Smarte Monitore. Netzwerkfähig dank integriertem Thin Client - prozesstechnik online

Netzwerkfähig dank integriertem Thin Client

Smarte Monitore

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Viele Monitorarbeitsplätze zur Prozessüberwachung und -bedienung werden in der Pharmaindustrie direkt im Produktionsbereich aufgestellt und die im klimatisierten Rechnerraum untergebrachte Prozessrechner-Hardware über Netzwerkinfrastruktur angebunden. Um dies zu ermöglichen, hat Pepperl + Fuchs seine Visunet-Remote-Monitore mit einem integrierten Thin Client ausgerüstet und sie so zu einem netzwerkfähigen Smart-Monitor gemacht.

Netzwerkfähige Remote-Monitore können direkt mit Servern Daten austauschen. Das spart Platz und Kosten für den früher üblichen PC je Monitorarbeitsplatz. Ein aktueller Trend in der Rechnerarchitektur von Prozessleitsystemen ist die Virtualisierung. Hier können viele PCs und selbst Server als virtuelle Maschinen auf wenigen, sehr leistungsstarken Servern ausgeführt werden. Das spart noch einmal Platz und Kosten, vor allem in größeren Prozesssystemen. Da es jetzt keine individuelle Video- oder Tastaturschnittstelle der einzelnen PCs mehr gibt, ist der netzwerkbasierte Zugang mit Thin-Client-basierten Remote-Monitoren und Remote-Desktop-Services-Protokollen wie RDP (Remote Desktop Protocol) überhaupt die einzige Möglichkeit, Bildschirmarbeitsplätze mit den Anwendungsprogrammen auf den virtuellen Maschinen zu verbinden. Werden in einer Produktionsanlage sowohl eine Prozesssteuerung als auch ein MES verwendet, besteht der Bedarf entweder nach einem Doppelmonitorsystem mit einer gemeinsamen Tastatur und Maus, oder auf einem einzigen Bildschirm wird per Tastenkombination zwischen den beiden Anwendungen auf verschiedenen Hostrechnern umgeschaltet. Hier kommen dann die erweiterten Möglichkeiten eines mit einem Thin Client bestückten Remote-Monitors zum tragen: Es können weitere, für die Prozessindustrie sinnvolle Funktionen in die Firmware des Remote Monitors integriert werden. Die Firmware RM Shell 4 der Visunet-Remote-Monitore von Pepperl + Fuchs beispielsweise bietet viele solche Zusatzfunktionen. Die intuitiv zu bedienende Menüstruktur in der touchscreenoptimierten Parametrieroberfläche bietet einem Inbetriebnehmer oder Administrator jeweils passwortgeschützt unterschiedliche Einstellmöglichkeiten. Der Remote-Monitor lässt sich z. B. so konfigurieren, dass er sich wie ein normaler Monitor verhält: Nach dem Einschalten sieht der Benutzer als erstes die Oberfläche der für ihn vorgesehenen Anwendung, z. B. den Login-Bildschirm der Prozessvisualisierung oder des MES, denn der Remote-Monitor hatte sich zunächst unmerklich im Hintergrund mit dem oder den vorher parametrierten Hostrechner(n) verbunden.

