungen schon vor vielen Jahren durchgesetzt. Auf diese Weise haben Maschinen- und Anlagenbauer, aber auch Betreiber den Aufwand für das Erstellen und Pflegen von Automatisierungssystemen erheblich senken können. Demgegenüber stehen im Bereich der überlagerten Anlagenvisualisierung selbst immer noch mehr oder weniger stark ausgeprägte System-brüche. Typischerweise gibt es zwei unabhängige Lösungen für SCADA und maschinennahes HMI – die Folge: doppeltes Engineering, doppelter Datenhaushalt und Inkonsistenzen bei den Daten. Zudem sind Informationen nicht überall vorhanden oder noch unterschiedlich dargestellt. Eine inhomogene Visualisierungslandschaft birgt außerdem zahlreiche versteckte Kosten und Risiken: Fehlbedienungen, Einschränkungen beim Ressourceneinsatz und eine schlechtere Anlagentransparenz für die Mitarbeiter. Nicht zuletzt sinkt die Akzeptanz der Visualisierungslösung, wenn Bediener sich in viele verschiedene Darstellungen ‚einlesen‘ müssen, falls durchgängige Lösungen nicht möglich sind; vor allem, weil es im privaten Umfeld mittlerweile selbstverständlich ist, dass die wesentlichen Funktionen des PC auch auf dem Smartphone zur Verfügung stehen, Anwendungen und Apps ein ähnliches Look-and-Feel aufweisen und Funktionen sich ohne großen Aufwand hinzufügen oder entfernen lassen. Diese Möglichkeiten möchten Anwender zunehmend im industriellen Umfeld nutzen, vor allem, da im Kontext Digitalisierung und der rasant wachsenden Datenmengen eine moderne Technologie benötigt wird. Gleichzeitig möchten Unternehmen von den geringeren Kosten einer durchgängigen Lösung für die industrielle Visualisierung profitieren, die sich aus der effizienteren Planung, Umsetzung und Instandhaltung oder Erweiterung daraus ergeben.

Technologien für eine einheitliche User Experience

Das Simatic WinCC Unified System besteht aus der Visualisierungssoftware Simatic WinCC Unified sowie der neuen Generation von HMI-Bediengeräten.
Bild 1. Das Simatic WinCC Unified System besteht aus der Visualisierungssoftware Simatic WinCC Unified sowie der neuen Generation von HMI-Bediengeräten: Simatic HMI Unified Comfort Panels. Die Runtime der neu entwickelten Visualisierungssoftware Simatic WinCC Unified in TIA Portal basiert auf nativen Web-Techno-logien wie HTML5, SVG und JavaScript.
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Die neue Generation eines Visualisierungssystems trägt diesen geänderten Anforderungen jetzt Rechnung: Simatic WinCC Unified ermöglicht eine einheitliche Lösung für die industrielle Visualisierung unabhängig vom jeweiligen Endgerät oder Anwendungsszenario. Im Kern basiert diese Lösung auf einer browserbasierten Anlagenvisualisierung. Dazu nutzt Simatic WinCC Unified Web-Technologien wie HTML5, SVG und JavaScript. Die Bedienoberflächen lassen sich im TIA Portal projektieren, sodass die Anwender wie gewohnt ein Werkzeug zur Projektierung von Automatisierung und Visualisierung nutzen können. Elemente können wiederverwendet und Grafiken ohne Qualitätsverluste skaliert werden. Ferner lässt sich dadurch jedes Design auf einem Panel ebenso einsetzen wie auf einem PC-basierten SCADA-System. Außerdem lassen sich dank HTML5-Unterstützung Maschinen und Anlagen von HTML5-fähigen Mobilgeräten aus überwachen und steuern (Bild 1).

WinCC Unified ist aufgrund offener Schnittstellen (API) in der Lage, andere Software-Applikationen, zum Beispiel eigene Web Controls, zu integrieren und in einem einheitlichen Bedienkonzept zusammenzufassen. Dadurch wird WinCC Unified zur Integrationsplattform, um Daten aus der Produktion mit weiteren Daten und Informationen zu verknüpfen. Zudem erleichtert ein einheitliches Visualisierungssystem auf der Produktionsebene die Integration von Anlagen und Daten. So lassen sich modulare Anlagenkonzepte mit unterschiedlichen Konfigurationen oder auch Erweiterungen innerhalb einer Linie einfacher als bisher ebenso bei der Visualisierung umsetzen. Dazu arbeitet das Visualisierungssystem zum einen mit einem Collaboration-Mechanismus, über den zunächst Bedienbilder – demnächst auch Variablen, Alarme und historische Daten – zwischen WinCC Unified-Systeme ausgetauscht werden können. Dadurch ersparen sich Anwender doppelte Projektierungen für verschiedene Bereiche einer Anlage. Außerdem lassen sich über diesen Mechanismus verteilte Konfigurationen umsetzen. Die Visualisierung einzelner Maschinen kann ohne großen Aufwand in eine überlagerte Linienüberwachung integriert und dort um linienübergreifende Inhalte erweitert werden.

