Modulare Bedienpanels für flexible Maschinen und Anlagen
Auf der Hannover Messe hat B&R einen modularen Panel-Baukasten vorgestellt. Er bietet Maschinenbauern eine hohe Flexibilität bei der Realisierung flexibler Maschinen- und Anlagenkonzepte. Im Folgenden stellen wir diese Plattform-Strategie vor und erläutern, wie Anwender damit flexible Lösungen schaffen können.
Die Vorteile
Maximale Flexibilität
Geringer Engineeringaufwand
Problemloser Austausch von Komponenten
Volle Skalierbarkeit
Ready for Industrie 4.0
"Die Zeiten der klassischen Serienmaschinen, die 20 Jahre lang exakt das gleiche Produkt hergestellt haben, sind längst vorbei. Die Losgröße 1 ist längst nicht mehr nur in der Automobilbranche üblich", erklärt Raimund Ruf, Business Manager für Human Machine Interfaces (HMI) bei B&R. Die Produktion der Zukunft benötigt flexible Maschinen und Anlagen. Diese lassen sich mit dem modularen Panel-Baukasten von B&R verwirklichen.
Skalierbarkeit der Plattform
Basis der Plattform sind Automation Panels, die in zahlreichen Größen und verschiedenen Seitenverhältnissen zur Verfügung stehen. In Verbindung mit einer modularen PC-Einheit werden die Displays zu einem vollwertigen Panel PC, dessen Rechenleistung sich exakt an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen lässt: Vom Single Core Celeron bis hin zum Core i7 Quadcore steht ein weites Spektrum an CPU-Performance zur Verfügung. Benötigte Schnittstellen, wie 'Powerlink' oder 'seriell', lassen sich durch Steckkarten konfigurieren. B&R hat die beiden Komponenten 'Panel' und 'Rechnereinheit' vollständig voneinander entkoppelt. "Entscheidend ist, dass jedes Automation Panel mit jeder Rechnereinheit kombiniert werden kann", betont Ruf. Maschinenbauer müssen ein Panel nur einmal eindesignen. Die Differenzierung in unterschiedliche Leistungsklassen erfolgt durch die Auswahl der einzelnen Komponenten wie z.B. Prozessor und Speicher aus dem Panel-Baukasten.
Umrüsten leicht gemacht
Stark vereinfacht sind auch Wartung oder Upgrade einzelner Komponenten. Wenn eine neue Anwendung oder Visualisierung mehr Rechenleistung braucht, kann die Panel-PC-Einheit einfach gegen eine leistungsstärkere getauscht werden. Dafür ist kein technisches Fachwissen nötig, es sind lediglich sechs Verschraubungen zu lösen. Aufgrund der robusten Steckverbindung müssen keinerlei Kabel ab- oder angesteckt werden. Sind alle relevanten Daten auf einer CFast-Karte gespeichert, kann der neue Panel PC sofort wieder in Betrieb genommen werden. "Das Baukastensystem trägt auch den unterschiedlichen Lifecycles von PC- und Displaytechnologie Rechnung", erklärt Ruf. "Bisher musste die komplette Einheit aus Panel und PC ausgetauscht werden, wenn die Rechenleistung nicht mehr ausreichend dimensioniert war oder Retrofit-Maßnahmen anstanden. Dies gehört jetzt der Vergangenheit an. Das Einsparpotenzial für Maschinenbauer und Endanwender ist beträchtlich, auch weil kundenspezifisch angepasste Panels über viele Prozessorgenerationen hin eingesetzt werden können."
Wartungsfreie Industrie-PCs
Fast alle PC-Module sind lüfterlos. In Verbindung mit CFast-Karten und SSD lässt sich ein Industrie-PC verwirklichen, der komplett ohne rotierende Komponenten auskommt und somit wartungsfrei ist, der Austausch von Verschleißteilen entfällt. "Wir haben das Kühlsystem des Panel PC 900 komplett neu entwickelt", erklärt Ruf. "Um eine bestmögliche Konvektion zu erzielen, haben wir umfangreiche Evaluierungsreihen anhand von Simulationsmodellen durchgeführt und Heat Pipes eingesetzt." Sogar der leistungsstarke i7-Core-Duo-Prozessor kommt bei Umgebungstemperaturen von bis zu 55°C ohne Lüfter aus. Auch die Kühlung der Quadcore-Prozessoren wurde optimiert. Dabei führen Lüfter einen zielgerichteten Luftstrom durch die integrierten Kühlrippen und garantieren selbst bei High-End-Systemen einen reibungslosen Betrieb. Bei allen eingesetzten Komponenten, wie Festplatten, Platinen und dem Gehäuse, hat B&R den Fokus auf höchste Zuverlässigkeit gelegt. Es werden ausschließlich Bauteile eingesetzt, die speziell für den industriellen Einsatz ausgelegt sind, hohe Umgebungstemperaturen verkraften und viele Jahre verfügbar sind. Einsparmöglichkeiten ergeben sich auch bei der Lagerhaltung: Maschinenbauer können spontan auf geänderte Kundenwünsche reagieren, wenn sie die notwendigen Komponenten auf Lager haben, da die Automation Panels eine einheitlich technische Basis sowohl für über Smart Display Link/DVI angeschlossene Monitor-Panels als auch für Panel PCs darstellen. Bei All-in-one-Geräten sind Aufwand und Kosten ungleich höher. "Dies trifft selbstverständlich auch auf kundenspezifisch designte Panels zu", erklärt Raimund Ruf.
