Software- und Integrationskonzept So lassen sich Anwendungen einfach und schnell entwickeln

Bei Bedienkonzepten für Maschinen sind Faktoren wie Schnittstellen, gut ablesbares Display und ergonomische Bedienelemente entscheidend, aber auch eine leistungsfähige Entwicklungsumgebung.

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Hans Turck GmbH & Co. KG

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Graf Syteco GmbH & Co.KG

Graf-Syteco bietet mit seinen Bedien- und Steuergeräten ein umfangreiches Portfolio, das sich speziell für Bedien- und Automatisierungsaufgaben in mobilen Arbeitsmaschinen eignet. Bei der Entwicklung wird stets auf Ergonomie geachtet. Folientasten mit definiertem Druckpunkt, Inkrementaldrehgeber mit Druckfunktion oder Touchbedienung – für jede Anforderung findet sich die passende Bedienlösung.

Die Entwicklungsumgebung, in der die Steuerungsanwendung und die Visualisierung programmiert werden, ist bei vielen Systemen ein Schwachpunkt. Umständliche Programmierung, aufwändiges Erstellen von grafischen Elementen und die schwierige Anpassung beispielsweise an verschiedene Displaygrößen machen die Entwicklung oft sehr beschwerlich. Mit dem Software- und Integrationskonzept GSe wird für den Entwickler vieles einfacher.

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Auf allen Bedien- und Steuergeräten der Serien MCQ, D1, D2, D3 und D4 läuft das auf Linux basierende Betriebssystem GSe-OS. Dieses ist für die einzelnen Geräte optimiert und enthält dadurch keine unnötigen Treiber oder sonstige Hardwareunterstützung. Das Resultat ist ein sehr schlankes Betriebssystem mit einer extrem guten Performance. Ein Vorteil ist dabei besonders wichtig: Die Boot-Zeit vom Einschalten des Geräts bis zur Betriebsbereitschaft ist sehr kurz.

Boot-Prozess dauert nur wenige Sekunden

Dies ist vor allem bei mobilen Maschinen häufig entscheidend. Während Maschinen und Anlagen in einem Fertigungsbetrieb oft gar nicht abgeschaltet werden, ist dies bei mobilen Maschinen – etwa Landwirtschafts- oder Baumaschinen – die Regel. Oft ist bei solchen Maschinen auch das Anlassen des Motors über das Bediengerät realisiert, so dass dies erst nach dem vollständigen Booten möglich ist. Beim Starten der Maschine am Morgen zwei oder drei Minuten warten zu müssen, ist für den Maschinenführer in den meisten Fällen extrem störend. Die Bedien- und Steuergeräte von Graf-Syteco durchlaufen je nach Umfang der Steuerungs-Anwendung und Visualisierung den kompletten Boot-Prozess inklusive Laden der Anwendung innerhalb weniger Sekunden.

Gleiche Entwicklungsumgebung für alle Bedien- und Steuergeräte

Die Steuerungs-Funktionalitäten erstellt der Anwender bequem in einer speziellen PC-Software. In dieser Entwicklungsumgebung sind alle modernen Tools vorhanden. Mit der integrierten C-Programmierung, dem syntaxgesteuerten Editor und einem übersichtlichen Debugger lässt sich die gewünschte Anwendung einfach realisieren. Mit optional zur Verfügung stehenden Libraries lässt sich der Funktionsumfang je nach Anforderungen der Anwendung erweitern.

Die Entwicklungsumgebung ist für alle Bedien- und Steuergeräte aus dem Produktportfolio von Graf-Syteco gleich. Die fertige Anwendung lässt sich direkt im System simulieren, wobei die Displaygröße des ausgewählten Geräts und die Bedienelemente jeweils passend in der Simulation dargestellt werden. Da der gleiche Programmcode für unterschiedliche Bedien- und Steuergeräte verwendbar ist, ist die Reaktionszeit bei der Entwicklung sehr kurz.

Soll etwa in einer Maschine statt eines MCQ6 in Zukunft ein D2310 zum Einsatz kommen, so lässt sich die Anwendung problemlos auf das neue Gerät migrieren. Displaygröße und Auflösung werden automatisch angepasst; Lediglich die Belegung der Bedienelemente muss im Programmcode geändert werden.

