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In allen Bereichen der Prozessindustrie kommen heute HMI-Komponenten (Human Machine Interface) und Lösungen zum Einsatz. Die Anforderungen, die sie in den hochspezialisierten Branchen der Chemie, Pharma oder der Öl- und Gas-Industrie erfüllen müssen, sind hoch. Unempfindlichkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen, Erschütterungen oder Temperaturschwankungen ist beispielsweise in der Öl- und Gas-Industrie ein entscheidendes Kriterium. Dagegen zählt im Life Science-Bereich vor allem die geringe Oberflächenrauigkeit der Edelstahl-Gehäuse und deren gute Reinigbarkeit entsprechend den GMP-Richtlinien. Geräte die in diesem anspruchsvollen Umfeld bestehen wollen, müssen passgenau auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten sein, um den Anwender optimal bei der Anlagensteuerung zu unterstützen. Das gilt insbesondere dort, wo explosionsgefährdete Produktionsbereiche eine zusätzliche Herausforderung darstellen.
Aber nicht nur die schwierigen Umgebungsbedingungen stellen hohe Ansprüche an moderne HMI-Lösungen. Da der Automatisierungsgrad in den Prozessanlagen beständig zunimmt, steigt ebenfalls die Anforderung an die zugrundeliegende Rechner-Infrastruktur. So kommt mit der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung der Automatisierungssysteme auch der Thin-Client-Technologie in heutigen Produktionsanlagen eine immer größere Bedeutung zu. Das enorme Potenzial dieser Technologie hat Pepperl+Fuchs schon frühzeitig erkannt. Bereits 2007 brachte das Mannheimer Unternehmen daher mit den VisuNet Remote Monitoren (RM) die erste netzwerkbasierte Thin Client-Lösung für den Ex-Bereich auf den Markt.
Seither hat sich die Technologie rasant verbreitet. Doch heutige Lösungen zeichnen sich zumeist noch durch eine monolithische Bauweise aus. Das heißt: Rechner, Display und Netzteil stellen dabei häufig eine geschlossene Einheit dar. Im täglichen Betrieb hat das durchaus Nachteile, denn dieses Design hat oft ein hohes Gerätegewicht zur Folge und erschwert daher das Handling in der Praxis. Schon die Installation der schweren Geräte stellt sich aufwendiger dar. Sie erfordert mehr Manpower und ist dadurch auch immer mit höheren Kosten verbunden. Diese Problematik setzt sich fort, wenn ein einfaches Komponenten-Upgrade oder eine Reparatur anstehen. Das gesamte System muss dann mit hohem technischem und logistischem Aufwand abgebaut und zurück zum Hersteller geschickt werden.
Modulare Thin Client-Generation
Die Zukunft der Thin Client-basierten HMIs für den Ex-Bereich dürfte da ganz anders aussehen – nämlich kompakt, leicht und modular. Ein Beispiel dafür ist der VisuNet-GXP-Remote-Monitor von Pepperl+Fuchs. Die Thin Client-basierte Monitor-Lösung für die Zonen 1 und 21 bringt weniger als 25 kg auf die Waage. Die leichte Bauweise der Geräte ermöglicht eine Ein-Mann-Installation, die eine schnelle und daher kostensparende Inbetriebnahme erlaubt.
Im täglichen Handling von Vorteil ist auch der kompakte, modulare Aufbau. Jedes Gerät besteht aus den drei Hauptkomponenten Display-Einheit, Netzteil und einer eigens entwickelten Thin-Client-Rechnereinheit. Im Fall eines Defektes kann der Betreiber aufgrund des modularen Designs die Komponenten selbstständig austauschen. Auf diese Weise wird der Service vor Ort vereinfacht und eine schnelle Wiederinbetriebnahme ermöglicht.
Entscheidend für das optimale Visualisieren der Prozesse ist, dass trotz des geringen Gewichtes nicht an der Displaygröße gespart wird. 21,5 Zoll Full HD Displays im 16:9 Breitbildformat erlauben hier die direkte Übernahme von Prozessleitbildern. Um dabei minimale Reflexionen und optimale Bilddarstellung zu gewährleisten, sind die Displays darüber hinaus entspiegelt.
Ein projektiv kapazitiver Multi-Touch-Sensor hinter Sicherheitsglas ermöglicht, die Benutzeroberfläche Touch-optimiert zu gestalten – dies auch mittels Gesten und für die Maussteuerung, wie sie vom Smartphone oder Tablet-PC her vertraut sind. So lassen sich bei kritischen Prozessen wichtige Sicherheitsaspekte umsetzen. Es kann zum Beispiel definiert werden, dass Funktionen nur durch gleichzeitiges Berühren zweier Kontaktpunkte starten, um unbeabsichtigtes Aktivieren auszuschließen. Ein leistungsstarkes und zuverlässiges Netzteil in DC- oder AC-Variante gewährleistet, dass eine breite Palette an Einsatzmöglichkeiten abgedeckt wird.
Auch das Design der Komponenten erfüllt die spezifischen Ansprüche der hochspezialisierten Branchen: Die Edelstahloberflächen und die spaltfreie Gestaltung von Gehäuse und Tastatur verhindern jegliche Ansammlung von Flüssigkeiten, Schmutz oder Bakterien. Zugleich lassen sie sich optimal reinigen und erfüllen auf diese Weise selbst die strengen GMP-Richtlinien.
Vorteile für die Prozessautomation
Die neue Generation Thin-Client-basierter HMI-Systeme bietet mit ihrem kompakten und modularen Design Vorteile für die Prozessautomation. Das geringe Gewicht erleichtert das Handling im täglichen Betrieb und ermöglicht eine schnellere Installation und effizienteren Service der Geräte. Große Displays erlauben darüber hinaus eine direkte Übernahme von Prozessleitbildern und damit einhergehend eine optimale Visualisierung.