Eine weitere Neuerung betrifft das Konzept der Visualisierungslösung. Neben der klassischen, datenpunkt-orientierten Projektierung können Anwender nun objektorientiert mit ‚Typ-Instanz‘-Konzepten arbeiten und die Visualisierung entsprechend der technologischen Hierarchie der Anlage strukturieren: Jedes Anlagenobjekt besteht aus Eigenschaften wie Visualisierung, Tag, Meldung. Diese Struktur findet sich dann so auch im Betrieb wieder: Der Anwender navigiert anhand der technologischen Hierarchie durch die Anlage und erhält automatisch die für den jeweiligen Anlagenteil gefilterten oder gebündelten Informationen, etwa Meldungen eines Objektes in einer unteren Hierarchie-Ebene, die auf den überlagerten Knoten angezeigt werden. Die Meldungen des Knotens oder die zugeordnete Visualisierung des Knotens können dann direkt an-gezeigt werden.

Durchgängige Visualisierungslösungen von der Maschinen- bis zur SCADA-Ebene
Bild 2. Durchgängige Visualisierungslösungen von der Maschinen- bis zur SCADA-Ebene machen die Bedienung und Überwachung von Anlagen einfacher und effizienter.
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Wenn die Daten entsprechend dem Anlagenkontext strukturiert sind, lassen sie sich darüber hinaus für weitergehende Auswertungen nutzen. Dazu können Anwender im System entweder eine eigene Applikation integrieren oder verfügbare Optionen nutzen, um das System zu erweitern. Für einen optimierten Anlagenbetrieb gibt es zum Beispiel die Plant Intelligence Option Performance Insight, mit der Leistungskennzahlen (KPIs) wie die Overall Equipment Efficiency (OEE) berechnet und visualisiert werden können. Ferner kann für eine strukturierte Planung der Produktionsabläufe die hierarchische Struktur für eine in die Visualisierung integrierte Produktions- oder Schichtplanung genutzt werden. Dazu steht eine Kalender-Option zur Verfügung, mit der Anwender zur Laufzeit Templates für typische Produktionstage sowie Schalthandlungen definieren und auf konkrete Tage anwenden können (Bild 2).

Visualisierung für das Industrial Internet of Things

Die neuen Bediengeräte sind Teil des Simatic WinCC Unified-Systems und bieten über alle Displaygrößen die gleiche Anzahl an Hardware-Schnittstellen sowie die gleiche Funktionalität. Unter anderem wurde die Darstellungsqualität verbessert und die Geräte mit einem reaktionsschnellen Multitouchdisplay ausgestattet. Zusätzlich war die Vorbereitung für Industrial Edge ausschlaggebend für die neue Panelgeneration: Damit können Anwender zum Beispiel eigene Apps auf die Bediengeräte aufspielen.

Felix Kranert ist Marketing Manager bei Siemens.
Felix Kranert ist Marketing Manager bei Siemens.
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Mit der Vorbereitung für Siemens Industrial Edge schließt Simatic WinCC Unified zukünftig die Lücke zwischen der maschinennahen Visualisierung und der Welt von Big Data: In Zukunft wird es möglich sein, Daten direkt im Feld, wo die Qualität der Daten selbst am höchsten ist, zu analysieren. So lassen sich Funktionen wie die KPI-Berechnung wahlweise als Industrial-Edge oder als Cloud-Applikation realisieren. Damit können Anwender zukünftig selbst entscheiden, wo sie ihre Daten analysieren wollen, und so die Latenz und die Kosten der Datenanalyse optimieren. Durch die Offenheit von WinCC Unified lassen sich so zudem Anwendungen mit Machine Learning direkt in der Maschine und in Echtzeit vor Ort für die Prozessoptimierung nutzen.


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