Skalierbare HMI-Lösungen und modulare Software
Visualisierung und noch viel mehr
Wenn es um zeitgemäße Automatisierungslösungen geht, sind Skalierbarkeit und Modularisierung nicht zu unterschätzende Eigenschaften. Doch während es dabei bisher meist um die Steuerungshardware und I/O-Systeme ging, umfasst der Anspruch inzwischen auch immer öfter die Software. Wago decke mit seiner HMI-Familie TP600 beide Seiten ab, betont Dr. André Kleine. Was das konkret für den Anwender bedeutet, erklärt der Produktmanager für das HMI-Sortiment von Wago im Gespräch mit dem SPS-MAGAZIN.
Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KGHerr Dr. Kleine, Skalierbarkeit und Modularisierung sind gewichtige Schlagworte in Automatisierung und Maschinenbau. Wie positioniert sich Wago an dieser Stelle?
Dr. André Kleine: Wir folgen an dieser Stelle mehreren Trends. Modularität hilft natürlich ungemein dabei, Anlagen flexibel und erweiterbar auszulegen. Die Anforderung, dabei die Software mit einzuschließen, kennt man aus der Prozessindustrie schon lange. Heute ist sie in der diskreten Fertigung ebenfalls zunehmend gefragt. Ein zweiter Trend geht dahin, Softwarefunktionen wiederzuverwenden oder einfach abändern zu können. Darüber hinaus soll auch die Firmware auf den Automatisierungsgeräten möglichst modular aufgebaut sein. In Summe bedeutet das: Durchdachte und durchgängige Modularisierung auf der Softwareseite spielt eine immer größere Rolle. Wago eröffnet hier mit seinem offenen Linux-Betriebssystem große Freiheiten und gibt dem Anwender mit modernen Technologien wie Docker leistungsfähige Werkzeuge an die Hand.
Was heißt das genau?:
Kleine: Mit Linux und Docker setzt Wago auf etablierte Mechanismen, um Software strukturiert aufzubauen und beherrschbar zu halten. Der Anwender erhält ein komplettes Ökosystem, mit dem er sich auf seine Kernkompetenz konzentrieren und USPs punktgenau einbringen kann. Anpassungen und Erweiterungen sind kein Problem. Es ist hochspannend zu beobachten, wie sich die Steuerungssoftware bei unseren Kunden über Jahre hinweg entwickelt.
Denken denn die Maschinenbauer überhaupt modular?
Kleine: Das kommt immer stärker. Treiber dieser Entwicklung waren sicherlich die großen Serienmaschinenbauer. Viele KMUs ziehen jetzt nach. Mit vorgefertigten Docker-Containern ist das auch nicht schwer: Der Maschinenbauer muss eben nicht jedes mal die Anlage neu projektieren, sondern kann die Funktionalität schnell auf die tatsächlichen Anforderungen anpassen. Docker fungiert sozusagen als riesengroßer Funktionsbaukasten und hält die Softwareentwicklung beherrschbar.
Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KGUnd wie stark nutzen Ihre Kunden diese Möglichkeiten bereits?
Kleine: Das ist unterschiedlich. Bei größeren Kunden mit eigener IT-Abteilung kommt die Docker-Schnittstelle schon viel zum Einsatz - samt Deployment und dazugehöriger Orchestrierungs-Tools. Bei kleinen Unternehmen oder klassisch ausgerichteten SPS-Entwicklern fehlt es abseits der IEC61131 bisweilen noch am nötigen IT-Knowhow. Oder auch am Bewusstsein für die sich öffnenden Chancen. Hier setzen wir stark auf Information und Unterstützung, denn wir wollen ja jeden Kunden auf die technologische Reise mitnehmen.
Bemerken Sie dabei den Generationswechsel in der Steuerungsprogrammierung?
