Verschmelzung von Bedien-Tablet und Maschinen-HMI

Ein System für jeden Einsatz

Im Alltag sind wir an Kommunikationsgeräte wie Smartphones oder Tablets gewöhnt. Im industriellen Umfeld hingegen unterscheidet sich die Mensch/Maschinen-Schnittstelle oft noch erheblich von Consumer-Geräten. Doch hängt es oft vom intuitiven HMI ab, wie performant und durchdacht eine Maschine bzw. Roboter empfunden wird. Daher lohnt es sich, die Mensch/Maschinen-Schnittstelle genauer unter die Lupe zu nehmen. Eine völlig neue Bedienphilosophie mit vielen Vorteilen eröffnet die kabellose Variante.

Gewöhnlich ist ein Maschinenbediener im Shopfloor für mehrere, meist verschiedene Maschinen zuständig. Je nach Roboter- bzw. Maschinentyp ist die Mensch/Maschinen-Schnittstelle ebenfalls unterschiedlich. Dabei ähneln sich zwar Software, Hardware, Tasten, Bedienelemente und Sicherheitselemente – Logiken und Abläufe sind aber nie gleich, weil von unterschiedlichen Herstellern. Langjährige Bediener können einwandfrei damit umgehen, jedoch existiert eine gewisse Fehleranfälligkeit. Neue Mitarbeiter oder Leiharbeiter hingegen müssen deshalb gründlich in langen Anlernzeiten eingeschult werden. Zusätzlich werden heute oft Tablets eingesetzt, um z.B. mobil auf die IT-Ebene zugreifen zu können.

Doch wie wäre es, wenn Tablet und Roboter- bzw. Maschinenbedienterminals eins werden? Tatsächlich ist das mit dem KeTop Safe Wireless von Keba möglich. Ab jetzt ist nicht mehr ein Bediengerät pro Maschine notwendig, sondern nur ein Gerät pro Servicetechniker bzw. Bediener. Dieser wäre aufgrund der Option des permanenten Zugriffes auf das Hallennetzwerk stets auf dem aktuellen Stand bezüglich Produktionsaufträgen und Fehlermeldungen, egal ob er sich auf seinem Arbeitsplatz oder in der Halle befindet.

Ein Bediengerät für alle Steuerungen

Schon das kabelgebundene KeTop kann beim Wechsel von Maschine A auf Maschine B mit unterschiedlichen Steuerungen kommunizieren. Bei der kabellosen Variante kann zusätzlich mobil auf das Hallennetzwerk sowie auf Roboter- wie Maschinennetzwerke zugegriffen werden. Eine sichere Bedienung ist gewährleistet. Dazu werden sämtliche Maschinen wie Roboter mit einer sicheren Wireless-Basisstation ausgestattet. Tablet und Maschinen-HMI verschmelzen so zu einem Gerät. Apps, die unter Windows 10 lauffähig sind, können bequem am KeTop geöffnet werden. Im Workflow geht der Bediener mit dem Gerät z.B. von einer Maschine zu einem Roboter und weiter zur nächsten Maschine, wechselt direkt die jeweiligen Verbindungen und verrichtet effizient seine Arbeit.

Vorteile bei Software und Hardware

Maschinen-HMI-Applikationen laufen klassisch in Browsern oder lokal am Bediengerät (nativ). Die Hardwaretasten und Bedienelemente sind über passende steuerungsspezifische Treiber angebunden. Die Konfiguration wird beim Verbinden ausgetauscht, anschließend die jeweilige Applikation geladen und im Vordergrund angezeigt. Eine wesentliche Beschränkung von üblichen Fehlerquellen ergibt sich auch durch die gleichbleibend vertraute Hardware: Tasten- und Bedienelemente bleiben gleich, der Nothalt befindet sich immer an derselben Stelle und der Zustimmtaster ist gewohnt ergonomisch positioniert. Einige Beispiele von möglichen Szenarien im praktischen Einsatz:

Szenario 1: Routinerundgang

In einer Produktion arbeiten Daniel und Erwin. Ersterer begibt sich auf einen Routinerundgang. Er nimmt das KeTop Safe Wireless aus der Ladevorrichtung. Zuerst ist die Sicherheitstechnik des Handbediengerätes inaktiv, das erkennt Daniel eindeutig durch das Nichtleuchten des Nothalttasters. In diesem Unternehmen ist das Gerät so konfiguriert, dass es mit dem Hallen-WLAN kommuniziert. Es kann sich so z.B. mit dem MES-System der Fertigung verbinden. Plötzlich sieht Daniel am Überblicksbildschirm eine Warnung an einer Maschine aufleuchten. Schon auf dem Weg dorthin überlegt er sich die Problemlösung. Dort angekommen, verbindet er das Gerät mit der Maschine. Die sichere Funkverbindung via Bluetooth wird aufgebaut, die Sicherheitselemente werden aktiv. Die Kommunikation des Gerätes wechselt vom Hallen-WLAN zur sicheren Wireless-Basisstation und somit zur direkten Maschinenkommunikation. Die passende Applikation wird aktiviert und Daniel kann die Maschine bedienen. Nach Erledigung der Aufgabe trennt Daniel das kabellose Bediengerät. Die Sicherheitselemente werden wieder inaktiv, das WLAN des Bediengerätes wechselt wieder auf die Hallenkommunikation mit der maschinenübergreifenden Überblicksvisualisierung.

Szenario 2: Mehrere Mitarbeiter

Angenommen Erwin und Daniel befinden sich zugleich in der Fertigung. Beide haben ein KeTop-Safe-Wireless-Gerät bei sich. Das MES-System zeigt ihnen eine Fehlermeldung einer Maschine in Erwins Nähe an. Ein Maschinenteil hindert ihn, direkt zur sicheren Wireless-Basisstation zu gehen. Er sieht sie aber auf 5m Abstand vor sich. Erwin verbindet sich mithilfe des ‚Remote Pairing‘. Die Sicherheitsabfrage stellt sicher, dass er sich via Funk nicht irrtümlich mit einer anderen Basisstation verbindet. Als Daniel die Arbeit aufnehmen möchte, unternimmt er den Pairing-Versuch, ohne zuvor die Anzeige auf der Basisstation zu beachten. Eine Meldung auf seinem Gerät zeigt ihm, dass bereits eine Verbindung existiert. Somit weiß er, dass sein Kollege an dem Problem arbeitet.

Übrigens kann ein Mitarbeiter, der von einer anderen Abteilung nur mittels einem Tablet mit dem MES-System verbunden ist, nicht auf das WLAN der Maschine oder eines Roboters zugreifen. Diesem fehlt die Berechtigung. Dafür sorgt das hohe Security Level der Wireless-Basisstation.

Fazit

Früher hatten es Servicetechniker bzw. Maschinenbediener mit vielen verschiedenen Maschinen und somit einigen unterschiedlichen HMI-Geräten zu tun. Nur mit einem zusätzlichen Tablet konnten sie die maschinenübergreifende Überblicksvisualisierung nutzen und auf die IT-Ebene zugreifen. Seitdem sich ihr Unternehmen für kabellose mobile Bediengeräte entschieden hat, ist ihr Arbeitsalltag entlastet: Zunächst reduzierte sich die Unfallgefahr und der Verschleiß – allein durch den Wegfall des Kabels. Flexibilität und erhöhte Ergonomie steigerten deutlich die Effizienz. Für die Unternehmer kommt noch ein weiterer finanzieller Vorteil hinzu: die Kostenoptimierung. Eine Wireless-Basisstation fällt deutlich günstiger aus als eine vergleichbare lokale HMI-Hardware. Die oben beschriebenen Szenarien sind beispielhafte Anwendungsfälle für den einfachen und sicheren Einsatz eines kabellosen Gerätes in der Produktion. Viele weitere Szenarien sind möglich und können diskutiert werden.