Bedienen und Wischen inklusive

Der Sekundärverpackungsspezialist Meurer hat eine intuitive Visualisierungslösung entwickelt, die neue Maßstäbe bei der Bedienung komplexer Maschinen setzt: Sie lässt sich über verschiedene Maschinenplattformen hinweg universell einsetzen, vereinfacht die Bedienung durch modernste Techniken und kann dank des Einsatzes von HTML5 mit minimalem Aufwand an die Anforderungen des jeweiligen Maschinenbetreibers angepasst werden. Mit dem Panel PC 2100 im Edelstahlgehäuse hat das Unternehmen bei B&R die optimale Hardwareplattform für sein innovatives Human Machine Interface (HMI) gefunden.

Gestensteuerung ist der Schlüssel zur Zukunft – dieser Meinung ist auch Volkswagen und hat Anfang 2015 auf der größten Unterhaltungselektronikmesse der Welt, der CES in Las Vegas, den Golf R Touch vorgestellt. Dessen Cockpit weist bis auf das Lenkrad keine Knöpfe und Schalter auf. Stattdessen wird das Fahrzeug mit Handbewegungen und Touchscreens kontrolliert. Was bei VW noch als Teil eines Konzeptautos für die mittlere Zukunft daherkommt, ist bei Meurer schon jetzt in Serie erhältlich:

Die von der Meurer Verpackungssysteme GmbH in enger Zusammenarbeit mit B&R auf den Markt gebrachte HMI-Lösung kommt bis auf einige wenige, von Normen oder Kunden vorgeschriebene Schalter, ganz ohne Hardware-Tasten aus und setzt zusätzlich zur konventionellen Touch-Bedienung aus dem Umgang mit Smartphones bekannte Handbewegungen zur Steuerung der Oberfläche ein. „Ziel ist es, die Zahl der Bedienschritte zu minimieren und zu vereinfachen“, sagt Thomas Düvel, Produktentwicklung Automation und Leiter der Abteilung Visualisierung bei der Meurer Verpackungssysteme GmbH.

Während VW beim Golf R Touch proprietäre Gesten einführt, beschränkt sich Meurer auf bekannte Gesten, wie der Automatisierungsfachmann betont: „Wir setzen nur Gesten ein, die sich allgemein durchgesetzt haben und fast überall verstanden werden – schließlich gehen unsere Maschinen in die ganze Welt.“

Zu den heute allgemein bekannten und von Meurer verwendeten Multitouch-Gesten gehört beispielsweise das Zoomen mit zwei Fingern (Pinch), dass bei der Anzeige einer eingebetteten PDF-Datei in die Visualisierung zum Einsatz kommt oder das schnelle Wischen mit dem Finger (Swipe & Slide), mit dem der Anwender durch die am oberen Bildschirmrand angeordnete Karussell-Liste in verfügbaren Maschinenmodulen scrollen kann.

Voraussetzung für eine Gestensteuerung sind eine Kamera und/oder ein multitouchfähiger Bildschirm. Meurer setzt bei seinen Maschinen auf einen projektiv-kapazitiven Touchscreen, eine Bildschirmtechnik, die unter anderem beim iPhone zur Anwendung kommt. Anders als bei konventionellen kapazitiven Touchscreens kann die Schutzscheibe (Blende) zudem auch aus Glas bestehen. Damit lässt sich dieser Touchscreen-Typ besonders unempfindlich gegenüber Oberflächenbeschädigungen sowie Umwelteinflüssen gestalten. Er ist damit für den Einsatz in anspruchsvollen industriellen Anwendungen prädestiniert und profitiert gleichzeitig von den Kostenvorteilen eines Consumer-Produkts.

Mit der zweiten Generation der Automation Panel Serie bietet B&R den Anwendern erhebliche Vorteile: Das Automation Panel 900 Multitouch ist beispielsweise mit Bildschirmdiagonalen von 15,6 bis 24 Zoll im 16:9-Format erhältlich. Die Displayeinheit ist jeweils auf der Rückseite mit einem kompakten Linkmodul ausgestattet und kann somit durch den einfachen Tausch der Systemeinheit zum Panel PC 2100 Multitouch aufgerüstet werden.

Meurer nutzt für seine neue maschinenübergreifende Visualisierungslösung aus dieser Serie eine 15,6-Zoll-Bildschirmeinheit in Kombination mit einer Dual-Core-Systemeinheit.