Zuverlässig im Betrieb
Eine Verbindungsunterbrechung während des Betriebs wird binnen weniger Sekunden vom Visunet-Remote-Monitor erkannt, ein Hinweis angezeigt und der Remote-Monitor kann sich selbstständig zu einem oder mehreren Ersatzrechnern im Netzwerk verbinden, ohne dass ein Servicekollege Hand anlegen muss, um die Bedienung der Anlage fortzusetzen.
In der Pharmaproduktion werden häufig auch Barcodeleser zur Produktidentifikation und manchmal RFID-Leser zur Bedieneridentifikation (gemäß FDA CFR21 part 11 oder EMA Annex 11) eingesetzt. Die Visunet-Monitore haben die entsprechenden Schnittstellen und können die Daten der angeschlossenen Identsysteme über die Netzwerkprotokolle an den Hostrechner zur weiteren Auswertung weiterleiten. Pepperl + Fuchs bietet hierzu eigene Identsysteme an, die Integration anderer Lesertypen erfolgt auf Projektbasis als anwenderspezifische Anpassung.
Um die IT-Sicherheit in der Netzwerkinfrastruktur der Pharmaanlage zu gewährleisten, haben die Monitore eine parametrierbare Firewall an Bord. Der Systemspeicher ist vor Schreibzugriffen von außen durch eine Sperre geschützt (EWF – Enhanced Write Filter). Außerdem können die USB-Schnittstellen des Remote-Monitors für Massenspeichergeräte wie USB-Sticks gesperrt werden, um ein Einspielen von Schadsoftware auf den Host über das Netzwerk zu unterbinden.
Werden viele Thin-Client-basierte Remote-Monitore in einer Anlage verwendet, bietet Pepperl + Fuchs die Thin-Client-Management-Software Visunet Control Center (Visunet CC) also Option an. Mit diesem Werkzeug können von einem Windows-PC, Laptop oder Tablet aus alle Visunet-Geräte und Box Thin Clients im Netzwerk verwaltet werden. So wird die Inbetriebnahme erleichtert, da die Einstellungen eines fertig konfigurierten Remote-Monitors ausgelesen, abgespeichert und wieder in andere Remote-Monitore geladen werden können, einzeln oder in Gruppen. Die Konfiguration eines Remote Monitors kann ebenfalls mit Visunet CC via Netzwerk erfolgen. Ein weiterer Aspekt: Während der mehrjährigen Betriebsdauer können alle im Netz befindlichen Visunet-Remote-Monitore verwaltet und überwacht werden. So kann der aktuelle Verbindungsstatus aller Remote-Monitore in einer Übersicht angezeigt werden. Außerdem können Funktionen der RM-Shell-4-Firmware ausgelöst werden, wie etwa der Neustart eines Remote-Monitors oder das Aufspielen eines Updates. Ein weiterer Vorteil: Ein Support-Techniker kann sich für die Unterstützung der Bediener vor Ort bei deren Fragen den Bildschirm eines Visunets in einer Livedarstellung auf seinen lokalen Bildschirm in Visunet CC holen. Er sieht das Gleiche wie auch der Kollege vor Ort. Dort, wo dies aus Sicherheitsgründen nicht verboten ist, kann der Administrator das Visunet CC so parametrieren, dass für den Support-Techniker auch eine Bedienung der gerade angezeigten Anwendung aus der Ferne möglich ist.
Variabel auch im Ex-Bereich
Die Produktion eines Arzneimittels hat viele unterschiedliche Fertigungsschritte und Verfahren, die unterschiedliche Anforderungen an den aufgestellten Remote-Monitor stellen. Im chemisch-synthetischen Upstream-Bereich beispielsweise befindet man sich oft in Ex-Bereichen nach Atex-Zone 2/22 oder 1/21. Bei der eigentlichen Wirkstoffherstellung werden die Remote-Monitore in den dort oft verwendeten pharmazeutischen Reinräumen eingesetzt. Bei den biotechnologisch hergestellten Wirkstoffen ist der ganze Primary-Produktionsbereich meist als pharmazeutischer Reinraum klassifiziert, selten allerdings als explosionsgefährdeter Bereich nach Atex. Daher müssen die Monitore in vielen Fällen sowohl eine Atex-Zertifizierung haben und gleichzeitig die GMP-Anforderungen erfüllen. Deshalb verwenden die Visunet-Remote-Monitore überwiegend Edelstahl mit einer mittleren Rautiefe von Ra ≦0,8 µm und Glas als Baumaterial.
Pepperl + Fuchs bietet für die Pharmaindustrie die Produktreihe Visunet GMP für den non-Ex- und den Zone-2/22-Bereich an, für Zone-1/21-klassifizierte Produktionsbereiche steht die Visunet-GXP-Produktreihe zur Verfügung. Allen gemeinsam ist eine robuste und dennoch leichte Ausführung in einem schlanken, platzsparenden Edelstahlgehäuse. Die GMP- und GXP-Monitore mit der Touchscreen-Option bilden den Ausgangspunkt für einen ganzen Baukasten von Komponenten wie Folientastaturen in Edelstahlgehäusen mit Touchpad, Trackball, Joystick oder Maus zur Cursor-Steuerung sowie viele verschiedene Montagekomponenten für die Boden-, Wand- oder Deckenmontage oder als Panel-Mount-Version.
Für den Laborbereich und für nicht klassifizierte Produktionsbereiche steht ein Visunet-Box-Thin-Client mit zwei Netzwerkschnittstellen in industrieller Ausführung und mit einem erweiterten Temperaturbereich bis +60 °C zur Verfügung. Er nutzt die gleiche Firmware wie alle Visunet-Geräte und es können bis zu vier Standardmonitore angeschlossen werden. Damit kann die gleiche Funktionalität und das gleiche Thin-Client-Management-Werkzeug Visunet CC verwendet werden.

Stefan Sittel
Business Development Manager HMI,
Pepperl + Fuchs
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