Grüne Riesen fürs flexiblere Bedienen

Der Autor: Horst Friedrich Leiter Produktmanagement und SW-Entwicklung, R. Stahl

Die Anforderungen an die Datenübertragung sind bei HMI-Systemen sehr unterschiedlich. Manche Anwendungen kommen mit sehr einfachen Remote-KVM-Lösungen aus. In anderen Fällen sind Client-Host-Ankopplungen über KVM-over-IP-Setups das Mittel der Wahl. Diese Möglichkeiten, einschließlich Unterstützung aktueller digitaler Interfaces wie DVI und USB, gehören zum üblichen Leistungsspektrum PC-basierter HMI-Stationen. Für komplexere Ansprüche und speziell im Hinblick auf eine umfassende Integration der Bedien- und Beobachtungstechnik in übergeordnete Prozessleit- und andere IT-Systeme ist es jedoch meist wünschenswert, Bedienstationen als schlanke Frontends mit TCP/IP-Verbindung zu Servern im sicheren Bereich nutzen zu können. Die HMIs der T-Serie können als Thin Clients via RDP oder VNC-Protokoll unmittelbar über ein Ethernet mit Host-Computern kommunizieren. Auch mit einer KVM-Box werden die HMIs per TP- oder LWL-Ethernetkabel verbunden, wobei kostensparend auf bestehende Kabelverbindungen zurückgegriffen werden kann. Mit Lichtwellenleiter lassen sich sogar Distanzen bis 10.000 m überbrücken. Mit dieser Bandbreite an Möglichkeiten sind von der klassischen Eins-zu-Eins-Zuordnung zwischen Ex-Stationen und PCs im sicheren Bereich über Zugriffe von einem einzigen HMI aus auf wechselnde Server bis hin zur Einrichtung von Multi-Monitor-Feldstationen zahlreiche Optionen in der Anlagenüberwachung und -bedienung umsetzbar.

Der Trend zu reinen Frontends, mithin die Praxis, Benutzern nur einen Thin Client als Bedienstation zur Verfügung zu stellen, geht auf das erhebliche Einsparpotenzial zurück, das solche Systemlösungen eröffnen. Aufgrund eines beträchtlich geringeren Hardwareeinsatzes fällt auch ein entsprechend großer Teil an Wartungsarbeiten weg. Nicht selten stehen in komplexen Prozessanlagen 50 und mehr PCs als reine Arbeitsstationen. Sollen diese Arbeitsstationen nun aus den Anlagen – das heißt vor Ort in rauer und teilweise auch explosionsgefährdeter Umgebung – bedient werden, ist der Anschluss konventioneller KVM-Boxen, also Verlängerungen für Keyboard-, Video- und Maus-Schnittstellen, mit hohem Materialaufwand verbunden.

Dennoch werden immer noch in der Mehrzahl der Prozessanlagen Bediensysteme so angebunden. Mit dem zunehmenden Aufkommen von Automatisierungssystemen, die mehrere Arbeitsstationen zugleich virtuell in einem physischen Server zur Verfügung stellen können, kommen nun aber immer häufiger Thin-Client-Anbindungen als interessante Alternative in Betracht. Die Performance heutiger PCs reicht in der Regel für vier oder acht Arbeitsstationen völlig aus. 50 PCs können nun in zehn oder weniger Servern virtuell existieren. Das spart Schaltraumplatz und die vielfältigen mit dem Hardwareaufgebot assoziierten Kosten. Inzwischen beherrschen alle modernen Prozessautomatisierungssysteme solche Lösungen. Zugleich profitieren sie angesichts ihrer umfassenden Funktionsvielfalt von einem größeren Platzangebot auf den Displays von HMI-Stationen.

