Box Thin Client für die Leitwarte Einfacher Zugriff auf das Prozessleitsystem

In der Prozessautomation setzt sich die Thin-Client-Technologie zunehmend durch. Sie erlaubt es Nutzern, auf virtualisierte Prozessleitsysteme und Anwendungen zuzugreifen, die auf zentralisierten Workstations sowie Servern laufen. Der Thin Client greift dabei auf die Informationen des Host zu, überträgt die Nutzeroberfläche über das Netzwerk und gibt diese über die angeschlossenen Monitore wieder.

Pepperl+Fuchs setzt bereits seit 2007 mit der Einführung des VisuNet Remote Monitor (RM) auf diese Technologie, die das Unternehmen auch für den Einsatz im Ex-Bereich patentieren ließ und in den folgenden Jahren kontinuierlich weiterentwickelte. Neben Unempfindlichkeiten gegenüber Temperaturschwankungen und rauen Umgebungsbedingungen wie Erschütterungen wird auch gute Reinigbarkeit nach GMP-Richtlinien durch die heutigen VisuNet-Gerätefamilien abgedeckt.

Der direkte Zugriff auf die Prozessleitsysteme ist natürlich nicht nur aus dem Prozessbereich heraus möglich, sondern auch direkt aus der Leitwarte. Hier kommen kleine und kompakte Box Thin Clients zum Einsatz.

Ausgelegt für raue Industrieumgebungen

Herkömmliche „Office“ Thin Clients werden bereits heute in industriellen Leitwarten eingesetzt, stoßen aber häufig an ihre Grenzen. Denn sie müssen erhöhtem Staub- und Flusen-Aufkommen, Temperaturschwankungen oder auch Erschütterungen permanent standhalten können und dennoch zuverlässig ihren Dienst verrichten. Der industrielle BTC14 ist deshalb speziell für diese rauen Bedingungen und den zuverlässigen 24/7-Betrieb ausgelegt.

Verpackt in einem robusten Aluminiumgehäuse wird der Thin Client passiv gekühlt und hält Temperaturen von -20 bis 60 °C stand. Alle Schnittstellen lassen sich mechanisch sichern, sodass ein ungewolltes Lösen der Stecker ausgeschlossen werden kann. Generell wird auf den Einsatz von beweglichen Komponenten verzichtet und ein erhöhter IP-Gehäuseschutz nach IP40 umgesetzt.

Vier digitale DisplayPorts sowie der performante AMD-Ryzen-Embedded-Prozessor des BTC14 erlauben die Visualisierung der Prozesse auf bis zu vier Ultra-HD-Bildschirmen. So kann das Personal in der Leitwarte die unterschiedlichen Anlagenzustände optimal überblicken.

Durchdachte Security

Zunehmende Cyber-Attacken machen eine durchdachte Security in der Prozessautomatisierung unabdingbar. Hier können industrielle Thin Clients einen Beitrag leisten. Denn sie verfügen über Software-basierte Sicherheitsmechanismen und lassen sich zudem aufgrund ihres erweiterten Temperaturbereichs sehr flexibel installieren.

So können die Geräte in verschließbaren Containern untergebracht werden, in denen kommerzielle Thin Clients schnell an ihre Temperaturobergrenze von +40 °C stoßen. Die Limitierung des physischen Zugriffs dient zugleich als Absicherung der Geräte vor unerlaubten Fremdzugriffen und Manipulationen der Hardware.

Langzeitverfügbare Komponenten

Eine weitere Besonderheit der Prozessautomation ist die Anforderung an die Langzeitverfügbarkeit der eingesetzten Komponenten. Diese ist für Geräte der unteren Ebenen der Automatisierungspyramide gegeben.

Jedoch stellen die kurzen Produktlebenszyklen von kommerziellen Thin Clients sowie die zugehörigen Windows-Versionen die Hersteller und Betreiber von Prozessleitsystemen vor Herausforderungen. Denn die schnellen Hardware-Änderungen bedeuten hohe, wiederkehrende Qualifizierungsaufwände, die allerdings vermeidbar sind.

