Ende der Kleinstaaterei bei Tools

Elektroautomation

Visualisierung - Automatisierungskomponenten sollten heutzutage über gängige Webbrowser programmiert, konfiguriert und bedient werden können. Allerdings ist die Entwicklung einer solchen Softwarelösung – basierend auf einem Embedded-System – komplex und aufwendig. Mit dem »SpiderControl«-Baukasten sollen browserbasierte Programmierungen leichter, schneller und kostengünstiger werden. Haben PC-basierte Werkzeuge im Industrie-4.0-Zeitalter also ausgedient?

02. November 2016
SpiderControl ist eine Lösung für die Integration von Web-Technologien, die sowohl von OEM als auch von Anwendern aus Industrie oder Automation eingesetzt wird.
Bild 1: Ende der Kleinstaaterei bei Tools (SpiderControl ist eine Lösung für die Integration von Web-Technologien, die sowohl von OEM als auch von Anwendern aus Industrie oder Automation eingesetzt wird. )

Das Internet of Things wird im Vergleich zu heute die Anzahl der künftig eingesetzten Automatisierungskomponenten um ein Vielfaches steigen lassen. Steuerungen, Regler, Sensoren, Bediengeräte, Anzeigen, Gateways und vieles mehr müssen zu einem funktionierenden Ganzen zusammengesetzt und betrieben werden können. Dies bedarf einer Softwarelösung, die für den Anwender einerseits noch einfacher zu bedienen ist und andererseits Geräte im Feld unkompliziert installieren lässt.

Etliche Hersteller bieten derzeit für die Inbetriebnahme und Konfiguration ihrer Geräte diverse PC-Programme an. Die Anwender haben dadurch zeitgleich mehrere Tools bei der Feldinstallation im Einsatz, beispielsweise zur Programmierung oder Konfigurationen von HMI. Für die Bedienung im Regelbetrieb sind in den vergangenen Jahren Embedded-Web-Server zu Must-Haves geworden. Deren Nutzen ist tatsächlich hoch, so dass in diesem Bereich dedizierte PC-Software kaum mehr eingesetzt wird. Gehen die Anforderungen jedoch über die Bedienung und einfache Konfiguration hinaus, war die Entwicklung reiner browserbasierten Lösungen bisher zu komplex und teils bot nicht genügend Entwicklungsmöglichkeiten. PC-Applikationen erfordern heutzutage ebenfalls mehr als nur einfache Masken und Anzeigen.

Interaktionen logisch in die Applikation einbinden

So wollen Anwender beispielsweise grafische Objekte einfügen, verschieben und miteinander verbinden können. Diese Interaktionen wiederum müssen in der Applikation logisch abgebildet, gespeichert und später auch ausgeführt werden können. In den gängigen Portalen gibt es mittlerweile eine ganze Reihe von Web-Apps, welche auf diese Weise funktionieren und uns beweisen, dass diese Funktionalität möglich ist. Die Entwicklung dieser Anwendungen benötigt aber ein Zusammenspiel von mehreren Browser- sowie Serverkomponenten und Technologien, was in Summe die Entwicklung komplex und aufwendig macht. Zwar gibt es heute im Bereich von Java-Script vermehrt praktische Frameworks, welche für gewisse Aspekte einen wichtigen Teil der Arbeit abnehmen können. Das Hauptproblem dabei ist jedoch, dass für die eingangs beschriebene Aufgabenstellung, nämlich dem Ersatz der PC-Software, durch eine rein Embedded-Web-Server/browserbasierte Lösung mehrere solcher Frameworks zusammen kombiniert und diverse Programmiersprachen eingesetzt sowie eigene Codes hinzugefügt werden müssen, um das gewünschte Zusammenspiel erreichen zu können. Dabei wird schnell klar, dass der Entwicklungsaufwand, der beim Gerätehersteller für die Bereitstellung einer reinen Websoftware anfällt, wesentlich größer sein wird als für das entsprechende PC-Programm, wo man mit einem Werkzeug wie VisualStudio eine komfortable, bewährte und berechenbare Basis hat. Noch deutlicher wird es, wenn man die Kosten für die weitere Wartung über die Produktlebensdauer betrachtet. Arbeitet der ursprüngliche Entwickler nicht mehr im Unternehmen, wird es äußerst schwierig, die Kombination der eingesetzten Technologien nachvollziehen und erweitern zu können, abgesehen vom Debugging.

Funktionen zusammenfassen

Ein weiteres Risiko besteht darin, dass einzelne Komponenten von den damaligen Communities nicht mehr unterstützt werden oder Inkompatibilitäten mit neuen Browsern auftreten. Daraus resultiert die Frage: Wer ist dafür verantwortlich? Eine Antwort gibt Ininet Solutions mit seinem Tool SpiderControl.

Der PC-basierte HMI-Editor bietet eine große Funktionalität an. Dieser kann durchgängig sowohl für die Programmierung von Kleinst-Panels bis hin zu Leitsystemen verwendet werden und bildet die Basis des SpiderControl-Tools. Seit vielen Jahren wird dieses Tool-Chain für die Entwicklung von webbasierten HMI auf SPSen und zahlreichen anderen Geräten eingesetzt. Aufgrund der enormen Skalierbarkeit benötigt es geringste Ressourcen.

2016 präsentierte die Ininet Solutions GmbH erstmalig den neuen browserbasierten Web-HMI-Editor. Dieser ist ausgelegt auf einfachste Bedienung bei minimaler Konfiguration der Objekte. Auf der rechten Seite befindet sich ein Themenkatalog; im unteren Bereich werden die Objekte des ausgewählten Themas angezeigt und beschrieben. Der Benutzer kann diese von hier aus in seine aktuelle Seite bequem einfügen. Innerhalb der Seite können die verschiedenen Objekte zudem verschoben und in der Größe verändert oder parametriert werden.

