Kommunikation über HMIs

Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) sind wichtig für eine optimierte Überwachung und Kontrolle jedes Kontrollsystems, ob es auf einem kleinen Maßstab basiert oder mehrere geografische Standorte abdeckt. Kommunikation ist dennoch notwendig, unabhängig vom Umfang des Kontrollsystems, da sie Transparenz, schnelle Reaktion und Entscheidungsträger gewährleistet, um sich von einem bestimmten physischen Ort zu lösen.

Darüber hinaus sollten verschiedene Automatisierungssysteme nicht nur über starke interne Kommunikationsportale verfügen, sondern auch die neuesten Geräte wie Smartphones und Tablets unterstützen. Der Grund dafür liegt in der schnellen Akzeptanz solcher Geräte durch das Betriebspersonal, was ihm die Informationsbeschaffung erleichtert und somit seine Produktivität steigert.

Die heutige Hard- und Software hat umfangreiche technologische Fortschritte gemacht, um eine solche Netzwerkerweiterung zu unterstützen, sodass Remote-Server mit HMIs interagieren und einen reibungslosen Datenstrom an alle Geräte liefern können. Typischerweise beschränkt sich die Verwendung von HMIs auf die interne Überwachung und Steuerung von Geräten wie SPSen, Antrieben und Schaltern , aber ihre Integration mit der Außenwelt ist langsam zu einer unumgänglichen Anforderung geworden. Moderne PC-basierte HMIs lösen dieses Problem durch ständige Hin- und Herkommunikation mit allen vernetzten Geräten.

Die drei Hauptwege zum Erreichen dieser Ziele sind:

Direktzugriff

Moderne PCs sind bereits mit Hardware ausgestattet, die für eine solche Kommunikation verwendet werden kann, wenn sie mit einer richtig entworfenen HMI-Software gekoppelt ist . Der einfachste und etablierteste Weg dazu ist der Webserver eines HMI. Das Verfahren ist einfach; Das HMI ist über eine Ethernet-Verbindung mit dem Internet verbunden. Die Daten und Funktionen des Unternehmens sind über Webseiten und Technologien wie die Cloud verfügbar, sodass andere mobile Geräte über einfache Adressen darauf zugreifen können. Sobald die Verbindung hergestellt ist, können Befehle gesendet und Daten über das Gerät angezeigt werden.

Sicherheit ist ein zunehmendes Problem für eine solche offene Kommunikation, aber Webservertechnologien wie Apache HTTP und Microsoft IIS erfüllen die neuesten Sicherheitsstandards wie SSL- und HTTPS-Sicherheit, um die Integrität von Benutzerdaten zu gewährleisten. Als Weiterentwicklung können Benutzerrechte eingerichtet werden, die für mehr Sicherheit und Reduzierung bei Kompetenzmissbrauch sorgen können. Beispielsweise sollte ein Automatisierungsingenieur, der auf ein bestimmtes Asset beschränkt ist, weniger Rechte haben als ein Ingenieur, der die Synchronisierung verschiedener Steuerungssysteme verwalten muss, die über die Anlage verteilt sind.

Das Internet zusammen mit Technologien wie HTML5/CSS3 und Cloud-basiertem Speicher macht die Bereitstellung und Verwaltung solcher HMIs extrem flüssig. Aus eben diesem Vorteil ergibt sich jedoch auch der Nachteil, denn eine zu hohe Zuverlässigkeit des Internets kann bei Netzwerkausfällen zu einem Betriebsstillstand führen.

Vor-Ort-IT

Ein teurerer, aber zuverlässiger Ansatz ist der Einsatz von IT-Hardware und -Software vor Ort. Diese Option bietet mehr Leistung und Flexibilität bei der Verteilung von Daten auf mehrere Geräte, erfordert jedoch spezielle Hardware und Software sowie ständige Wartung. Mehrere HMIs innerhalb einer Anlage sind über Ethernet-Ports verbunden und bilden ein Intranet, das über alle Funktionalitäten eines Internets verfügt, jedoch auf lokaler Ebene. Auf die Informationen kann auf die gleiche Weise wie zuvor über verschiedene Geräte zugegriffen werden, diesmal jedoch mit größerer Sicherheit und kontrollierterer Weise.

Wie offensichtlich ist, erfordert diese Option die Einrichtung eines internen IT-Netzwerks, das sich bis in alle Ecken des Werks und aller zugehörigen Büros erstreckt. Das Intranet sollte idealerweise ortsunabhängig sein und eine Verbindung zwischen allen bestehenden Unternehmens-Assets, Unternehmens- oder Produktionsanlagen, herstellen.

Sicherheit wäre eine der geringsten Sorgen des Netzwerks, aber es würde ein hohes Maß an Wartung und ständigen Service erfordern, um ohne Unterbrechungen zu funktionieren.

Die Wolke

Die beiden vorherigen Methoden haben einen Webbrowser verwendet, um auf Seiten zuzugreifen, die Automatisierungsfunktionen enthalten. Das gesamte Bild würde sich jedoch ändern, wenn Cloud-Technologien verwendet würden, um den Großteil des Informationsflusses zu bewältigen, wodurch Geräte stabiler, zuverlässiger und einfallsreicher interagieren könnten. Mehrere redundante Verbindungen würden es jedem Gerät ermöglichen, sich mit der Cloud zu verbinden und über Smartphone-Apps auf HMI-Funktionen zuzugreifen. Diese Apps würden Änderungen in den in der Cloud gespeicherten Datenbanken und Tabellenkalkulationen widerspiegeln, die wiederum auf die vorhandene Industriehardware übertragen würden.

Cloud-Systeme sind hochflexibel, erschwinglich und extrem sicher. Beispiele sind Amazon Web Services und Microsoft Cloud, die ein hohes Maß an virtueller und physischer Sicherheit und eine Reihe von Backup-Mechanismen verwenden, um im schlimmsten Fall einen kontinuierlichen Betrieb sicherzustellen.

Ein Cloud-System ist daher die neueste und praktikabelste Lösung für die HMI-Kommunikation mit entfernten Geräten. Die weit verbreitete Verfügbarkeit des Internets, sei es in Form von 4G-Mobilfunknetzen, zusammen mit leistungsstarken Mobilgeräten, hat es zu einer industriellen Technologie gemacht, die sich in den kommenden Jahrzehnten leicht durchsetzen würde.

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