Eine Lösung stellen industrielle Thin Clients wie der BTC12 und BTC14 von Pepperl+Fuchs dar. Die ausgewählten Komponenten sind industrietauglich und langzeitverfügbar. Damit werden Qualifizierungsaufwände deutlich reduziert.

Das Gleiche gilt für die eingesetzte Software. Die Thin Clients von Pepperl+Fuchs verwenden die eigens zugeschnittene Firmware namens VisuNet RM Shell 5, welche auf Windows 10 IoT Enterprise LTSB aufbaut – eine langzeitverfügbare Version von Windows. Diese basiert auf einem eingefrorenen Funktionsumfang, auf deren Stand Microsoft Security Updates für mindestens zehn Jahre zusichert.

Komfortable und sichere Firmware

Die Firmware erlaubt den netzwerkbasierten Zugriff auf PC-basierte und virtualisierte Prozessleitsysteme und verfügt über eine intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche für eine einfache Konfiguration. Zu den Komfortfunktionen gehört beispielsweise, die Remote-Desktop-Verbindungen mit einem Klick so konfigurieren zu können, dass die Geräte sich nach dem Start automatisch mit einem Leitsystem-Rechner verbinden. Weiterhin können Verbindungsabbrüche automatisch von den Geräten erkannt und durch einen erneuten Verbindungsaufbau kompensiert werden.

Neben der Unterstützung von Standardprotokollen wie Microsoft RDP, VNC, und Citrix integriert die RM Shell 5 auch einen Restricted Webbrowser. Dieser lässt sich so konfigurieren, dass die Bediener nur eine vorgegebene Website, etwa die des lokalen Manufacturing Execution Systems (MES), ansteuern können. Dank der Verwendung von HTML5-kompatiblen Browsern kann so auch auf moderne Leitsysteme, ERP- oder MES-Systeme zugegriffen werden. Damit wird der Thin Client zur Schnittstelle, die Nutzern den Zugang zu einer Vielzahl an Informations- und Steuersystemen erlaubt.

Zugleich verfügt die Firmware über zahlreiche Sicherheitsfeatures: Virenscanner, Mechanismen wie der Microsoft Unified Write Filter (UWF) und eine Firewall sind standardmäßig in die RM Shell 5 implementiert. Neben dem integrierten Windows Defender können außerdem Virenscanner von Drittherstellern wie McAfee Endpoint Security eingesetzt werden. Diese Schutzmechanismen reduzieren das Risiko einer Infiltrierung beziehungsweise das Speichern von Schadsoftware auf ein Minimum.

Ein Highlight stellt die Zusatzsoftware Visunet Control Center (VisuNet CC) dar. Sie ermöglicht die effiziente, zentrale Verwaltung aller Thin-Client-Geräte mit RM Shell 5: von den BTCs in der Leitwarte und produktionsnahen Arbeitsplätzen bis hin zu den Remote-Monitoren im Feld in der Ex-Zone 1/21.

Innerhalb eines Netzwerkes können alle eingeschalteten Geräte via Control Center von einem zentralen Arbeitsplatz aus eingerichtet, konfiguriert und überwacht werden. Zeitaufwendige Wege zu den einzelnen Geräten entfallen.

Das Visunet CC erlaubt zudem die einfache Konfiguration und Erstellung von Verbindungsprofilen für einen BTC oder Remote Monitor. Mithilfe des Cloning Wizards können Einstellungen von einem Mastergerät zeitgleich auf beliebig viele Zielgeräte innerhalb des Netzwerkes übertragen werden. Auch Updates lassen sich so mit einem einzigen Klick auf allen Geräten parallel durchführen. Das spart Zeit und damit Kosten.

Fazit

Mit den VisuNet-RM- und BTC-Gerätefamilien steht den Anwendern also eine durchgängige Hardwareplattform zur Verfügung. Optimal geeignet für die unterschiedlichen Installationsbedingungen und Szenarien in der Prozessindustrie – von der Leitwarte bis in den Ex-Bereich.

Dieser Artikel war Teil unserer Titelreportage der P&A-Ausgabe 1.2020 . Hier geht es zum zugehörigen Interview mit Natalie Hangel von Pepperl+Fuchs .