Kleine: Ja, dieser Trend ist ganz deutlich spürbar. Hinsichtlich IT-Technologien, Egde- und Cloud-Computing gibt es bei den Kunden zwar verschiedene Reifegrade. Letztlich kann sich aber niemand davor verstecken. Und so müssen sich auch die klassischen SPS-Entwickler immer stärker mit den neuen Technologien und Entwicklungsprozessen auseinandersetzen. Das Besondere bei den Steuerungs- und Engineering-Lösungen von Wago ist, dass sie beide Welten nahtlos miteinander vernetzen. Denn gekapselte und von außen nicht erreichbare Steuerungslandschaften werden immer seltener. Unsere Tools binden deshalb die SPS-Welt an das IoT an und bringen im Gegenzug die IT-Spezialisten in die industrielle Steuerungswelt. Auf welcher Hardwarebasis der Anwender diese Brücken schafft - sei es per klassischem Controller, Edge Device oder HMI - das bleibt ihm komplett selbst überlassen. Auf allen Geräten lässt sich die gleiche Softwarefunktionalität nutzen.
Wago ist nicht der einzige Anbieter, der in puncto Automatisierung auf Linux und Docker setzt.
Kleine: Das stimmt, auch Marktbegleiter springen auf diesen Zug auf. Es ist jedoch sehr bezeichnend, wie lange Wago bereits in diese Richtung unterwegs ist und wie viel Erfahrung hier bereits gesammelt wurde. Das belegt die große Anwender-Community und die Vielzahl an Feature-Vorlagen, die online zu finden sind. Wie gesagt, ist eine hohe Wiederverwendbarkeit von Funktionen gefragt. Die erreicht man am besten, indem man auf allen Steuerungs-Devices eine einheitliche Softwarebasis beibehält. Dann muss der Anwender nichts neu entwickeln, nur weil er das Gerät wechselt. Auch das Engineering fühlt sich immer gleich an. Einheitlich und Durchgängigkeit sind deshalb für uns Grundvoraussetzungen.
Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KGLässt sich diese beschriebene Flexibilität auch direkt in Kombination mit den Wago-HMIs nutzen?
Kleine: Ja klar, der Kunde hat hier alle Freiheiten. Er kann sich die exakt zu seiner Anwendung passende HMI-Lösung zusammenstellen - hard- und softwareseitig. Im Rahmen der TP600-Familie bieten wir Geräte zwischen 4,3 und 21,5" in drei unterschiedlichen Funktionsklassen an: Es beginnt bei reinen Web Panels mit integriertem Browser und HTML5-Visualisierung. Wenn der Kunde eine aufwändigere Oberfläche oder extrem schnelle Reaktionszeiten braucht, kann er vom Web Panel auf ein Visu Panel umsteigen. Die Visualisierung läuft dann direkt auf dem Gerät. Die dritte Ausbaustufe bilden unsere Control Panel. Sie übernehmen als All-in-One-Geräte nicht nur die Visualisierung, sondern auch die Steuerung. Die frontseitigen Abmessungen sind bei allen Funktionsklassen identisch, genauso wie die Firmware oder das Look&Feel in der Entwicklungsumgebung.
Inwieweit lässt sich die Funktionalität eines Wago-HMIs erweitern, ohne die Hardware zu ändern?
Kleine: Das ist in einigen Fällen unkompliziert möglich. Der Kunde kann z.B. bei einem Web Panel durch eine nachträglich freigeschaltete Lizenz auch Codesys2.3-Visualisierungen umsetzen. Beim zweiten HMI-Level, das auf die lokale Visualisierung abzielt, lassen sich durch nachinstallierte Lizenzen etwa Steuerungsfunktionen oder Busprotokolle aktivieren. Die Geräte der TP600-Familie können also analog zu ihren Aufgaben oder der Anlage mitwachsen. Über unseren Docker-Ansatz und entsprechende Container sind der Funktionalität so gut wie keine Grenzen gesetzt. Genau wie bei einem Schweizer Taschenmesser, bei dem man je nach Situation einfach das passende Werkzeug ausklappt.
Wie sieht es denn mit der Anbindung an höhere Ebenen aus, z.B. bei Modernisierungsprojekten?
