Thin Clients ermöglichen einen flexiblen Zugriff von jeder HMI-Station auf virtuelle oder reale Workstations in einem Netzwerk.

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Flexibilität im Feldeinsatz Neue HMI-Firmware für VM-basierte Leitsysteme

17.09.2021

Konventionelle Netzwerkarchitekturen werden zunehmend durch schlanke, flexibel adaptierbare Thin Clients abgelöst. Solche Systeme, die hard- wie softwareseitig auf die Einbindung in virtualisierte Serverstrukturen zugeschnitten sind, sorgen für deutliche Flexibilitätsvorteile im Feld.

Moderne, für Industrie 4.0 und Cloud Automation gerüstete Prozessleitsysteme werden heute meist in virtuellen Netzwerkumgebungen abgebildet. Auf virtuellen Maschinen lassen sich unterschiedliche Generationen und Varianten von Prozessleitsystemen effizienter und ausfallsicherer in emulierter Weise betreiben.

Bei stetig wachsendem Datenaufkommen mit schnellen, teils echtzeitfähigen Übertragungsraten sind virtuelle Serverstrukturen weit variabler skalierbar als Hardware-gebundene Architekturen und bieten den Bedienern einen deutlich flexibleren Zugriff auf die Prozesssteuerung. Mit dem verringerten Serverbedarf verschlankt sich die gesamte IT-Infrastruktur, wodurch deutlich weniger Installations- und Wartungsaufwand anfällt.

Verschlankte Feldbedienung

Auf Feldebene wird der Virtualisierung von Netzwerkstrukturen durch eine Ablösung herkömmlicher Industrie-PCs mit schlanken Frontends für den PLS-Fernzugriff entsprochen. Dafür bietet R.  Stahl in der Serie  500 zukunfts- und prozesssichere Thin Clients, die in verschiedenen Ausführungen die spezifischen Anforderungen von Chemie- und Pharmaindustrie, Maschinenbedienung, Logistik, Öl- und Gasindustrie abdecken.

Neben Thin Clients für den Standard-Industrieeinsatz umfasst die Serie Modelle, die für den Betrieb in Zone 1, 21 und 2, 22 weltweit zugelassen sind, sowie reinraumtaugliche Ausführungen gemäß GMP-Klasse C. Die Bedienstationen lassen sich in redundant abgesicherte Netzwerkstrukturen einbinden, sind in verschiedenen Displaygrößen und Auflösungen sowie optional als Dual-Touchscreen-Ausführungen erhältlich.

Um jederzeit den gesicherten Zugriff auf Prozesswerte, Anlagenzustände, Produktions- und Wartungsabläufe zu gewährleisten, müssen die Feldbediengeräte softwareseitig für die Einbindung in virtualisierte Netzwerke optimiert sein. Mit der neuen Version seiner Thin-Client-Firmware deckt R.  Stahl  alle Funktionen ab, die für den sicheren und komfortablen Einsatz in Industrie 4.0, virtualisierte Serverstrukturen und Cloud Automation wesentlich sind.

Multifunktional im Fernzugriff

Die Firmware ist als geschlossenes System auf Basis des modernsten Enterprise-Betriebssystem Windows  10  IoT konzipiert und beherrscht aktuellste Versionen der Remote-Protokolle zur Fernsteuerung und Prozessvisualisierung aus dem Feld. Neben dem Windows-eigenen Remote Desktop Protocol (RDP) wird auch das plattformunabhängige Virtual Network Computing (VNC) sowie das in der Prozessindustrie weit verbreitete Emerson DRDC unterstützt. Zudem lassen sich KVM-Stationen über einen Extender „over IP“ einbinden.

Im Multi-Session-Betrieb verschafft die neue HMI-Firmware autorisierten Bedienern an einer Station den gleichzeitigen Zugriff auf eine Vielzahl von Programmen. Auf diese Weise können beispielsweise vom ERP-System über das Wartungsmanagement bis zur Lagerverwaltung verschiedene Prozesse parallel gesteuert und beobachtet werden. Durch den schnellen Wechsel einzelner Ansichten oder deren simultane Visualisierung in Split-Screen-Darstellung behalten Anwender auch bei komplexen Abläufen alle relevanten Prozesse im Blick. Zur Überwachung besonders umfangreicher Anlagenbereiche mit vielen Datenpunkten lassen sich Prozessinformationen im Multimonitor-Modus auf bis zu sechs Bildschirme aufteilen.

