Klas­si­sche Work­sta­tions und Ser­ver-Ein­hei­ten wei­chen zuneh­mend vir­tua­li­sier­ten Lösun­gen, die deut­lich leich­ter ska­lier­ba­re Rechen- und Spei­cher­ka­pa­zi­tä­ten mit gerin­ge­rem Kos­ten- und War­tungs­auf­wand bereit­stel­len. Auf vir­tu­el­len Maschi­nen lau­fen­de Pro­zess­leit­sys­te­me und Cloud-Appli­ka­tio­nen ermög­li­chen den fle­xi­blen Fern­zu­griff auf ver­schie­dens­te Sys­te­me – von der Pro­zess­au­to­ma­ti­sie­rung über Con­di­ti­on-Moni­to­ring- und War­tungs­pro­gram­me bis hin zum Waren­wirt­schafts­sys­tem. Sei­tens der Bedien­tech­nik sto­ßen kon­ven­tio­nel­le KVM-Sys­te­me hier an ihre Gren­zen. Sie wer­den des­halb durch moder­ne Thin Cli­ents ersetzt.

Das stei­gen­de Infor­ma­ti­ons­auf­kom­men lässt sich mit rein Hard­ware-gebun­de­nen Steue­rungs- und Daten­über­tra­gungs­ar­chi­tek­tu­ren immer schwe­rer bewäl­ti­gen. Als fle­xi­ble­re, fast belie­big und schnell ska­lier­ba­re Lösun­gen haben sich daher vir­tu­el­le Maschi­nen oder Cloud-Sys­te­me eta­bliert. Um vom Feld bis zur Leit­stel­le jeder­zeit siche­ren Zugang zu Pro­zess­wer­ten, Anla­gen­zu­stän­den, Pro­duk­ti­ons- und War­tungs­ab­läu­fen zu gewähr­leis­ten, müs­sen auch die Feld­be­dien­ge­rä­te hard- und soft­ware­sei­tig auf die moder­nen Anfor­de­run­gen der Pro­zess- und Anla­gen­steue­rung abge­stimmt sein. Zum Fern­zu­griff auf Pro­zess­leit­sys­te­me lösen daher Thin Cli­ents mit Indus­trie 4.0-optimierter Soft­ware die über­kom­me­nen Stan­dard-Rech­ner und KVM-Sys­te­me ab.

Klassische Varianten mit Verbindungsproblemen

Gegen­über Indus­trie-PCs im Feld sind Bedien­sta­tio­nen mit Remo­te-Anbin­dung im Ex- wie Non-Ex-Bereich die deut­lich kom­pak­te­re, ener­gie­ef­fi­zi­en­te­re und war­tungs­är­me­re Lösung. Dabei ist die klas­si­sche Vari­an­te der fes­ten Ver­bin­dung eines explo­si­ons­ge­schütz­ten HMI-Sys­tems mit einer Work­sta­tion im siche­ren Bereich in der Pro­zess­in­dus­trie noch häu­fig anzu­tref­fen. Sie besteht aus einem Remo­te-Ter­mi­nal, das per Kup­fer- oder LWL-Kabel mit einer KVM-Box ver­bun­den ist. Die KVM-Box ist wie­der­um an die Key­board-, Video- und Maus­schnitt­stel­len einer PC-Work­sta­tion ange­schlos­sen, um die Bild­schirm­da­ten zum Remo­te-Ter­mi­nal und die mit­tels Key­board und Maus getä­tig­ten Ein­ga­ben an den Rech­ner zu über­mit­teln. Mit opti­schen Kabeln kön­nen auf die­se Wei­se lan­ge Über­tra­gungs­we­ge bis zwei Kilo­me­ter über­brückt wer­den. Aktu­el­le USB-Stan­dard wie USB 3.0 oder 3.1 sind in sol­chen Kon­zep­ten schwer zu beherr­schen, da die ange­schlos­se­nen USB-Gerä­te wie Tas­ta­tur, Maus oder Touch durch Stö­run­gen im Indus­trie­um­feld aus­fal­len und einen Neu­start des Host erfor­der­li­chen machen kön­nen. Zudem man­gelt es den Sys­te­men an Fle­xi­bi­li­tät, um sich naht­los in über­ge­ord­ne­te Netz­wer­kebe­nen ein­bin­den zu las­sen.

Klas­si­sche KVM-Sys­te­me kön­nen nicht direkt an vir­tu­el­le Work­sta­tions ange­schlos­sen wer­den. Ihnen feh­len die phy­si­schen Schnitt­stel­len für Key­board, Video und Maus, die durch einen wei­te­ren PC oder Thin Cli­ent bereit­ge­stellt wer­den müs­sen. Eine sol­che Hard­ware-Kon­stel­la­ti­on ist zwar mög­lich, aber deut­lich teu­rer sowohl in der Anschaf­fung als auch in Inbe­trieb­nah­me und War­tung. Um die Bedien- und Beob­ach­tungs­sys­te­me im Feld eng an die Pro­zess­leit­tech­nik und über­ge­ord­ne­ten Netz­wer­kebe­nen anzu­schlie­ßen, braucht es daher Bedien­sta­tio­nen, die an ver­schie­dens­te Ser­ver-Archi­tek­tu­ren inklu­si­ve vir­tu­el­ler Maschi­nen und Cloud Auto­ma­ti­on anschluss­fä­hig sind.