Kleine: Egal ob HMI, PFC-Controller oder Edge-Rechner: Alle Wago-Steuerungsgeräte bringen per se eine IoT-Gateway-Funktion, die ebenfalls in der einheitlichen Software verortet ist. Damit einher geht ein breit gefächertes Angebot für die Integration auf der Leit- oder IT-Ebene. Neben Docker bieten wir eine MQTT-Schnittstelle an, über die der Anwender per Multi-Cloud-Connectivity sogar mehrere IoT-Plattformen anbinden kann. Natürlich TLS-verschlüsselt und bei Bedarf durch weitere Sicherheitsmechanismen wie Firewall, IPsec und OpenVPN geschützt.
Ist die Sicherheit für den Anwender heute ein entscheidender Aspekt?
Kleine: Wir merken schon, dass unsere Kunden öfter mit Malware und Cyberangriffen kämpfen. Weil auf Fertigungslevel vermehrt offene statt proprietäre Standards eingesetzt werden und die Vernetzung immer durchgängiger wird, muss man dem Thema generell mehr Beachtung schenken. Mit der Wago-Plattform ist der Anwender dafür sehr gut aufgestellt und bekommt effiziente Schutzmechanismen an die Hand.
Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KGLassen Sie uns einen Blick auf die Zielbranchen für die TP600-HMIs werfen. Stehen hier bestimmte Industriesegmente im Fokus?
Kleine: Im ersten Zug sind hier sicherlich Maschinen- und Anlagenbau, Gebäudetechnik und Energieversorgung zu nennen. Durch ihr robustes Design und den frontseitigen IP65-Schutz lassen sich die HMIs jedoch in fast allen Anwendungsbereichen nutzen. Je nach Anforderungen kann der Kunde zwischen den Ausführungen Standard Line und Advanced Line wählen. Unterschiede finden sich dann etwa bei den eingesetzten Touch-Technologien: die Standard Line nutzt resistive Touchscreens, bei Advanced sind es projektiv-kapazitive. Als dritte Option bietet Wago die Marine Line an, die speziell für den Offshore-Einsatz ausgelegt und für den Einsatz auf der Schiffsbrücke zertifiziert ist. Innerhalb aller drei Lines steht die komplette Bandbreite an Funktionen und Technologien zur Verfügung.
Wie sieht es bei der Rechenleistung aus?
Kleine: Auch die Leistung aller TP600-Geräte ist gleich. Es ist ein moderner Quadcore-Prozessor verbaut, dazu kommen 2GB Arbeitsspeicher. Auch das bildet eine Grundlage für unseren modularen und durchgängigen Ansatz.
Wie stark steigt denn der Bedarf an Rechenleistung in der Produktion wirklich?
Kleine: Hier ist ganz augenscheinlich ein Wandel erkennbar. Früher gab es in der SPS ausschließlich die Steuerungsfunktionalität. Heute beansprucht diese nurmehr einen sehr überschaubaren Anteil der Rechenleistung. Der Controller soll parallel viele Aufgaben übernehmen: Ob Visualisierung, Datenanalyse oder Kommunikations-Addons - der Wunsch nach zusätzlicher Funktionalität wird durch die Digitalisierung immer weiter verstärkt. Dem Anspruch folgend hat Wago mit seinen Edge-Controllern kürzlich eine ganz neue Art von Highend-Steuerungen für die Hutschiene präsentiert.
Zum Abschluss ein kleiner Ausblick, Herr Kleine: Wie wird sich das HMI zukünftig verändern? Wird es überhaupt noch physisch an der Maschine zu finden sein?
