Eine ganz entscheidende Rolle bei der neuen Generation der Human Machine Interfaces (HMI) spielt die individuelle Anpassung an den jeweiligen Prozess und dessen Umgebung. Nicht nur auf gerätetechnischer Seite, sondern auch in der grafischen Gestaltung der Bedienoberflächen und ganz aktuell in der mobilen Bedienkonzeption von Anlagen und Maschinen richtet sich der Fokus im Besonderen auf die Usability.
Im Consumer-Bereich hat man sich längst an die Handhabung der Smart-phone-Produkte gewöhnt. Nicht von ungefähr kommt deshalb die Erwartungshaltung aus den technischen Bereichen, diesen quasi Look & Feel-Standard auch beim Bedienen von Maschinen und Anlagen vorzufinden. Flexibilität und Schnelligkeit bei höchster Qualität – so lautet die Maxime im produzierenden Prozess. Die daraus resultierende Komplexität stellt das HMI vor neue Herausforderungen.
Widescreen und Multitouch
Bei den in der industriellen Automatisierung eingesetzten Panel-PCs haben Widescreen und Multitouch inzwischen nachhaltig Einzug gehalten. Diese beiden Technologien bilden hardwareseitig die technologischen Meilensteine hin zu einem optimalen Bedienkomfort.
Getrieben durch die Multitouch-Funktionalität tendiert die Nachfrage aus der Industrie mehr und mehr zu den größeren Displaydiagonalen im 16:9-Breitbild. Aktuell betreffen ca. 85 Prozent aller Anfragen dieses neue Format. Die meisten Displays sind für den konventionellen Einsatz im Querformat („Landscape“) ausgelegt, diverse Ausführungen berücksichtigen neuerdings allerdings auch schon Anwendungen in Hochkant-Anordnung („Portrait“). Als Multitouch-Technologie ist aktuell am weitesten verbreitet der Projected Capacitive Touch (PCT), der für innovative Lösungen ein „rundes“ Touch-Erlebnis bietet, weil dieser von Haus aus mehrere Berührungspunkte gleichzeitig erfassen kann. Die hohe Punktdichte erlaubt eine sichere Bedienung, inklusive sehr angenehmen kurzen Reaktionszeiten. Verschiebe- und Drehbewegungen sind besonders widerstandsarm („ruckfrei“) ausführbar – speziell über weitere Distanzen auf einem größeren Display.
Die neueste Technik ermöglicht nun die Integration von Mutitouch plus zusätzlichen Bedienelementen in eine durchgängige Glasoberfläche. Die für HMI-Eingabesysteme häufig geforderten Funktionstasten außerhalb des aktiven PCT-Arrays sind hierbei als Kurzhubtasten für eine schnell ausführbare Bedienung mit haptischer Rückmeldung im Frontglas eingelassen. Diese mit LEDs bestückten Einzeltasten sind in der Symbolik und Beschriftung individuell gestaltbar. Die Ankopplung dieser Zusatzfunktionen kann auf die Steuerung bzw. auch direkt zur HMI-Applikation geführt werden. Durch die Bereitstellung aller gängigen Feldbus-Interfaces, wie CAN-Bus, Profibus, ProfiNet, EtherCAT lässt sich eine universell konfigurierbare Ankopplung an die Steuerung realisieren.
Szenarien bei User Interfaces
Die Widescreen-Multitouch-Technologie eröffnet in Kombination mit gestenbasierter Steuerung ganz neue Ansätze im GUI-Design (Graphical User Interface). So lassen sich interaktive Bedienszenarien komfortabel realisieren: beispielsweise das Navigieren innerhalb von Prozessbildern, das Verändern von Daten und Werten, das Vergrößern von Kennlinien und Graphen. Der Anwender soll optimal dabei unterstützt werden, die jeweiligen Abläufe klar zu überwachen, intuitiv zu bedienen und logisch zu steuern.
Die Innovation liegt zum einen darin, jene Funktionalitäten, die heute über Folien- bzw. Direkttasten abgedeckt werden, als Touch-Funktionen in das Display einzubinden. Zum anderen lassen sich Touchfelder für OEM-spezifische Applikationen individuell gestalten, die dem Anwender „alles auf einen Blick“ gleichzeitig ausbreiten, z. B. Prozessabbild, File-Manager, Datenbank, Werkzeugverwaltung, Maschinen-Kamerabilder oder Softkeyboard.
Das Handling dieser konfigurierbaren Arrays wird softwaremäßig über einen Windows-Manager abgebildet. Es handelt sich hierbei um ein eigen entwickeltes HMI-Framework auf Qt-Basis, in das sich über verschiedene Plug-ins applikationsspezifische Funktionen einbinden lassen. Qt ist ein offenes, plattformübergreifendes Entwicklungswerkzeug, wobei die darauf entwickelten Programme unter allen Linux- bzw. Windows-Systemen lauffähig sind.
Smart Devices
Automatisierungsprozesse im industriellen Umfeld werden heute in der Regel noch über zentrale Leitsysteme bedient und beobachtet. Zunehmend kommt aber aus dem technischen Bereich das Bedürfnis, diverse Funktionalitäten auch auf mobilen Endgeräten ansprechen zu können. Moderne, internetbasierende HMIs müssen daher sowohl stationär installierte als auch mobile Lösungen vollumfänglich unterstützen.
Hier ist HTML5 besonders ins Blickfeld gerückt, weil diese Kernsprache ein offener Standard und plattformunabhängig ist. Mit HTML5 lassen sich funktional anspruchsvolle und grafisch attraktive Bedien- und Anzeigefunktionen – auch in Verbindung mit Multitouch- und Gestensteuerung – webkonform realisieren, damit diese von mobilen Smartphones/Tablets über das Internet aufgerufen werden können.
Fazit
Industrielle Bediensysteme folgen nicht jedem Trend aus der IT-Elektronik. Nur solche Konzeptionen, die sich als marktfähig und zuverlässig erweisen, finden den Weg in zukünftige HMI-Lösungen. Zu den integralen Elementen der industriellen Usability zählen sowohl die technologischen Voraussetzungen in der Hardware als auch die erforderlichen Standards in der Software. Beide Seiten werden bei Schubert anwendungsspezifisch zusammengeführt. Zudem werden die Kunden bei der Planung und Realisierung ihrer optimalen Usability unterstützt.
Schubert System Elektronik GmbH www.schubert-system-elektronik.de
Der Autor
Roland Haag, Business Unit Manager Prime Cube, Schubert System Elektronik GmbH
Teilen:
