Scada-Systeme ermöglichen die Bedienung von Maschinen von einer Leitwarte aus. Den Bediener vor Ort im Ex-Bereich können sie aber nicht komplett ersetzen, denn dieser kann auch Informationen wahrnehmen, die von Sensoren nicht erfasst werden, und ist zur Wartung und Instandhaltung unverzichtbar. Ins Scada-System integrierte, Ex-sichere Panel-PCs ermöglichen es, die Maschine auch vor Ort zu steuern. Meist werden dazu Panel-PCs mit Windows als Betriebssystem genutzt.
Gerade im explosionsgefährdeten Umfeld ist die unmittelbare Umgebung der Maschinen jedoch oft sehr hart und extrem – entweder, weil der Einsatzort solche Bedingungen vorgibt (offenes Meer, Sonneneinstrahlung, starke Temperaturwechsel), oder weil die Maschine selbst zum Beispiel Abwärme, Vibrationen oder Stöße erzeugt. Nicht jeder Panel-PC hält das lange aus und auch die robustesten sind irgendwann defekt – natürlich immer zum ungünstigsten Zeitpunkt. Jede Minute Ausfall kostet Geld und gefährdet aufgrund der explosionsgefährdeten Atmosphäre den Produktionsprozess oder sogar Menschenleben. Also muss schnellstmöglich Ersatz für den defekten PC her.
Moderne Human-Machine-Interfaces und Netzwerke streben eine komplett ausfallsichere Kommunikation an, um eine permanente Kontrolle über den Produktionsprozess von der Bedienstation aus zu ermöglichen – das wird unter dem Stichwort „Ex 4.0“ subsummiert.
Backup und Wiederherstellung spart Zeit
Bei Ausfall einer Bedienstation sind mehrere Strategien zur Pannenbeseitigung möglich. Die naiv betrachtet einfachste Methode ist, ein neues beziehungsweise Ersatzgerät von Grund auf passend zur Maschine neu zu installieren und zu konfigurieren. Bis man allerdings die komplette Software eingerichtet hat, vergeht schon mal ein halber Arbeitstag. Das bedeutet, der Ausfall kann je nach Anwendung extrem teuer werden.
Intelligenter wäre es, einen Panel-PC einmal passend einzurichten und davon ein Backup oder Image anzulegen. Im Fall der Fälle kann dann dieses Backup auf ein Ersatzgerät „wiederhergestellt“ werden. Weil dabei automatisiert einfach die gespeicherten Daten kopiert werden, geht das viel schneller als die manuelle Installation und Einrichtung. Des Weiteren läuft der Prozess nach dem Starten im Idealfall auch selbständig weiter, so dass der Administrator effektiv nur wenige Minuten beschäftigt ist und während der Wiederherstellung andere Arbeit verrichten kann.
Auch OEMs profitieren von einer schnelleren Installation der auszuliefernden Geräte durch eine solche Lösung. Denn gerade hier wird oft auf gleiche Hardware die gleiche Software installiert, so dass ein einmal erstelltes Image auf sehr viele Geräte überspielt werden kann. Selbst die Treiber müssen, angesichts identischer Hardware, nicht sofort auf den aktuellen Stand gebracht werden. Da der Kopiervorgang automatisch läuft, kann der Bediener, während das erste Panel „wiederherstellt“, schon den gleichen Prozess für die nächsten Geräte starten. Die parallele Verarbeitung beschleunigt den Installationsvorgang nochmals gegenüber der manuellen Installation.
Einstellungen nicht vergessen – auch ohne Netzanbindung
Die Sicherung in der vorgestellten Strategie enthält bisher nur das frisch eingerichtete Gerät. Einstellungen oder generell die Daten, die vor Ort anfallen und auf dem Panel-PC selbst gespeichert werden, gehen bei einem Defekt nach wie vor verloren. Das verursacht trotz schneller Einsatzbereitschaft des Ersatz-PCs immer noch unnötigen Aufwand. Eine Optimierung der Automatisierung der Geräteeinrichtung stellt die regelmäßige Sicherung des Speichers auf einen Server oder in der Cloud dar. Wenn die eingesetzten Geräte regelmäßig gesichert werden, kann im Falle eines Defekts im Idealfall die letzte Sicherung auf ein funktionierendes Gerät wiederhergestellt werden. Die regelmäßige Sicherung ist über das Netzwerk ebenfalls automatisiert möglich, beispielsweise nachts oder in Pausen, wenn die Geräte ohnehin nicht gebraucht werden.
Um die Sicherung wiederherzustellen und damit den internen Speicher zu überschreiben, muss man das Gerät von einem externen Speicher starten. Nicht jeder PC kann über das Netzwerk booten, daher benötigt die Wiederherstellung einen mobilen Speicher, also einen USB-Stick oder eine externe Festplatte. Dieser bietet gleichzeitig Speicherplatz für Backups, sodass damit Sicherung und Wiederherstellung auch bei schlechter Netzwerk-Infrastruktur an jedem Panel-PC durchgeführt werden können.
USB-Recovery-Stick löst gleich zwei Probleme
Beim Panel-PC Hersteller R. Stahl HMI wurden die hergestellten Geräte früher aufwendig manuell installiert. Die Entwickler des Unternehmens haben nach einer günstigeren, zeiteffizienteren Alternative gesucht und einen USB-Recovery-Stick letztendlich selbst entwickelt, da sich auf dem Markt nichts Passendes finden ließ. Ihre Recovery-Software PE wird auch im eigenen Haus eingesetzt, um die Geräte vor der Auslieferung zeiteffizient mit der vom Kunden gewünschten Software zu bespielen.
Diese automatisierte Lösung zur Sicherung und Wiederherstellung von Panel-PCs besteht aus einem robusten USB-Stick, der für explosionsgefährdete Einsatzbereiche auch Ex-geschützt verfügbar ist. Der Stick enthält ein direkt davon bootbares Windows PE und die Recovery-Software PE. So können auch im unmittelbaren Umfeld von Maschinen mit explosionsgefährlichen Betriebsstoffen die Bedien-PCs direkt wiederhergestellt werden. Gegen Aufpreis enthält der USB-Stick auch die Backup-Software.
Die Logik dahinter ist einleuchtend: Die Backup-Software wird zu geplanten Zeiten eingesetzt und daher nur wenige Male benötigt, um Backups anzulegen. Die günstigeren, reinen Wiederherstellungs-Sticks kann man dagegen überall vorhalten, wo die Panel-PCs zum Einsatz kommen, damit die Bediener im Fall der Fälle schnellstmöglich reagieren können. Die Sticks und die Software haben sich bereits in der Praxis bewährt und werden immer wieder auf der Basis von Praxiserfahrungen weiterentwickelt.
