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HMI/SCADA-Software

Wie mit neuem HMI-Design schneller verpackt wird

| Autor/ Redakteur: Christian Lang, Jürgen Sauter* / Sariana Kunze

HTML5 mit adaptivem Design, Gestenunterstützung und moderne Navigationskonzepte lassen die Anforderungen an die Softwarepakete einer HMI steigen. Dass sich der Aufwand lohnt, zeigt ein neues HMI-Design für Verpackungsmaschinen.

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Bei einer Kiefel-Verpackungsmaschine mit der HMI/SCADA-Software Procon-Web kann die Oberfläche ohne Programmier- und Webkenntnisse konfiguriert werden.
Bei einer Kiefel-Verpackungsmaschine mit der HMI/SCADA-Software Procon-Web kann die Oberfläche ohne Programmier- und Webkenntnisse konfiguriert werden.
(Bild: Kiefel)

Der Erfolg von Maschinen wird nicht länger nur durch traditionelle Faktoren, wie die Fertigungsqualität und Präzision, bestimmt. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) und deren Usability bzw. Design ist ein ebenso wichtiges Qualitätsmerkmal. So wollen Maschinenbediener die ihnen von Smartphones bekannten Touch-Funktionen auch bei Bedienkonzepten im industriellen Umfeld wiederfinden. Deshalb haben sich in den letzten Jahren die Anforderungen an die HMI-Software bezüglich Gestaltung und Bedienung enorm gewandelt. So begab sich auch das Unternehmen Kiefel, Entwickler und Hersteller von Anlagen für die Verarbeitung von Kunststofffolien, 2017 auf die Suche nach einem alternativen Visualisierungs-Tool, das die Anforderung nach einem HMI-Tool mit leicht konfigurierbarer Oberfläche – wofür keine Programmier- oder Webkenntnisse notwendig sind – erfüllte.

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SPS-Programmierer sollen eine HMI erstellen

Fündig wurde das Unternehmen aus Freilassing, das Kunden aus den Bereichen Medical, Packaging und Appliance beliefert, bei Weidmüller GTI Software, deren Produkte Kiefel bereits einsetzte. Die Verantwortlichen definierten folgende Anforderung: Mit dem zukünftigen HMI-Tool sollte es dem SPS-Programmierer möglich sein, durch Konfiguration, Parametrierung und Projektierung eine HMI – in diesem Fall eine Website – zu erstellen. Grafische und gestalterische Kundenanforderungen sollten umsetzbar sein sowie das Verwenden von Bibliotheken und zentral verwalteten Styleguides. Zudem war es aber auch wichtig, dass die gegebenen Standard-Funktionalitäten bei Bedarf noch erweiterbar sein sollten. Deshalb fiel die Wahl nach der Evaluierungsphase Mitte 2018 auf die HMI/SCADA-Software Procon-Web. Durch die Möglichkeit, externen Javascript-Code einzubinden, ist es den Kern-Entwicklern möglich, auf Code-Basis die Funktionalität anzupassen bzw. zu erweitern. Diese erweiterte Funktionalität landet wiederum als konfigurierbares Control in der Bibliothek, sodass der SPS-Programmierer sie in seiner gewohnten Arbeitsweise verwenden kann.

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Visualisierung: Bedienkonzept mit konfigurierbarer Cockpit-Funktion

Das Bedienkonzept und das Erscheinungsbild der Oberfläche wurden mit der Unterstützung von internen und externen Usability-Experten überarbeitet und optimiert. Hieraus ergaben sich hohe Anforderungen an die grafische Darstellung. Dazu gehören speziell gestaltete Controls, angepasste und durch den Kunden stylebare Systemdialoge und eine individuell konfigurierbare Cockpit-Funktion.

Procon-Web unterstützt mit der zentralen Stylebarkeit aller Elemente diese Anforderungen, darunter z. B. auch die integrierte Touch-Tastatur und ermöglicht über ein Plug-In-Konzept zudem die einfache Integration kundenspezifischer Controls. Durch projektierbare Listen (z. B. scrollbar), Chartdarstellungen und Trendkurven (z. B. vom User in der Benutzeroberfläche konfigurierbar) wird eine Produktionsdatenverwaltung und Auswertung möglich. Im Gegensatz zum klassischen Ansatz verwendet das Unternehmen Kiefel in der HMI/SCADA-Software für die Navigation in einem Projekt ein Layout-/Containerkonzept. Durch den Einsatz dieses Konzepts wird das Erstellen eines zeitgerechten Bedienkonzepts gefördert: anstatt der bisher eingesetzten Buttons zum Seitenwechsel wird im Layout-Container-Konzept eine Single-Page-Application erzeugt, in der die verschiedenen Inhalte vorgeladen und über verschiedene Mechanismen sichtbar oder unsichtbar gemacht werden. So ist beispielsweise das nachträgliche Einfügen von Inhalten mitten im Projektbaum einfach möglich.

Bei HMI/SCADA-Software stehen Benutzerrollen im Mittelpunkt

Damit sich der User schnell und einfach in der neuen Oberfläche zurechtfindet, wurden die Benutzerrollen in den Mittelpunkt des Konzepts gestellt. Die Software unterstützt dafür ein vielschichtiges Rollen- und Rechtesystem und ist in der Lage, die dargestellten Daten gerätespezifisch und rollenspezifisch anzubieten. Damit bekommen die zugreifenden Personenkreise wie Anlagenbediener, Produktionsleiter, Qualitätsmanager, Instandhalter genau jene Informationen in der Form angezeigt, die ihren Aufgaben und der Beschaffenheit der Bediengeräte entsprechen. Darüber hinaus war es Kiefel wichtig, dass es den Usern möglich ist, sich via RFID-Chip identifizieren und einloggen zu können. In zwei fünftägigen Produktschulungen und Projektierungsworkshops bei dem Unternehmen Kiefel wurden die Weichen für die Umstellung der Visualisierung von dem Vorgänger-Produkt Procon-Win auf Procon-Web gestellt. Die ersten umgesetzten Maschinen wurden bereits auf der K-Messe im Oktober 2019 in Düsseldorf dem Fachpublikum vorgestellt. Die Benutzeroberfläche entwickelten Kiefel-Mitarbeiter gemeinsam mit Weidmüller GTI Software Applikationsingenieuren. Durch die Vorkenntnisse in Procon-Win konnte sich in der HMI/SPS-Abteilung bei Kiefel schnell in die Entwicklungsumgebung von Procon-Web eingearbeitet werden, so das Fazit des Unternehmens.

Zusätzlich wurde es durch die agile Entwicklungsmethodik bei Weidmüller GTI Software ermöglicht, in Einklang mit den kundenseitigen HMI-Anforderungen projektierbare Erweiterungen wie die Systemverwaltung von Einheiten, z. B. von Einheiten zur Laufzeit umschalten, in Procon-Web einzubinden. In dieser Art wurden mehrere noch nicht vorhandene Feature-Wünsche für das Unternehmen Kiefel realisiert. Zudem konnte anstatt eines komplexen, von verschiedenen Faktoren abhängigen Lizenzmodells eine Standard-Lizenz-Lösung ohne Unterscheidung realisiert werden. Das Ergebnis: Bei dem Maschinenbauer kann ohne Unterscheidung für jede Verpackungsmaschine eine Lizenzgröße

SPS: Halle 7, Stand 160

* Christian Lang, Senior Manager Usability Packaging Industry, Kiefel, und Jürgen Sauter, Vertrieb HMI/SCADA-Software ,Weidmüller GTI Software

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