Kleine: Das zunehmende Datenaufkommen in der Automatisierung und die anspruchsvollen Latenzzeiten sorgen dafür, dass Maschinen auch weiterhin über ein integriertes Panel bedienbar sind. Denn dann ist die Verfügbarkeit am höchsten. Aber genauso wie auf Steuerungsseite, gibt es sicherlich HMI- und Visualisierungsfunktionen, die man unproblematisch in die Cloud auslagern kann. Gerade was die Analyse angeht, haben wir mit der Wago-Cloud bereits jetzt eine spannende Plattform. Die Visualisierung in der Cloud wird also sicherlich zunehmen - aber weniger alternativ zum Maschinen-HMI, als vielmehr ergänzend. (mby)
Die TP600-Serie von Wago auf einen Blick
? Schnelle Arbeitsgeschwindigkeit mit dem leistungsstarken Cortex-A9-Multicore-Prozessor
? Drei Produktfamilien für verschiedene Einsatzanforderungen: Standard Line, Advanced Line, Marine Line
? Passgenaue Hardwareausstattungen für unterschiedliche Applikationen
? Skalierte Softwarefunktionalitäten: Web Panel, Visu Panel, Control Panel
? Flexible Programmierung in IEC61131 oder direkt unter dem Betriebssystem Linux
? Standardverbindung zu Wago Cloudlösungen mit Control Panels
Wenn es um zeitgemäße Automatisierungslösungen geht, sind Skalierbarkeit und Modularisierung nicht zu unterschätzende Eigenschaften. Doch während es dabei bisher meist um die Steuerungshardware und I/O-Systeme ging, umfasst der Anspruch inzwischen auch immer öfter die Software. Wago decke mit seiner HMI-Familie TP600 beide Seiten ab, betont Dr. André Kleine. Was das konkret für den Anwender bedeutet, erklärt der Produktmanager für das HMI-Sortiment von Wago im Gespräch mit dem SPS-MAGAZIN.
Bild: WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KGHerr Dr. Kleine, Skalierbarkeit und Modularisierung sind gewichtige Schlagworte in Automatisierung und Maschinenbau. Wie positioniert sich Wago an dieser Stelle?
Dr. André Kleine: Wir folgen an dieser Stelle mehreren Trends. Modularität hilft natürlich ungemein dabei, Anlagen flexibel und erweiterbar auszulegen. Die Anforderung, dabei die Software mit einzuschließen, kennt man aus der Prozessindustrie schon lange. Heute ist sie in der diskreten Fertigung ebenfalls zunehmend gefragt. Ein zweiter Trend geht dahin, Softwarefunktionen wiederzuverwenden oder einfach abändern zu können. Darüber hinaus soll auch die Firmware auf den Automatisierungsgeräten möglichst modular aufgebaut sein. In Summe bedeutet das: Durchdachte und durchgängige Modularisierung auf der Softwareseite spielt eine immer größere Rolle. Wago eröffnet hier mit seinem offenen Linux-Betriebssystem große Freiheiten und gibt dem Anwender mit modernen Technologien wie Docker leistungsfähige Werkzeuge an die Hand.
Was heißt das genau?:
Kleine: Mit Linux und Docker setzt Wago auf etablierte Mechanismen, um Software strukturiert aufzubauen und beherrschbar zu halten. Der Anwender erhält ein komplettes Ökosystem, mit dem er sich auf seine Kernkompetenz konzentrieren und USPs punktgenau einbringen kann. Anpassungen und Erweiterungen sind kein Problem. Es ist hochspannend zu beobachten, wie sich die Steuerungssoftware bei unseren Kunden über Jahre hinweg entwickelt.
Denken denn die Maschinenbauer überhaupt modular?
Kleine: Das kommt immer stärker. Treiber dieser Entwicklung waren sicherlich die großen Serienmaschinenbauer. Viele KMUs ziehen jetzt nach. Mit vorgefertigten Docker-Containern ist das auch nicht schwer: Der Maschinenbauer muss eben nicht jedes mal die Anlage neu projektieren, sondern kann die Funktionalität schnell auf die tatsächlichen Anforderungen anpassen. Docker fungiert sozusagen als riesengroßer Funktionsbaukasten und hält die Softwareentwicklung beherrschbar.
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 (Juni) 2021 - 04.06.21.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
