Mit der zunehmenden Digitalisierung von Produktionsanlagen bedarf es an passenden HMI-Systemen (Human Machine Interface), die zur Prozessvisualisierung auch im Ex-Bereich eingesetzt werden können. Thin Clients – eine Computertechnologie, die Nutzern den Zugriff auf virtualisierte Anwendungen und auf zentralen Servern liegende Informationen erlaubt – stellen eine zukunftsfähige und kostengünstige Lösung dar. Da die Prozessautomatisierung jedoch besondere Anforderungen an die Thin Clients stellt, sind speziell zugeschnittene Lösungen gefragt. Pepperl+Fuchs bietet mit seinen VisuNet-Remote-Monitoren und der RM Shell 4.1 sowie dem VisuNet-Control-Center eine Lösung für die Prozessautomatisierung an, die den Anforderungen nach Sicherheit und vereinfachter Einrichtung gerecht wird.
Thin Clients stellen eine sowohl hoch-performante als auch kostengünstige Lösung dar, wenn es um den entfernten Zugriff auf Applikationen und Informationen eines Prozessleitsystems oder Manufacturing Execution Systems (MES) geht. Wie bei klassischen KVM-Systemen (Keyboard Video Maus) werden bei ihnen lediglich Bildinformationen sowie Benutzereingaben von Tastatur und Maus zu einem entfernten Rechner übertragen. Die Anwendungen werden dabei auf dem entfernten Rechner ausgeführt.
Anstatt proprietäre elektrische Signale zu verwenden, setzen Thin Clients auf Standard-Ethernet-Technologie sowie Bildübertragungsprotokolle, wie zum Beispiel Microsoft-Remote-Desktop-Protokoll (RDP). Dadurch können sie an ein Netzwerk angeschlossen werden, ohne dass kostspielige KVM-Extender-Einheiten benötigt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Thin Client auf eine konventionelle, PC-basierte Workstation, oder einen Server zugreifen soll. Da die Bildinformationen mittels der Remote-Protokolle digital über Ethernet übertragen werden, steht die Bildqualität der Thin Clients der von KVM-Systemen in nichts nach.
Neben der kostengünstigen Anbindung erlaubt die Computertechnologie auch einen neuen Grad an Flexibilität bei der Einrichtung. Thin Clients können zum Beispiel so konfiguriert werden, dass mit ihnen auf mehrere Rechner zugegriffen werden kann. Wenn etwa im Falle einer Wartung ein Rechner neugestartet werden muss, können die Clients sich auf einen alternativen Rechner verbinden, wodurch die Bedienung des Produktionsprozesses leichter aufrecht erhalten werden kann.
Thin Clients einfach einrichten
Um die Computertechnologie in der Prozessautomatisierung direkt einsetzen zu können, sind zugeschnittene Thin-Client-Lösungen, die den Anforderungen der Automatisierungsdomäne gerecht werden, interessant. Neben der Forderung nach einem Höchstmaß an Sicherheit spielt auch das einfache Einrichten der Geräte eine entscheidende Rolle. Während klassische Thin Clients aus dem Büro-Umfeld von IT Fachkräften eingerichtet und verwaltet werden, sind in der Prozessautomatisierung häufig Prozessingenieure für das Einrichten zuständig. Mittels einer zugeschnittenen Firmware, die sich auf die wesentlichen Einrichtungsaspekte konzentriert, können die Ingenieure dabei unterstützt werden.
Mit den VisuNet-Remote-Monitoren bietet Pepperl+Fuchs bereits seit 2007 eine für die Prozessautomatisierung zugeschnittene Thin-Client-Lösung an. Jeder Remote-Monitor besitzt eine zugeschnittene Firmware namens RM Shell 4.1. Bei deren Entwicklung standen Sicherheit, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit im Fokus. Um maximale Sicherheit zu gewährleisten, wurde das System basierend auf Windows Embedded Standard 7 aufgebaut. Dadurch können in der RM Shell 4.1 Mechanismen wie der Enhanced-Write-Filter (EWF), eine Firewall und ein Schutz vor Zugriff auf USB-Speichermedien integriert werden. Dank dieser Mechanismen ist das Risiko einer Infiltrierung, beziehungsweise das Speichern von Schadsoftware nahezu ausgeschlossen.
