Die Mensch-Maschine-Schnittstelle, das Human Machine Interface, ist nicht isoliert zu betrachten, sondern ist fester Bestandteil einer Automatisierungslösung, bestehend aus Feldkomponenten sowie einer Steuerung (SPS) als Herzstück. Modulare Steuerungen setzen sich in der Regel aus einzelnen Baugruppen zusammen und können um zusätzliche I/O-Modulen erweitert werden. Sie bieten ein hohes Maß an Erweiterbarkeit und sind damit flexibel konfigurierbar. Kompaktsteuerungen verfügen über ähnliche Basisfunktionen, lassen sich jedoch nicht oder nur eingeschränkt erweitern. Ihr Vorteil liegt in den geringeren Investitionskosten, wodurch sie sich vor allem für kleinere Automatisierungsaufgaben eignen. Als dritte Variante stehen heute Lösungen zur Verfügung, die Steuerungsfunktion und Bedienpanel in einem Gerät vereinen. Diese werden in der Regel in die Schaltschranktür gebaut oder in Bedienpulte integriert.
HMI als Teil der Systemarchitektur
Maschinenherstellern eröffnet sich so eine Vielzahl von Möglichkeiten, unterschiedliche Steuerungs- und Bedienkonzepte mit verschiedensten Architekturen und Komponenten umzusetzen. Diese Konzepte können nicht nur auf die Anwenderbedürfnisse maßgeschneidert werden, sondern bieten dank Modularität und Skalierbarkeit Synergieeffekte für ganze Maschinen-Serien. So kann eine mobile Anwendung oder Cloud-Anbindung, die für einen Maschinentyp entwickelt wurde, einfach auf andere Projekte oder Maschinentypen übertragen werden.
Die getrennte Projektierung von Bedienkonzept und Maschinensteuerung ist besonders dann sinnvoll, wenn die Steuerung im fertigen Maschinendesign geändert werden muss. Das kann zum Beispiel aufgrund länderspezifischer Richtlinien relevant werden. Bietet das HMI-Konzept eine Vielzahl an Schnittstellen und somit einen hohen Grad an Flexibilität in der Kommunikationsfähigkeit, so ist die Änderung der Automatisierungslösung auch ohne Modifikation des gesamten Bedienkonzeptes möglich.
Für eine wachsende Zahl von Maschinenherstellern gehört die direkte Verbindung ihrer Maschinen und Anlagen mit dem Internet der Dinge (IoT) zu einem unerlässlichen Teil der Systemarchitektur. Dazu gehört auch, dass die eingesetzten Komponenten eine Integration der Maschine in Systemumgebungen, beispielsweise von Smart Factories, ermöglichen. Diese Anbindung wird zumeist über die SPS (HMI/PLC) und über standardisierte Schnittstellen wie OPC UA erfolgen. Gerade bei Retrofit-Projekten oder bei Anlagen, in denen die SPS die notwendigen Voraussetzungen nicht mitbringt, kann diese Anbindung auch über eine leistungsfähige Bedieneinheit erfolgen.
Anlagen können so einfacher mit Maschinen der neusten Generation kommunizieren. Durch die Anbindung an Cloud-Infrastrukturen eröffnet sich eine Vielzahl zusätzlicher Dienste sowie Bedien- und Visualisierungsoptionen über Tablet und Smartphone. Die heutigen, offenen Programmierumgebungen wie Codesys bieten ein breites Angebot an Visualisierungselementen, mit denen sich bereits viele Konzepte umsetzten lassen. Einige Hersteller wie Eaton bieten darüber hinaus ergänzende Softwarepakete, welche die Funktionalitäten von Codesys hinsichtlich der Umsetzung moderner Bedienkonzepte erweitern und dem Anwender auf anwenderfreundliche und effiziente Weise die Realisierung selbst anspruchsvoller Visualisierungsaufgaben deutlich vereinfachen.
