Industriemonitore So unterstützen Thin Client basierte Industriemonitore Automatisierungstrends

Autor / Redakteur: Stefan Sittel* / Dr. Jörg Kempf

IT-Verfahren halten Einzug in die Prozessindustrie: Netzwerktechnik, Virtualisierung und zentrale Administration der Thin Client-Monitore über das Netzwerk sind die Neuheiten. Der Beitrag zeigt, wohin die Reise geht.

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Visunet GXP Zone 1/21 Remote-Monitor in einer pharmazeutischen Produktionsanlage
Visunet GXP Zone 1/21 Remote-Monitor in einer pharmazeutischen Produktionsanlage
(Bild: Pepperl+Fuchs)

Die industrielle Monitor-Technik zur Bedienung und Beobachtung von Prozessen in der Warte und im Feld wandelt sich. Der Trend geht weg von einfacher und festverdrahteter Hardware-Punkt-zu-Punkt-Anbindung zwischen Monitor und PC hin zu offener Anbindung über Kommunikationsnetzwerke (Ethernet LAN, WAN) und hochfunktionaler Firmware auf den nun intelligenten Monitoren mit integriertem Thin Client. Scada- und MES-Anwendungen, die im prozesstechnischen Umfeld bedient werden, laufen zunehmend in Windows-Sessions auf Servern im LAN oder WAN ab.

Geblieben ist die große bis sehr große Distanz zwischen Monitor-Arbeitsplatz und PC- bzw. Serverraum – nur wird diese heute meist mit Ethernet-Netzwerk-Infrastruktur überbrückt. Ein weiterer Trend aus der IT-Welt, der insbesondere in größeren prozesstechnischen Anlagen Einzug hält, ist die Virtualisierung vieler dieser Server und PC-Workstations auf zwei oder wenigen leistungsstarken Servermaschinen mit Hypervisor-Architektur.

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Neben dem Einzug von Techniken aus der IT-Welt gibt es einen erkennbaren Trend zu mehr Bildschirm-Arbeitsplätzen in der Produktion. Dies ist auch dem Anspruch auf gestiegene Qualität der Produkte und dem Übergang zur papierlosen Produktion geschuldet. Handelt es sich um prozesstechnische Anlagen der regulierten Industrien, allen voran der Pharmaproduktion, wird der Einsatz von Monitoren an den Arbeitsplätzen in den verschiedenen Arbeitsschritten zum Normalfall. Da die Pharma- und Kosmetikproduktion meist als Chargenfertigung ausgeführt wird, sind vor Ort in der Produktionsanlage mehr manuelle Schritte notwendig, was die Anzahl der benötigten Bildschirmarbeitsplätze erhöht.

In der Pharmaindustrie vollzieht sich seit einigen Jahren zudem ein Wandel in der Produktionstechnik: Immer mehr Anlagen stellen pharmazeutische Wirkstoffe für ein neues Arzneimittel nicht mehr klassisch mit chemischen Syntheseverfahren her, sondern bedienen sich biotechnologischer Verfahren. Das verändert auch die Anlagen und Automatisierungstechnik.

Nimmt man diese Trends als Basis für die Auslegung geeigneter Industriemonitore für die Prozessindustrie, stehen intelligente Monitore mit Netzwerkanschluss im Vordergrund. Auch eine hohe Auflösung des Displays (1920 x 1080 Pixel, Full-HD), geringer Stromverbrauch dank LED-Technik und die Eignung sowohl für Produktionsumgebungen mit und ohne Explosionsgefahr, als auch die pharmazeutische Reinraum-Tauglichkeit sind die typischen Anforderungen.

Branchen-spezifische Edelstahl-Industriemonitore

Die Edelstahl-Industriemonitore der Produktfamilie Visunet von Pepperl+Fuchs tragen diesen Anforderungen Rechnung: Während die Visunet-GMP- und Visunet-GXP-Reihe konsequent für die Life-Science-Industrien ausgelegt sind, steht die Visunet-IND-Reihe für ein breites Anwendungsspektrum in der chemischen Industrie bereit. Die extrem robuste Visunet-XT-Reihe steht für anspruchsvolle Einsatzbedingungen im Außenbereich der Öl/Gas-Industrie.

Innerhalb der verschiedenen mechanischen Visunet-Ausführungen stehen die gleichen Funktionalitäten und Technologien zur Verfügung. Neben der immer seltener nachgefragten KVM-Extender-Anbindung und der Ausführung als vollwertiger Industrie-PC, integriert im Monitor, ist heute der klare Favorit der intelligente Remote-Monitor mit integriertem Thin Client und (doppeltem) Netzwerkanschluss. Der Thin Client basierte Remote-Monitor ist nach außen ein einfacher Monitor mit Netzwerkanschlüssen: nach dem Einschalten verbindet sich der Monitor unmerklich im Hintergrund mit dem vordefinierten Host-Rechner und Useraccount über das Netzwerk und zeigt die dortige Bedienoberfläche digital und in bester Qualität ohne weiteres Zutun an.

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Die eigentliche Stärke des Remote-Monitors sind aber die vielen Zusatzfunktionen der Konfigurationsoberfläche RM Shell 4, auf Basis von Windows Embedded Standard 7. Die umfassenden Einstellmöglichkeiten des Remote-Monitors bleiben für den Bediener der Anlage stets verborgen. Er hat den Eindruck, an einem einfachen Monitor zu arbeiten, da er keinen Zugriff auf die passwortgeschützten Einstellungen hat.

