Industrie 4.0 revolutionieren: Fortgeschrittene vereinheitlichte HMI-Software steigert Effizienz & Sicherheit

Human-Machine Interface (HMI) Software verbessert sich kontinuierlich und bietet nun IT- und Operational-Technology (OT)-Fähigkeiten. Einst auf die Rolle der Maschinen- und Prozessvisualisierung und -steuerung beschränkt, liefert moderne vereinheitlichte HMI-Software nun bessere Benutzeroberflächen, Containerisierung und Remote-Geräteverwaltung – alles in einem cybersicheren Paket.

Moderne Benutzeroberfläche

Die neue Welle von HMI-Software, die auf dedizierten Geräten oder PCs läuft, ist stärker an die schlanken Entwicklungs- und Laufzeitumgebungen moderner Smartphones angelehnt als an die klobigen Oberflächen veralteter Vorgänger. Unterstützung für Multitouch-Gesten – und native Webtechnologien wie HTML5, skalierbare Vektorgrafiken (SVGs) und JavaScript – wird zunehmend alltäglich (Abbildung 1).

Diese Funktionalität gibt Entwicklern die Möglichkeit, HMIs anzupassen und zu animieren, und der Wechsel von Pixel- zu Vektorbasierten Grafiken verbessert die Bildschirmästhetik und Maschinenvisualisierung erheblich.

Konfiguration und Nutzung

Moderne vereinheitlichte HMIs werden mit vorinstallierten Apps für das Anzeigen von Dokumenten, das Ansehen von Schulungsmedien und den sicheren Zugriff auf externe webbasierte Systeme ausgeliefert. Zusätzlich sind native und Drittanbieter-Apps zum Kauf verfügbar, um:

• Fortgeschrittene Produktionsalgorithmen und Berechnungen durchzuführen
• Verbindung zu Daten aus mehreren Quellen über mehrere Protokolle einschließlich MQTT herzustellen
• Historische Daten zu visualisieren
• Workflows zu automatisieren
• Inventar zu verwalten
• Maschinen- und Motorenantriebszustand für vorausschauende Wartung zu analysieren
• Benachrichtigungen zu erstellen und Alarme zu senden

Maschinenbauer können diese und andere vorgebaute Apps nutzen oder ihre eigenen Apps und offene Application Programming Interfaces entwickeln. Um die Kompatibilität zu erhöhen, nutzen vereinheitlichte HMIs eine Docker-Engine – jede App läuft in ihrem eigenen Container –, was die Verwaltung von Anwendungsversionen und Abhängigkeiten stark vereinfacht (Abbildung 2).

Vereinheitlichte HMI-Software ermöglicht es Benutzern auch, Produktions-Kennzahlen (KPIs) festzulegen und zu überwachen und diese Daten in Geschäftsprozessberichte einzubeziehen.

Sichere Geräte- und App-Verwaltung

Zusätzlich zu neuen IT-Fähigkeiten nutzt vereinheitlichte HMI-Software gemeinsame Entwicklungs- und Laufzeitumgebungen über alle Visualisierungsgeräte hinweg – Kontrollraumcomputer, Smartphones, Tablets, Panel-HMIs und andere Plattformen –, was die Entwicklungseffizienz auf der OT-Seite erhöht. Diese Visualisierungsschnittstellen teilen eine gemeinsame Bibliothek von Anwendungsobjekten, SVGs und Skripten, was die Zeit und Kosten reduziert, die erforderlich sind, um zusätzliche Geräte online zu bringen.

Die Verwaltung dieser Geräte wird durch ein webbasiertes Interface unabhängig von einer OT-Automatisierungsprojektdatei vereinfacht, was die Speicherung von Apps und Lizenzen auf Servern ermöglicht. Darüber hinaus können Administratoren Apps remote bereitstellen oder aktualisieren, Sicherheitspatches anwenden und den Inhalt aller vereinheitlichten HMIs unternehmensweit verwalten (Abbildung 3).

Apps laufen im Hintergrund, vollzeit mit ihren Hooks in Docker, unabhängig von der Laufzeitschicht, die das klassische Automatisierungsprojekt ausführt, sodass eine Änderung in der App-Konfiguration die HMI-Laufzeit nicht beeinflusst. Die Kommunikation zwischen Geräten, die vereinheitlichte HMI-Software ausführen, ist verschlüsselt, und HMIs können für automatisches System-Backup konfiguriert werden, um Datenverlust zu verhindern.

Software für die Zukunft

Da eine zunehmende Anzahl unternehmensvernetzter smarter Geräte weltweit implementiert wird, bietet vereinheitlichte HMI-Software moderne grafische, Konnektivitäts- und IT-basierte Funktionen, während sie die Robustheit beibehält, die Hersteller von industrieller HMI-Laufzeitsoftware verlangen. Diese Fortschritte verbessern die Maschinenleistung, ermöglichen größere Rentabilität und treiben vernetzte Unternehmen durch die Industrie-4.0-Revolution an.

Dieser Artikel wurde verfasst von Ramey Miller, HMI/Edge Produktmarketingmanager für Siemens Industry (Norcross, GA). Weitere Informationen finden Sie hier.