Die Breitbild-HMIs der T-Serie bieten auf ihren 22“- oder 24“-Diagonalen Auflösungen von 1680 x 1050 bzw. 1920 x 1080 Pixeln. Der zusätzliche Platz auf dem Bildschirm erleichtert komplexe Visualisierungen, z. B. bei umfangreichen Anlagen, und erlaubt es, Zusatzinformationen einfach mit darzustellen – ein Blättern bzw. Umschalten ist somit nicht mehr erforderlich. An den HMIs im Feld können Einstellungen bequem über Dialogmasken am Bildschirm vorgenommen werden. Schon beim Login steht an Systemen dieser Baureihe ohne Treiber auf dem Host-PC volle Touchscreen-Funktionalität einschließlich aller Eingabemöglichkeiten zur Verfügung. Neben kompletter Mausemulation gehört dazu auch ein für 25 Sprachen parametrierbares Soft-Keyboard. Mit einer speziellen Trackball-Variante bieten die Bedien- und Beobachtungsstationen zudem besondere Möglichkeiten bei der Handhabung: Ein mit fünf Druckknöpfen ausgestatteter Trackball lässt sich wahlweise nur mit einer Hand bedienen wie gewohnt. Für zügigeres Arbeiten ist er aber alternativ auch auf beidhändige Bedienung ausgelegt. In diesem Fall wird der Trackball mit der rechten Hand geführt, während zwei separate Maustaster von der linken Hand betätigt werden können. Sowohl die Displays als auch die Eingabegeräte eignen sich auch für Reinräume mit besonderen Anforderungen sowie für ähnlich anspruchsvolle Umgebungen in der chemischen und petrochemischen Industrie. Tastatur-Trackball-Einheit und Edelstahloberfläche des Gehäuses bilden eine plane Ebene in Schutzart IP 66. Displays und Tastaturen der T-Serie sind mit einer speziellen Schutzschicht überzogen, scharfe Ecken und Kanten sind abgerundet, und die Edelstahlgehäuse der Stationen sind mit einem 240er-Feinschliff versehen. Die flachen Gehäuse lassen sich einfach öffnen. Die HMIs können platzsparend als Wandgehäuse montiert oder freistehend genutzt werden.

Die T-Serie setzt besonders energieeffiziente Technik ein, um die Auslegung der Systeme so umweltschonend wie möglich zu gestalten und zugleich die laufenden Kosten für den Stromverbrauch über den Lebenszyklus eines Geräts deutlich zu vermindern. Das Herz jedes T-Terminals ist ein Prozessor aus der Atom-Reihe von Intel. Diese CPUs kommen mit einer besonders geringen Betriebsspannung aus. Die zweite wesentliche Energiesparkomponente ist die LED-Hintergrundbeleuchtung für das Display, die im Vergleich zu Lösungen mit konventionellen Leuchtröhren (CCFL) eine um bis zu 50 % geringere Leistungsaufnahme verzeichnet: Der Energieverbrauch der Displays mit LED-Backlight liegt typischerweise bei 40 bis 50 W; Leuchtröhren-Displays hingegen benötigen mindestens 75 W. Ein weiterer Vorteil von LED-Backlight-Monitoren ist die Langlebigkeit der LEDs, die das bei CCFL-Displays häufig auftretende Flackern bzw. Ausfälle der Lichtquellen verhindert. Die LED-Hintergrundbeleuchtungen sind darüber hinaus in einem breiteren Farbspektrum verfügbar als herkömmliche CCFL-Beleuchtungen, was ebenfalls einer besseren Bildqualität zugute kommt. Mit einem Kontrastverhältnis von 1000:1 sind die Displays der T-Serie trotz ihrer Energieeffizienz extrem lichtstark, sodass Prozessinformationen für Bediener besonders klar und augenfreundlich erkennbar sind. Für das ökologisch durchdachte Design der Systeme war es außerdem wichtig, dass Displays mit einer LED-Hintergrundbeleuchtung keinerlei Quecksilber, Cadmium oder Blei enthalten. Sie können daher umweltverträglicher recycelt und entsorgt werden als CCFL-Displays.

Die HMI-Systeme sind als T-EX für den Einsatz in den Zonen 1, 2, 21 und 22 und als T-IND für den Einsatz in industriellen Bereichen spezifiziert. Sie sind für den Einsatz in der Prozessautomatisierung prädestiniert und können selbst unter extremen klimatischen Bedingungen verwendet werden, da sie Temperaturen von -30 bis +50 °C in der Umgebung trotzen und Schutz gemäß IP 66 gewährleisten. Zudem erfüllen sie, wie bei der Beschreibung der Tastatur- und Trackball-Ausstattung schon erwähnt, für Einsätze in Reinräumen nach GMP-Bestimmungen alle notwendigen Hygieneanforderungen. Mit der Einführung der TCP/IP-Unterstützung für die Breitbild-HMIs der T-Serie umfasst das Angebot an Thin-Client-fähigen Bedien- und Beobachtungslösungen von R. Stahl nun ein vielfältiges Spektrum vom 15“- oder 19“-Gerät im 4:3- bzw. 5:4-Format bis hin zur 24“-Wide-screen-Station mit Full-HD-Auflösung.

Halle 7, Stand 170

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