Zugriff aus der Ferne
Alle Panel PC 900 mit Core-i-Prozessoren unterstützen die Intel Advanced Management Technology (AMT). Diese ist Bestandteil der Intel vPro-Technologie und dient dem Out-of-Band-Management (OOB). Damit können PC-Systeme aus der Ferne auf einer sehr hardwarenahen Ebene, und damit unabhängig vom Betriebssystem, gewartet werden. Mit AMT können Statusinformationen ausgelesen, Bios-Konfigurationen geändert und der PC ein- und ausgeschaltet werden. Zudem steht Remote Boot zur Verfügung. Der Zugriff ist unabhängig von einem laufenden Betriebssystem, daher kann ein Neustart des Systems aus der Ferne durchgeführt werden, wenn das Betriebssystem nicht mehr reagiert. Dies ist vor allem dann interessant, wenn PC-Systeme ohne Personal vor Ort betrieben werden, wie dies z.B. bei Verkehrsleitsystemen der Fall ist. Zudem bietet AMT Fernwartungs- und Diagnosemöglichkeiten. So können die PC-Komponenten ausgelesen werden. Einzige Voraussetzung ist, dass der PC mit Spannung versorgt wird und an einem Netzwerk hängt. Das Eventlog gibt detailliert Auskunft über die Systemvorgänge im PC, z.B. 'Starting operating system boot process'.
Displays und Touchscreens
Automation Panels stehen in zahlreichen Ausführungen zur Verfügung und decken alle Anforderungen an moderne Industrievisualisierungen ab. Die Widescreen-Varianten reichen bis 24" in Full-HD-Auflösung. Für Anwendungen, die kompatibel zu bestehenden Systemen sein müssen, stehen nach wie vor Panels mit einem 4:3-Seitenverhältnis und analog-resistivem Touchscreen zur Verfügung. Damit können bestehende Visualisierungen unter Beibehaltung der Auflösung - also ohne jegliche Softwareanpassung - mit der neuesten Technik ausgestattet werden. Die Touch-screens können mit Handschuhen bedient werden und eignen sich dadurch auch für besonders raue Arbeitsumgebungen. B&R bietet seine Automation Panels und Panel PCs auch in zahlreichen Tragarmvarianten an. Diese umfassen nicht nur unterschiedliche Displaygrößen und -formate, alle Varianten sind in IP65 ausgeführt und stehen auch im Hochformat sowie in hygienegerechtem Design zur Verfügung. Mit einem weiteren Baustein des Panel-Baukastens ist der Einsatz von Panels in Tragarmen noch einfacher: Ausgestattet mit einem Smart-Display-Link3-Receiver kann ein Panel mit einem konventionellen CAT6- oder CAT7-Ethernetkabel bis zu 100m vom Panel PC oder Industrie-PC abgesetzt werden.
Individuelle Erweiterungen
Tragarmgeräte gibt es wahlweise mit zusätzlichen Bedienelementen wie Taster, Wahl- und Schlüsselschalter sowie Not-Aus. Mit einem integrierten RFID Reader beispielsweise können vom Service-Ingenieur bis zum Anlagenbediener individuelle Berechtigungsstufen vergeben werden. Es steht eine große Bandbreite an Displaygrößen und -formaten zur Verfügung, darunter auch ein Tragarmgerät im Hochformat. "Ein großer Fortschritt in Sachen Sicherheit ist durch die Einführung von Multitouch-Bildschirmen in der Industrieumgebung möglich geworden," sagt Raimund Ruf. Potenziell gefährliche Aktionen, wie das Starten eines Prozesses oder Motors, können durch Zwei-Hand-Bedienung gesichert werden. Der Maschinenbediener muss den Befehl mit der zweiten Hand bestätigen, damit die Aktion ausgeführt wird. Ein versehentliches Auslösen ist damit nicht möglich. Mit den Multitouch-Displays sind die von Consumer-Geräten bekannten Gestensteuerungen möglich: Mit Wischgesten kann gescrollt oder umgeblättert werden und mit zwei Fingern kann gezoomt werden. In Zusammenspiel mit den großen Widescreendisplays ergeben sich damit neue Möglichkeiten in der Werkerführung: Es können mehr Informationen auf dem Bildschirm angezeigt werden. Der Zugriff auf Datenblätter oder Videoanleitungen ist möglich, ohne die aktuellen Statusinformationen der Maschine auszublenden.