Optimierte Systemintegrität und Ausfallsicherheit

Für maximale Übertragungssicherheit und Systemintegrität integriert die Firmware unterschiedliche Diagnose- und Filterfunktionen, die zuverlässigen Schutz vor Verbindungsausfällen, Datenverlusten, Manipulationen oder Systemkorruptionen bieten. Dafür unterstützt sie auch die redundante Übertragungsstruktur über zwei Ethernet-Schnittstellen und prüft die Netzwerkverbindung im laufenden Betrieb durch kontinuierliche Ping-Abfrage.

Die automatische Diagnosefunktion erkennt Netzwerk- oder Hostausfälle unmittelbar und löst ein sofortiges Reconnect aus. Bei gestörter Konnektivität können Backup-Optionen aktiviert werden, die selbsttätig eine alternative Verbindung aufbauen oder auf andere Netzwerkadapter umschalten. Neben dem vorinstallierten Avira-Virenschutz sichern ein HORM- und ein UWF-Filter die Systemintegrität. Der UWF-Schreibfilter unterbindet das ungewollte Schreiben und verhindert, dass Registry und Dateisystem durch Cyberattacken korrumpiert werden können. HORM versetzt das Betriebssystem auch bei Erwachen aus dem Ruhemodus automatisch in eine definierte Ausgangskonfiguration zurück.

Weitere Sicherheitsfeatures betreffen unter anderem einen USB-Lockdown zum Sperren oder Freigeben einzelner Ports sowie vordefinierte Benutzerrollen für Administrator, Engineer und Operator mit abgestuften Zugriffsrechten. Außerdem wird die Nutzerauthentifizierung via RFID unterstützt. Die transparente Weiterleitung der Daten von RFID-Karten oder Chips an das Leitsystem oder einen Authentifizierungsserver sorgt für schnelle und effiziente An- und Abmeldungen.

Zeitgemäßes Design mit modernem Touch

Neben dem hohen Sicherheitsniveau bietet die neue Firmware eine komfortable Touch-Bedienung auch in Dual-Monitor-Lösungen. Design und Menüstruktur folgen einem intuitiven Bedienkonzept mit selbsterklärenden Symboliken und kurzen Infotexten. Zentrale Features wie Netzwerktest, Diagnosefunktionen oder der Aufbau von Remote-Verbindung sind per One-Click beziehungsweise One-Touch im Hauptmenü zugänglich.

Die Bildschirmanzeige lässt sich wahlweise im Landscape- oder Portrait-Modus darstellen und an Displaygrößen und -auflösungen von 640 x 480 (VGA) bis zu 2.560 x 2.048 (QSXGA) anpassen. Außerdem können mit einem einzigen Touch die Rechtsklick-Funktion de- und reaktiviert, die Bildschirmhelligkeit angepasst oder der Screen in den Reinigungsmodus geschaltet werden.

In der erweiterten Dashboard-Ansicht werden grundlegende Systeminformationen von den Basiseinstellungen über den Verbindungstatus bis zu den aktivierten Benutzerrollen angezeigt. Nicht zuletzt können über ein innovatives App-Konzept Citrix-Zugriffe, Protokolle wie die DeltaV Remote Desktop Connection (DRDC), Browser, CCTV-Apps und beliebige andere Anwendungen hochgradig sicher betrieben werden, ohne Systemstatus und Firmware zu modifizieren. Die Apps lassen sich wahlweise auch im Kiosk-Modus mit Vollbildanzeige betreiben.

Bildergalerie

  • Die neue HMI-Firmware von R.  Stahl unterstützt den Multi-Monitor-Betrieb bei voller Touchfunktionalität.

    Bild: R. Stahl

  • Auf alle freigegebenen Prozessebenen in physischen und virtuellen Netzwerkstrukturen erfolgt ein gesicherter Feldzugriff.

    Bild: R. Stahl

  • Dashboard-Ansicht: Zentrale Funktionen sind sofort im Blick und per One-Touch abrufbar.

    Bild: R. Stahl

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