Für den Inbetriebnehmer bietet die intuitiv im Windows 10-Stil zu bedienende und für Touch-Screen-Bedienung optimierte Konfigurationsoberfläche der RM Shell 4 eine Vielzahl von Zusatzfunktionen. Es können verschiedene Verbindungsprotokolle für Terminal Services wie Microsoft RDP, VNC oder Citrix Receiver 4.4 für die Verbindung mit dem/den Hostrechner(n) ausgewählt werden. Alternativ kann über den optional vorhandenen Restricted Web Browser der sichere Zugriff auf Web Server basierte Anwendungen hergestellt werden, wie bei manchen Scada- und MES-Systemen notwendig.

Für mögliche Verbindungsunterbrechungen oder den Ausfall eines Host-Rechners kann in der RM Shell 4 ein weiterer Host-Rechner vordefiniert werden, mit dem sich der Remote Monitor im Fehlerfall automatisch verbindet. Sollen mehrere Anwendungen von verschiedenen Host-Rechnern auf einem Remote-Monitor angezeigt werden, kann über eine Hotkey-Tastenkombination zwischen den gleichzeitig über Netzwerk verbundene Rechnern und Anwendungen umgeschaltet werden. Sollen umgekehrt mehrere Anwendungen gleichzeitig dargestellt werden, kann ein Remote-Monitor als Duplex mit zwei Bildschirmen ausgeführt werden. Dies kann als Extended Desktop mit einem Host und mehreren geöffneten Anwendungen im Vollbild dargestellt werden. Oder mit der KM-Switch-Funktion können die Anwendungen von zwei getrennten Host-Rechnern dargestellt und mit einer Tastatur und Maus bedient werden.

Sicher ist sicher: Schreibschutz, Firewall und mehr

Auch dem Bedarf nach Sicherheit in IT-Systemen werden die Remote Monitore mit RM Shell 4 gerecht. Als Teilnehmer in einem Netzwerk besitzen die Remote Monitore einen Schreibschutz (EWF), der verhindert, dass andere Netzwerk-Teilnehmer dauerhaft Daten auf dem Remote-Monitor abspeichern könnten. Die USB-Schnittstellen können für Tastatur und Maus verwendet, aber für Speichergeräte wie Memory Sticks gesperrt werden. Es befindet sich eine Firewall auf dem Remote-Monitor, und es kann mit Proxy- und Domain-Einstellungen gearbeitet werden.

Thin Client basierte Visunet-Remote-Monitore können auch über das Netzwerk konfiguriert, administriert und überwacht werden. Mit der neusten Version der Management Software Visunet CC Control Center können von einem beliebigen Rechner im Netzwerk aus alle Visunet-Remote-Monitore verwaltet werden: Fernkonfiguration, herunterladen und wieder einspielen vorhandener Konfigurationen; zudem kann der Zustand der Monitore fernüberwacht und für den Fernsupport der aktuelle Bildschirminhalt eines ausgewählten Remote-Monitors im Visunet CC-Programm angezeigt werden.

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Gerade für pharmazeutische Reinräume eignen sich die Funktionen wie die ferngesteuerte Neuverbindung mit einem anderen Host-Rechner, die Aktivierung und Deaktivierung von Tastatur und Maus für die Reinigungsdauer oder das Einspielen eines Upgrade ohne den Reinraum betreten zu müssen. Das Visunet CC Management Tool erfüllt die immer häufiger gestellte Anforderung der IT-Abteilungen zur zentralen Verwaltung der im Netzwerk befindlichen Thin Clients bei größeren Anlagen.

Passend aus dem Baukasten

Die Visunet-Gerätefamilie besteht nicht nur aus der Monitorkomponenten, sondern einem umfangreichen Baukasten, aus dem ein passendes Monitor- bzw. Bediensystem applikationsspezifisch konfiguriert werden kann. Dazu gehören geeignete Edelstahlgehäuse, Montagekomponenten wie Standfuß oder Wand-Tragarm sowie antibakteriell ausgerüstete Folientastaturen mit Touchpad, Trackball oder Joystick Maus zur Cursorsteuerung. Optional können alle Monitorgrößen auch mit Touchscreen geliefert werden. Als weitere Eingabegeräte stehen Atex-Zone 1/21 zugelassene Barcodeleser mit Kabel oder Funkverbindung zur Verfügung. Für das Einlesen von Transponder ID-Cards gibt es in die Tastaturgehäuse eingelassene RFID-Leser.

Da der Vorteil der Remote-Moni­tore mit integriertem Thin Client vor allem in der multifunktionalen RM Shell 4 Firmware liegt, gibt es die Funktionalität nicht nur in Kombination mit Monitoren, sondern als Box Thin Client auch für Produktionsumgebungen mit geringeren mechanischen Anforderungen, aber in Industriequalität.

Sollte es trotz der vielen Ausführungen und Zusatzkomponenten einmal kein geeignetes Monitorsystem konfigurierbar sein, bietet Pepperl+Fuchs auch kundenspezifische Lösungen über seine weltweiten Engineering Center an.

* Der Autor ist Business Development Manager HMI bei der Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim.

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