Panel PC 2100: Viel Leistung auf wenig Raum
Der neueste Zuwachs im modularen Panel-Baukasten ist der Panel PC 2100, der in einem kompakten Gehäuse ein vollwertiges und leistungsfähiges PC-System zur Verfügung stellt. Das PC-Design baut auf der neuesten Intel-Atom-Technologie auf, die einen Meilenstein in der Leistungsfähigkeit von Embedded-Systemen darstellt und ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis bietet. Das PC-Modul entspricht von den Abmessungen einem Smart-Display-Link/DVI-Receiver, daher kann jedes beliebige Automation Panel der zweiten Generation - sogar die komplett geschlossenen Panels für die Montage an Tragarmen - zu einem vollwertigen Panel PC umgerüstet werden.
Skalierbar und wartungsfrei
Die Prozessorleistung ist voll skalierbar, der Panel PC 2100 wird wahlweise mit Single-, Duo- oder Quadcore-Prozessoren geliefert. Dabei werden in der höchsten Ausbaustufe sogar die Performancewerte des Core i3 übertroffen. Alle Varianten kommen ohne Lüfter oder weitere rotierende Teile aus. Dadurch ist der Panel PC komplett wartungsfrei. 2 Gigabit-Ethernet-Schnittstellen, eine USB2.0- und eine USB3.0-Schnittstelle sind standardmäßig integriert. Feldbusanschlüsse wie Powerlink oder CAN können über Schnittstellenmodule individuell konfiguriert werden. Als Datenträger kommen kompakte CFast-Karten zum Einsatz, die auf MLC-Basis auch mit 60GB und mehr zur Verfügung stehen.
Hohe Grafikperformance
Die von den Core-i-Prozessoren abgeleitete Grafikengine der Intel-Atom-Prozessoren bietet eine leistungsfähige Grafikverarbeitung, die auch Bildschirme in Full-HD-Auflösung unterstützt. Erstmals in diesem Segment wird DirectX 11 unterstützt, das bei vielen Scada-Systemen mit anspruchsvoller Grafik zum Einsatz kommt.
Auf der Hannover Messe hat B&R einen modularen Panel-Baukasten vorgestellt. Er bietet Maschinenbauern eine hohe Flexibilität bei der Realisierung flexibler Maschinen- und Anlagenkonzepte. Im Folgenden stellen wir diese Plattform-Strategie vor und erläutern, wie Anwender damit flexible Lösungen schaffen können.
Die Vorteile
Maximale Flexibilität
Geringer Engineeringaufwand
Problemloser Austausch von Komponenten
Volle Skalierbarkeit
Ready for Industrie 4.0
"Die Zeiten der klassischen Serienmaschinen, die 20 Jahre lang exakt das gleiche Produkt hergestellt haben, sind längst vorbei. Die Losgröße 1 ist längst nicht mehr nur in der Automobilbranche üblich", erklärt Raimund Ruf, Business Manager für Human Machine Interfaces (HMI) bei B&R. Die Produktion der Zukunft benötigt flexible Maschinen und Anlagen. Diese lassen sich mit dem modularen Panel-Baukasten von B&R verwirklichen.
Skalierbarkeit der Plattform
Basis der Plattform sind Automation Panels, die in zahlreichen Größen und verschiedenen Seitenverhältnissen zur Verfügung stehen. In Verbindung mit einer modularen PC-Einheit werden die Displays zu einem vollwertigen Panel PC, dessen Rechenleistung sich exakt an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen lässt: Vom Single Core Celeron bis hin zum Core i7 Quadcore steht ein weites Spektrum an CPU-Performance zur Verfügung. Benötigte Schnittstellen, wie 'Powerlink' oder 'seriell', lassen sich durch Steckkarten konfigurieren. B&R hat die beiden Komponenten 'Panel' und 'Rechnereinheit' vollständig voneinander entkoppelt. "Entscheidend ist, dass jedes Automation Panel mit jeder Rechnereinheit kombiniert werden kann", betont Ruf. Maschinenbauer müssen ein Panel nur einmal eindesignen. Die Differenzierung in unterschiedliche Leistungsklassen erfolgt durch die Auswahl der einzelnen Komponenten wie z.B. Prozessor und Speicher aus dem Panel-Baukasten.
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B&R Industrie-Elektronik GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 2014 - 07.05.14.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de