Zukunftssichere Industrie 4.0 Lösung

Thin Cli­ents bie­ten eine zukunfts­si­che­re Lösung für die Bedie­nung in der Pro­zess­in­dus­trie von der Leit­war­te bis ins Feld, müs­sen aber opti­mal auf die Erfor­der­nis­se moder­ner Indus­trie­netz­wer­ke zuge­schnit­ten und mit allen ein­schlä­gi­gen Leit­sys­te­men füh­ren­der Her­stel­ler kom­pa­ti­bel sein. Die wich­tigs­te Anfor­de­rung ist die IT-Sicher­heit. Thin Cli­ents soll­ten des­halb geschlos­se­ne mani­pu­la­ti­ons­si­che­re Sys­te­me sein, die sich zum Bei­spiel nur pass­wort­ge­schützt para­me­trie­ren las­sen. Inte­gri­tät und Ver­füg­bar­keit sind wich­ti­ge Eigen­schaf­ten der Firm­ware die­ser Sys­te­me. Sicher­heits­fea­tures wie der Uni­fied Wri­te Fil­ter und Horm (Hiber­na­te Once/Resume Many) erhö­hen die Sys­tem­sta­bi­li­tät und bie­ten eine höhe­re Aus­fall­si­cher­heit in indus­tri­el­len Umge­bun­gen. Red­un­dan­te Ether­net-Schnitt­stel­len mit auto­ma­ti­scher Wie­der­ver­bin­dung und Umschal­tung auf red­un­dan­te Ser­ver gewähr­leis­ten den aus­fall­si­che­ren Betrieb. Auch Appli­ka­tio­nen von Dritt­an­bie­tern – wie Brow­ser, Ein­bin­dung von Kame­ra­bil­dern oder Citrix – soll­ten nur in soge­nann­ten Kiosk-Modus sicher abge­ru­fen wer­den kön­nen. Trotz die­ser oben genann­ten Fea­tures müs­sen die Sys­te­me ein­fach und ergo­no­misch kon­fi­gu­rier­bar sein.

Die Thin Cli­ents von R. Stahl sind spe­zi­ell für die Pro­zess­in­dus­trie mit den oben genann­ten Vor­ga­ben ent­wi­ckelt wor­den und kön­nen uni­ver­sell ein­ge­setzt wer­den. Sie sind sowohl in Aus­füh­run­gen für den Stan­dard-Indus­trie­ein­satz als auch in explo­si­ons­ge­schütz­ten, nach Atex und IECEx zer­ti­fi­zier­ten Gerä­te­va­ri­an­ten erhält­lich. Außer­dem ste­hen rein­raum­taug­li­che Vari­an­ten im Hygie­nic Design zur Ver­fü­gung. Die mit dem Betriebs­sys­tem Win­dows 10 Enter­pri­se LTSB auf­set­zen­de Remo­te HMI Firm­ware V5 „indus­tri­al gra­de“ aus­ge­stat­te­ten Firm­ware ermög­licht eine Rech­te­ver­wal­tung mit abge­stuf­ten Zugriffs­rech­ten auf zen­tral- oder cloud-gespei­cher­te Pro­gram­me und Anwen­dun­gen. Die klar struk­tu­rier­te, nut­zer­freund­li­che Bedien­ober­flä­che mit vir­tu­el­lem Key­board und Touch-freund­li­cher Bedie­nung bie­tet varia­ble Anzei­geop­tio­nen zur Mul­ti-Ses­si­on- und Dual-Screen-Dar­stel­lung. Die Remo­te HMI Firm­ware V5 unter­stützt die Pro­zess­vi­sua­li­sie­rung und Anla­gen­be­die­nung per Fern­zu­griff auf PC-Work­sta­tions, vir­tu­el­le Ser­ver­struk­tu­ren und Cloud-Rechen­zen­tren. Hier­zu beherrscht die Firm­ware sämt­li­che gän­gi­gen Remo­te-Pro­to­kol­le – dar­un­ter die neu­es­te RDP-Ver­si­on 10.2 sowie VNC 5.3 – und sorgt so für einen fle­xi­blen Zugriff von jeder HMI-Sta­ti­on auf vir­tu­el­le oder rea­le Work­sta­tions in einem Netz­werk. Mit­tels KVM-over-IP-Tech­no­lo­gie las­sen sich auch älte­re PCs oder not­wen­di­ge KVM-Ver­bin­dun­gen in die Netz­werk­ar­chi­tek­tur ein­bin­den. Neben der Win­dows-basier­ten Betriebs­soft­ware sind auch Linux-kom­pa­ti­ble Aus­füh­run­gen mit Thin-Mana­ger über PXE Boot oder IGEL OS lie­fer­bar.

Fazit

Her­kömm­li­che KVM-Sys­te­me sind der immer dich­te­ren Ver­net­zung von Auto­ma­ti­on, Elek­tro­nik sowie Infor­ma­ti­ons- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­nik nicht mehr gewach­sen. Für einen fle­xi­blen und gesi­cher­ten Zugriff auf Pro­zess­leit­sys­te­me und Appli­ka­tio­nen über Ser­ver, vir­tu­el­le Maschi­nen oder Cloud-Diens­te haben sich daher Thin Cli­ents als zeit­ge­mä­ße Lösung durch­ge­setzt. Die Exi­com-Rei­he 500 von R. Stahl bie­tet schlan­ke, zukunfts­si­che­re Sys­te­me zur Feld­be­die­nung im Ex- und Non-Ex-Bereich, die mit ver­schie­dens­ten Leit­sys­te­men und Netz­werk-Archi­tek­tu­ren zusam­men­spie­len sowie opti­ma­le Ver­füg­bar­keit und Sys­tem­in­te­gri­tät gewähr­leis­ten.