Handhabung 11.11.2005, 18:41 Uhr

Durchblick für den Anlagenbediener  

VDI nachrichten, Düsseldorf, 11. 11. 05 – Die Automation von Produktionsprozessen liegt weltweit im Trend. Mit zunehmender Komplexität der Maschinen und Anlagen wächst dabei gleichzeitig der Bedarf an benutzerfreundlichen Bedienschnittstellen. Kommunikationsstandards aus dem Internet- und Büroumfeld ermöglichen dazu neue Konzepte. Prozessdaten können damit transparenter visualisiert werden. Ebenso werden Fernwartung und -diagnose unterstützt.

Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) oder auch Human-Machine-Interfaces (HMI) werden sie genannt. Die teilweise mit großzügigen grafischen Oberflächen ausgestatteten Lösungen unterstützen den Anwender beim Bedienen und Beobachten von industriellen Prozessen. Daraus hat sich inzwischen ein lukratives Geschäft entwickelt. So wächst der Markt für diese Systeme nach Einschätzung der Analysten jährlich mit rund 4 % auf knapp 700 Mio. € in 2008.

Ein wesentlicher Teil dieses Wachstums kommt dabei inzwischen von den Technologien aus dem Umfeld des Internets sowie damit einher gehende neue Anwendungen. „Mit der Verbreitung von Ethernet TCP/IP in der Automation werden die Webtechnologien auch für die Prozessvisualisierung immer wichtiger, denn sie ermöglichen recht einfach verteilte Bediensysteme. Informationen lassen sich damit an unterschiedlichen Orten vorhalten oder der Service kann entfernt auf den Prozess zugreifen“, erklärt Dr. Gerd Schneider. „Weiterhin lassen sich auch unterschiedliche Datenquellen in einer Visualisierungsanwendung nutzen“, so der Leiter Produktmarketing bei Softing in München über die Vorteile der neuen Technik.

PC-basierte Steuerungen erweitern die Funktionalität erheblich, denn sie erledigen zusätzlich zur Visualisierung auch mehr oder weniger anspruchsvolle Steuerungsaufgaben. „Die für die Visualisierung erforderliche Datenschnittstelle kann als Webserver in das Laufzeitsystem der Steuerung integriert werden, eine zusätzliche Definition der Variablen für die Visualisierung ist damit hinfällig“, erklärt Schneider. Entsprechend dem Client/Server-Prinzip könnten dann mehrere Nutzer bzw. Webbrowser auf einen oder mehrere Datenserver zugreifen. „Wir haben dieses Konzept im Automatisierungssystem 4Control mit dem Modul WebViser umgesetzt und damit gute Erfahrungen gemacht“, so der Fachmann.

Auf Basis des Protokollstandards TCP/IP und einem Client-/Server-Konzept können große oder auch weit verteilte Maschinen von verschiedenen Stellen bedient und beobachtet werden. Dipl. Inform. Hans-Peter Metzger von Siemens Automation&Drives (A&D) in Nürnberg erläutert dazu: „In diesem Szenario gilt als Voraussetzung, dass die Maschine zum jeweiligen Zeitpunkt von einem einzigen Anwender bedient wird.“ Dabei erscheine an jeder Bedienstation das gleiche Bild, wobei aber jeweils nur eine Station zur Eingabe bereit stünde. „Der anlagenweite Zugriff auf Variable und Bilder lässt sogar den Aufbau kostengünstiger, lokaler Wartungslösungen zu“, erläutert der Produktmanager einen weiteren Vorteil. Dabei können an übergeordneten Kopfstation wichtige Prozesswerte aus den Vor-Ort-Bedienstationen angezeigt und bei Bedarf auch zentral bedient werden. Mit einem PC als Kopfstation eröffneten sich zusätzliche Möglichkeiten für die Archivierung, Analyse und Weiterverarbeitung der erfassten Prozessdaten.

Oft ist die Einbindung übergeordneter Systeme wie Betriebsdatenerfassung, Managementinformationssysteme oder auch in zentralen Wartungs- und Servicesystemen gefordert. Da in den meisten Fällen die Maschinen mit Bedienschnittstellen ausgestattet sind und diese auch auf die wesentlichen Prozessdaten zugreifen, liegt es nahe, die maschinenübergreifende Kommunikation auf Basis der HMI-Systeme zu realisieren. Mit Hilfe des Kommunikationsprotokolls HTTP (Hypertext Transfer Protocol) können dabei HMI-Stationen untereinander lesend und schreibend auf ihre Variablen zugreifen. Als Beispiele nennt Metzger den automatischen Anstoß des Füllprozesses, sobald der Reinigungsprozess beendet ist oder Warnmeldung an die Füll- und Etikettierstation, wenn die Verpackungsstation auf Grund einer Störung keine weiteren Flaschen mehr aufnehmen kann. „Die HMI-Systeme der einzelnen Maschinen sind somit als transparente Gateways zu den jeweiligen Einzelprozessen zu verstehen, die untereinander kommunizieren und somit die jeweiligen maschinenspezifischen Feldbusse entkoppeln“, so der Experte.

Letztlich biete das Internet für den Anlagenhersteller viele Möglichkeiten, auch mit dem Kunden und direkt mit seiner Maschine in Verbindung zu treten. „Auf Basis der Internet/Intranet-Technologie lässt sich schon heute die gesamte Wartungs- und Servicekette abdecken“, stellt Metzger dazu fest.

Gute Erfahrungen mit dezentraler Bedienung hat z. B. der Weinheimer Vliesstoffproduzent Freudenberg gemacht, wie Wolfgang H. Kissel, Leiter Prozesstechnik und Automatisierung, feststellt: „Die bei uns neu installierten Multi-Panels sind mit allen gängigen Netzwerkschnittstellen ausgestattet und lassen sich schnell in unser Netzwerk integrieren.“ Die dezentrale Bedienung vereinfache dabei auch Wartung und Diagnose der laufenden Anlagen, von der Steuerung bis in den einzelnen Antrieb. Speziell für diese Anwendungen implementierte das Unternehmen Servicefunktionen für Profibus- und Antriebsdiagnose. „Wir können damit oft auf das Programmiergerät und den Spezialisten verzichten, zudem können wir auch aus der Ferne über unser Intranet den Bediener vor Ort bei der Lokalisierung von Fehlerquellen unterstützen“, freut sich Kissel.

Der ZVEI-Arbeitskreis „Bedienen und Beobachten“ will hier weitere Akzente setzen. Die 17 Mitgliedsfirmen repräsentieren 70 % des deutschen Marktes. Aktuelle Themen in der Diskussion sind ortsunabhängiges Bedienen und Beobachten, Webtechnologien, 3-D-Darstellung sowie Spracherkennung. A. SCHARF/CIU

Von A. Scharf/Martin Ciupek
Von A. Scharf/Martin Ciupek

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