Die Benutzeroberfläche ermöglicht darüber hinaus auch eine einfache Integration ins Prozessleitsystem. Zu diesem Zweck wurde der Windows-Desktop vollständig in der RM Shell 4.1 ersetzt. Die neue Benutzeroberfläche zeigt nur Aspekte der Systemeinrichtung, die zur Konfiguration benötigt werden. Innerhalb weniger Minuten kann so eine Verbindung vom Remote-Monitor via Ethernet hergestellt und auf eine Vielzahl unterschiedlicher Prozessleitsystemrechner zugegriffen werden.
Die RM Shell 4.1 unterstützt eine Vielzahl an aktuellen Remote-Protokollen, wie zum Beispiel das Microsoft-Remote-Desktop-Protokoll (RDP) in Version 8 mit RemoteFX, VNC und Citrix Receiver. Die neuen Protokollgenerationen erlauben eine noch höhere Bildübertragungsrate wodurch die Benutzer den Eindruck erhalten, als säßen sie direkt vor dem eigentlichen Prozessleitsystemrechner.
Um einfachstes Handling zu gewährleisten, verfügt die RM Shell 4.1 auch über eine Auto-Connect-Funktion. Daher kann der Remote-Monitor so konfiguriert werden, dass nach dem Start automatisch die Verbindung zu einem festgelegten Prozessleitsystemrechner aufgebaut wird – ganz ohne Zutun des Benutzers. Die Verbindung wird von da an beständig überwacht und bei auftretenden Netzwerkstörungen oder Server-Ausfällen baut das Gerät eigenständig eine vordefinierte Backup-Verbindung auf. So sind zu jeder Zeit eine fehlerfreie Anzeige der Prozessbilder und höchste Verfügbarkeit gewährleistet.
Minimaler Einrichtungs- und Wartungsaufwand
Maßgeschneidert für weitläufige Anlagen in der Prozessautomation ist die Zusatz-Software VisuNet-Control-Center. Sie ermöglicht die Fernverwaltung der Thin-Client-basierten VisuNet-Remote-Monitore. Dank IP-basierter Kommunikation können diese mit dem Control-Center von einem zentralen Arbeitsplatz aus eingerichtet, konfiguriert und überwacht werden. Anwender müssen daher nicht mehr lange Wege zurücklegen, um die Geräte direkt im Feld einzurichten oder zu warten. Auch Gefahrenbereiche und Reinräume müssen auf diese Weise nicht mehr vom Anwender zu Wartungszwecken des HMI-Systems betreten werden.
Die Software erlaubt dabei das Einrichten und Erstellen von Verbindungsprofilen auf einem Remote-Monitor, die dann anschließend auf weitere Remote-Monitore übertragen werden können. Das Erstellen von Gruppen unterstützt dabei die Benutzer und ermöglicht eine effiziente Verteilung der Einstellungen gleichzeitig auf mehrere Geräte. Dank der Gruppen können nicht nur Einstellungen sondern auch Firmware-Updates mittels eines Klicks übertragen werden – eine zusätzliche Zeitersparnis.
Dank der komfortablen Fernwartungs-Mechanismen kann sich der Administrator auf jeden Remote-Monitor mit RM Shell 4.1 verbinden. Per „Session Shadowing“ kann er sich die Monitore an seinem Arbeitsplatz anzeigen lassen und so deren Zustand überwachen. Im Bedarfsfall kann er sich dann mit einem Remote-Monitor verbinden, um den Anwender aus der Ferne zu unterstützen, wenn Support gewünscht ist.
Kompromisslos auch für den Ex-Bereich
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Summe der genannten Funktionen zu einer einfachen und sicheren Anwendung von Thin Clients im Ex-Bereich beiträgt. Pepperl+Fuchs bietet mit den VisuNet-Remote-Monitoren und der Kombination aus RM Shell 4.1 und VisuNet-Control-Center eine schlüsselfertige Thin Client-Lösung, die auf die Anforderungen der Prozessautomatisierungsdomäne eingeht. So steht den Anwendern eine zugeschnittene Lösung zur Verfügung, die die Vorteile dieser Computertechnologie auch für die Prozessautomatisierungsdomäne nutzbar macht, ohne Kompromisse eingehen zu müssen.
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