Bei Weiterentwicklung des Systems werden auch stets die aktuellen Anforderungen von Kunden umgesetzt. So ist beispielsweise die Screenshot-Funktion jetzt umfangreicher, die sich nun noch besser für die Erstellung von Handbüchern und Bedienungsanleitungen verwenden lässt. Aber auch anwendungsorientierte Anforderungen, wie etwa die Einbindung arabischer Schriftzeichen in die Visualisierung, wurden umgesetzt.

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So lassen sich Maschinen einfach bedienen

Usability: Visualisierung nach UX-Maßstäben

Die optisch ansprechende Gestaltung der grafischen Bedienerschnittstelle ist eine wichtige Voraussetzung für eine ergonomische Bedienung der Maschine. Komplexe Bedienoberflächen nach UX-Maßstäben erstellt der Entwickler ebenfalls bequem mit der Entwicklungsumgebung GSe-VISU. Ihm stehen dabei zahlreiche Hilfsmittel zur Verfügung, mit denen er schnell und effektiv moderne Benutzeroberflächen erstellen kann. Vorkonfektionierte Objekte, wie Balken, Trendschreiber oder Zeigerinstrumente lassen sich beispielsweise durch einfaches Parametrieren erstellen. Dies spart wertvolle Programmierzeit und trägt so zu niedrigen Kosten bei der Entwicklung bei.

Die grafischen Möglichkeiten bei der Gestaltung sind umfangreich. So sind zum Beispiel alle TTF-Schriftarten mit UTF-8-Unterstützung möglich. Die Bitmaps, die etwa für die schematische Darstellung der Maschine oder für Prozessbilder verwendet werden können, lassen sich einfach einfärben. Auf diese Weise kann mit wenig Aufwand eine Umschaltung zwischen Tag- und Nacht-Design realisiert werden. Da auch der Alphakanal der Grafiken verwendet wird, lassen sich optisch ansprechende Transparenzeffekte einsetzen.

Da sowohl die Programmierung der Steuerungsfunktionalität als auch die Visualisierung im gleichen System geschieht, lassen sich Gestaltung und Funktionen perfekt miteinander verknüpfen. In der Anwendung verwendete Texte lassen sich in Listenform aus dem Projekt exportieren und wieder importieren. Diese Funktion wird vor allem für die Übersetzung von Texten für Multilanguage-Lösungen verwendet.

Binärdatei einfach über USB-Stick laden

Die Entwicklungsumgebung erzeugt, nachdem das Projekt fertig programmiert und debugged ist, eine kompakte Binärdatei – das so genannte GSe-CTRL –, in der sowohl die Visualisierung als auch die programmierte Funktionalität gespeichert sind. Auf diese Weise ist das in die Entwicklung gesteckte Know-how geschützt. Die Übertragung auf das Bedien- und Steuergerät geschieht über die im Gerät integrierte USB-Schnittstelle. Das GSe-CTRL kann also einfach auf einem USB-Stick gespeichert und dem Kunden zur Verfügung gestellt werden. Alternativ ist auch eine Übertragung über CAN-Bus oder Ethernet möglich. Wird das Gerät mit eingestecktem USB-Stick gestartet, so wird automatisch das Projekt geladen und gestartet. Updates des Betriebssystems GSe-OS werden ebenfalls so durchgeführt. Dabei wird immer überprüft, ob die GSe-OS-Version und das Projekt für das Steuer- und Bediengerät passend sind.

All-in-One-Lösung

Das Software- und Integrationskonzept GSe ist eine All-in-One-Lösung, die sämtliche Funktionen in einem System vereint. Der Anwendungsentwickler kann damit sein Projekt auf Basis eines Bedien- und Steuergeräts von Graf-Syteco realisieren. Die Programmierung der Steuerungs-Funktionen, die Gestaltung der Visualisierung und das Betriebssystem sind aus einem Guss – ein großer Vorteil bei Entwicklung, Inbetriebnahme und Wartung. Neben den Geräten von Graf-Syteco können auch andere Hardwareplattformen unterstützt werden. So lässt sich das System beispielsweise für den Raspberry Pi ohne weitere Gerätelizenzen nutzen.

* Dr. Jörg Lantzsch, Agentur Dr. Lantzsch, Wiesbaden

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