Baukasten zur rein grafischen Entwicklung

Der Vorteil dieses Konzeptes besteht darin, dass alle Elemente des Web-HMI-Editors baukastenartig, je nach Bedarf, verwendet und kombiniert werden können. Alle Bausteine des Web-HMI-Editors – also dessen GUI sowie auch verfügbare Bibliotheken der HMI-Objekte und Macros – werden mit dem PC-basierten Editor »SpiderControl PLC Edition« gezeichnet. Ob es sich dabei um ein einfaches Textfeld oder um ein komplexes Macro bestehend aus mehreren Grafiken, Knöpfen oder Anzeigen handelt, spielt keine Rolle. Jedes gewünschte Objekt wird am PC grafisch entworfen, gruppiert und die im Web-HMI für die Konfiguration notwendigen Parameter markiert. Die markierten Parameter erscheinen dann im Web-HMI-Editior als Properties des Objektes und können durch den Anwender einfach im Feld angepasst werden. Auch ein komplexes Objekt kann dadurch auf minimale Konfiguration vereinfacht werden. Jeder OEM-Kunde von Ininet Solutions ist somit in der Lage, mit dem SpiderControl Editor in der PLC Edition alle Eigenschaften und Funktionen des Web-HMI-Editors zu programmieren. Das User-Interface des Editors kann zudem im Corporate Identity des Kunden gehalten werden. Jegliche HMI-Objekte werden spezifisch auf die Bedürfnisse des Produktes abgestimmt und können auf einfache Weise jederzeit erweitert werden.

Jedes einzelne HMI-Objekt ist als teq-File »SpiderControl Format« auf dem Flash des Embedded-Systems abgelegt – das selbe gilt für die UI des Editors.

Der technische Aufbau auf dem Embedded-Web-Server lässt sich einfach darstellen. Ein für die animierte Darstellung von HTML5-Webseiten geeigneter Web-Server wurde durch zusätzliche Funktionen so erweitert, dass dieser in der Lage ist, intern eine Instanzierung der im UI angezeigten Grafikobjekte zu laden und diese Objekte auf beliebige Art und Weise zu modifizieren und wieder zu speichern. Dadurch entsteht dieser modulare Baukasten, welcher es erlaubt, online den Umfang und die Funktion jeglicher auf dem Web-Server hinterlegten UI zu ändern, egal ob es sich um ein HMI-Projekt, Funktionen oder Komponenten des Editor selbst handelt.

Einfach anbinden an Embedded-Software

Um eine komplett browserbasierte Applikation zu realisieren, welche eine PC-Applikation ersetzt, muss man die UI-Objekte mit einem Code verbinden können. Genau wie bei einer PC-Applikation soll ein Control, zum Beispiel ein Button oder ein Eingabefeld mit einer Variablen oder einer Funktion verbunden werden. Dies geschieht in diesem Framework über den DataServer. An dieser Stelle kann auf einfache Weise ein Kommando mit Parametern vom UI empfangen sowie eine geeignete Funktion geleitet werden. Da dieser DataServer in C/C++ implementiert wird, ist die Anbindung an bestehende Embedded-Software sehr einfach machbar. Wird der Web-HMI-Editor zusätzlich dazu verwendet, über grafische Objekte eine Konfiguration oder Programmierung zu erstellen (mittels Verbindung von Objekten), so ist es möglich, durch diese Objekte Call-Back-Funktionen aufrufen zu lassen, über welche der eigene Code für die gewünschte Funktion erzeugt oder konfektioniert werden kann.

OEM-Anpassungen leicht gemacht

Die gesamte Technologie basiert auf den bewährten und hunderttausendfach eingesetzten SpiderControl-Komponenten, welche sozusagen von der Stange verfügbar sind. Für die Entwicklung einer eigenen webbasierten Applikation bietet Ininet Solutions als Hersteller zudem ein breites Dienstleistungsportfolio an. In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden entstehen zeitnah komplexe Applikationen, die dieser im Bedarfsfall langfristig selbst weiterentwickeln kann.

Oftmals hat sich in der Vergangenheit bewiesen, dass Ininet-Kunden erheblich Zeit und Kosten sparen, wenn die Spezialisten nach Kundenspezifikationen das Projekt auf der gewünschten Hardware aufsetzen, die anwendungsindividuellen Macros und Funktionen implementieren sowie anschließend im Know-how-Transfer das Projekt an den Kunden zur Weiterentwicklung übergeben. Ininet Solutions vereinbart bei solchen Projekten stets Festpreise. Dadurch profitiert der Kunde neben einer passgenauen und qualitativ hochwertigen Systemlösung auch von kalkulierbaren Kosten. Das Time-to-Market ist zudem kurzfristig realisierbar und Technologierisiken sind ausgeschlossen. Das Team von Ininet Solutions steht auch in Zukunft weiterhin beratend zur Seite und unterstützt seine Kunden auf dem Weg zu deren Produkterfolg.

Hintergrund

Die Ininet Solutions GmbH, Muttenz/CH, hat sich auf die Visualisierung mit Web-Technologien spezialisiert.

Mit einem Produktportfolio für die Konvergenz von HMI und Scada sieht sich das Unternehmen heute als Technologieführer in diesem Bereich. Seit über einem Jahrzehnt ist Ininet Solutions erfolgreich am Markt etabliert. 

Davon profitieren neben OEM-Herstellern, die mit SpiderControl eine führende OEM-Lösung für die Integration von Web-Technologien einsetzten, auch Anwender aus Industrie oder Automation, die ihre Soft- und Hardwarekosten transparent und planbar gestalten wollen.

Erschienen in Ausgabe: 07/2016