„Das großzügig bemessene Display des Panel PC 2100 im 16:9-Format und die HD-Auflösung in Verbindung mit der Gestensteuerung erlauben uns eine noch übersichtlichere Darstellung der Bildelemente“, sagt Andre Wewering, stellvertretender Leiter für den Gesamtbereich der Produktentwicklung Automation bei Meurer. „Das ist gerade im Hinblick auf die immer weiter wachsende Komplexität und Ausdehnung von Maschinen ein entscheidendes Kriterium.“

Die leistungsfähige Systemeinheit, die ohne Lüfter auskommt, bietet dabei genug Reserven, um auch weiter steigenden Anforderungen genügen zu können, sodass Meurer die gewählte Hardwareplattform auch auf längere Sicht mit wachsenden Anforderungen einsetzen kann.

„Damit reduziert sich für uns langfristig der Engineering-Aufwand sowie die Ersatzteilhaltung und wir können schneller und einfacher auf Kundenwünsche für durchgängig einheitliche Bedienstrukturen in einer Produktionslinie aus unserem Hause sorgen“, fügt Wewering an.

Verpackt hat B&R das Panel für Meurer in ein flaches, kundenspezifisches Edelstahlgehäuse, das durch ein besonders elegantes und hygienisches Design ohne Staubkanten besticht. „Dieses Design ist ein kaufentscheidendes Merkmal für uns, weil etwa 90 Prozent unserer Maschinen in die Food & Beverage- sowie die Pharmaindustrie gehen“, sagt Wewering.

Bei der Konstruktion haben die Ingenieure von B&R und Meurer auch an eine einfache Montage und Wartung gedacht: Nur die Rückwand des Gehäuses inklusive der Kabeldurchführung wird individuell an die Maschine angepasst. „Sie kann frühzeitig im Fertigungsprozess an die Maschine montiert werden, während wir das Panel erst dann mit wenigen Handgriffen anbringen, wenn es tatsächlich gebraucht wird“, sagt Düvel. „Diese Trennung in maschinenspezifische Rückwand und einheitliche Panel-Einheit reduziert die Anzahl der Ersatzteilvarianten und erleichtert den Gerätetausch im Feld.“

Auf dem Panel-PC läuft die Laufzeitumgebung ARwin, die parallel zu Echtzeitanwendungen die Ausführung von Windows® Embedded Standard oder anderen Profi-Betriebssystemen unterstützt – für Meurer eine wichtige Eigenschaft, da das Unternehmen einen Standard-Browser nutzt, um die in HTML5 geschriebene Visualisierung zur Anzeige zu bringen.

„HTML5 eröffnet uns einen ganzen Strauß an Vorteilen“, begründet Düvel die Wahl der Beschreibungssprache. „Als Standard, der sich weiter verbreiten wird, bietet HTML5 uns zum Beispiel eine rasant wachsende Zahl an Funktionen, die wir bei Bedarf nutzen können. Außerdem entwickelt sich eine große Community an Programmierern, die die Sprache beherrschen und auf die wir gegebenenfalls zurückgreifen können.“ Zu den vielen Vorteilen von HTML5 gehört auch die Unterstützung von Style Sheets, mit der Meurer das Aussehen der ganzen Visualisierung an die Anforderungen des Maschinenbetreibers anpassen kann, ohne jede Bildschirmseite einzeln in die Hand nehmen zu müssen.

Mit der Umstellung auf HTML5 und der konsequenten Modularisierung der Visualisierungsanwendung ist es Meurer zudem gelungen, Standardschnittstellen zu definieren, die eine Anbindung an übergeordnete Systeme wie Liniensteuerungen oder ERP-System erlauben. „Der Aufwand für die Einbindung in die unterschiedlichen Systeme beim Kunden hat sich dadurch für uns deutlich verringert“, sagt Wewering.

Für die Kommunikation zwischen Maschinensteuerung und Visualisierung zog Meurer anfänglich UDP-Telegramme heran. Dank der Modularisierung der Software konnte der Maschinenbauer die Kommunikation nach der Verfügbarkeit entsprechender Libraries mühelos auf OPC UA umstellen. Der Verpackungsspezialist hat damit den Aufwand für die Anbindung an die je nach Kunde und Region unterschiedlichen Steuerungen weiter reduziert.

Handelt es sich dabei um eine Steuerung mit dem B&R-Logo, profitiert der Maschinenbauer besonders, urteilt Düvel: „B&R tritt als Systemlieferant auf und übernimmt die Gesamtverantwortung für die gelieferte Hard- und Software. Dazu gehört auch, dass B&R Zertifizierungen vorweisen kann, wie sie die Pharma- und Lebensmittelunternehmen erfordern. Das erleichtert uns das Leben als Verpackungsmaschinenbauer mit Abnehmern auf der ganzen Welt ganz ungemein.“