Moderne Industrieanlagen entwickeln sich im Zuge der Digitalisierung zunehmend zu vernetzten Systemen, die neben Leistung und Effizienz auch Flexibilität und Transparenz liefern sollen. In diesem Umfeld verändert sich auch die Rolle des HMI: Es wird nicht mehr nur als Bedien- und Anzeigepunkt verstanden, sondern als technischer Knoten für Datenerfassung, lokale Verarbeitung und sichere Kommunikation. Daraus ergibt sich eine Brückenfunktion zwischen Maschine und übergeordneten Ebenen, etwa wenn Informationen an MES- oder Cloud-Plattformen weitergereicht werden sollen.
Mit dieser Verschiebung wächst der Anspruch, dass HMI-Hardware mehr kann als Visualisierung: Daten sollen so bereitgestellt werden, dass sie sich für Ansätze wie Predictive Maintenance, Big-Data-Analysen oder digitale Zwillinge nutzen lassen. Gleichzeitig bleibt das Zeitverhalten in der Automatisierung ein zentrales Kriterium, weshalb Echtzeitkommunikation und kurze Reaktionszeiten bei integrierten Konzepten eine wichtige Rolle spielen.
Integration von Steuerung und Visualisierung
In vielen Anwendungen werden Steuerungs- und HMI-Funktionen nicht mehr getrennt umgesetzt, sondern in einem Gerät zusammengeführt. Das kann den Aufbau vereinfachen, weil Platzbedarf im Schaltschrank sowie Verkabelungs- und Wartungsaufwand sinken können. Zudem kann die gemeinsame Hardware Latenzen reduzieren, wenn Steuerungs- und Visualisierungsaufgaben ohne zusätzliche Schnittstellen zwischen separaten Systemen zusammenlaufen. In diesem Verständnis wird das HMI zugleich zum Gateway, das Maschinendaten erfasst, vorverarbeitet und an übergeordnete Systeme weiterleitet.
Vor diesem Hintergrund erweitert Beckhoff die Next-Multitouch-Panel-Generation um Panel-PCs, die als Industrie-PC neben der Visualisierung auch Steuerungsaufgaben einer Maschine oder Anlage übernehmen sollen. Die neuen Panel-PCs gibt es in mehreren Baureihen: CP46xx und CP47xx als Einbauvarianten in Schutzart IP20 sowie CP56xx und CP57xx für die Tragarmmontage in IP65. Als Gehäuseausführung kommt Aluminium-Druckguss zum Einsatz. Bei den Displaygrößen reicht das Spektrum bei Einbaugeräten von 7 bis 23,8 Zoll, während die Tragarmlösungen von 15,6 bis 23,8 Zoll angegeben sind. Für die Tragarmgeräte ist eine kundenseitige Montage über 100×100 VESA vorgesehen, optional auch über ein 48 mm Rundrohr.
Auf der Bedien- und Displayseite werden Multifinger-Touch sowie Anti-Glare- und Anti-Ghosting-Effekte aufgeführt. In der Kommunikation setzt das Konzept auf EtherCAT-basierte Echtzeitkommunikation und ist in TwinCAT integriert. Für eine Tastererweiterung wird eine durchgängige EtherCAT-Kommunikation inklusive FSoE genannt. Darüber hinaus wurden laut Hersteller das Elektronikkonzept überarbeitet sowie mechanische und elektronische Schnittstellen vereinheitlicht. Als weitere Eckpunkte werden Fertigung in Deutschland, Langlebigkeit, Langzeitverfügbarkeit und weltweiter Service angeführt.
CPU-Plattformen für HMI, Edge und künftige Skalierung
Wenn Bedienoberfläche, Kommunikation und zusätzliche Edge-Lasten auf einem Gerät zusammenlaufen, wird die Prozessorplattform zum entscheidenden Auswahlpunkt. Für die Baureihen CP47xx und CP57xx werden Intel-Atom-x7-CPUs genannt, mit Varianten bis zu vier Kernen und Basistaktraten zwischen rund 1 und 2 GHz. Als Nutzen der Multicore-Architektur wird unter anderem Virtualisierung sowie die parallele Ausführung verschiedener Edge-Anwendungen einschließlich HMI und KI-Inferenz genannt.
Für die Modelle CP46xx und CP56xx sind Arm-basierte Prozessoren vorgesehen, beschrieben als Sechs-Kern-Ausführung mit zwei Cortex A78-Kernen (2,0 GHz) und vier Cortex A55-Kernen (2,0 GHz). Als Merkmal wird integrierte KI-Unterstützung über dedizierte NPUs genannt, ergänzt um Ethernet und weitere Schnittstellen für vernetzte Industrieanwendungen. Zudem wird diese Arm-Plattform explizit mit Linux-basierten HMI- und Edge-Lösungen verknüpft.
Auf dem Weg zur smarten Fabrik
Der Einsatz dieser Prozessoren bleibt bei Beckhoff nicht auf die Next-Multitouch-Panel-PCs beschränkt. Beide CPU-Serien sollen etwa auch in den Ultra-Kompakt-Industrie-PCs C601x zum Einsatz kommen. Die Ultra-Kompakt-Industrie-PCs C602x wird es erstmals mit Intel Atom-CPUs geben. Zudem ist bei den neuen Panel-PCs ein weiterer Ausbau des Prozessor- wie auch des Gerätespektrums geplant. So wird die Rechenleistung der Panel-PCs durch Prozessoren vom Typ Intel Core in absehbarer Zeit deutlich nach oben hin erweitert werden.
In Summe erfüllt die Next-Multitouch-Panel-Generation alle Ansprüche, die an HMIs in ihrer besonderen Rolle bei der Umsetzung von Industrie 4.0 und der smarten Fabrik formuliert werden. Für Anwender, die ihre Produktionsprozesse zukunftssicher, effizient und digital gestalten wollen, ermöglicht sie wirtschaftliche Lösungen, ohne auf die von Beckhoff gewohnte Qualität und Funktionalität verzichten zu müssen.
SIGMATEK.jpg "Multitouch-HMIs für umfangreiche Visualisierungen")
