Linux-Systeme bieten viele Vorteile

Seit Mitte der 90er Jahre werden in zunehmendem Maße PC-Systeme in der Automatisierung von Produktionsmaschinen eingesetzt. Ihre Anwendung umfasst neben der Vernetzung und Steuerung besonders die Bedienung der Maschinen über ein HMI/SCADA System. Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Betriebssysteme wie z.B. Realtime- RTOS  (für Steuerungen) bzw. Windows oder Linux zum Einsatz.

Einer der gravierensten Nachteile des verbreiteten Windows-Betriebssystems sind der Ressourcen-Verbrauch sowie die sogenannte TCO (total cost of ownership), da Windows-Systeme eine aufwändige x86 Architektur voraussetzen. Beflügelt durch die Entwicklung der Smartphones mit leistungsfähigen, Multi- Core ARM Prozessoren, sind heute Linux-Betriebssysteme im Bereich der Digitalisierung von Produktionsabläufen und Maschinen allererste Wahl! Dadurch lassen sich die Systemkosten im Vergleich zu PC-basierten Systemen drastisch senken!

Linux ist in unterschiedlichen Distributionen sowohl für x86 wie auch für viele ARM Systeme verfügbar und deckt einen weiten Anwendungsbereich ab. Gerade für die Visualisierung und HMI-/ SCADA Lösungen stellen Linux-Systeme eine ideale Plattform dar. Die HMI / SCADA Toolbox WebIQ von Smart HMI z.B. ist für den Einsatz unter Linux prädestiniert. Es besteht aus einer Server-Komponente (WebIQ Connect) sowie dem in einem HTML5-Browser laufenden HMI-Client.

Der Server stellt das Backend des HMI-/SCADA Systems dar und sorgt unter anderem für die kontinuierliche Aufzeichnung von Prozessdaten (historische Daten), Alarmen und Events und stellt das Dateninterface (Prozessdaten-Gateway) zu den Steuerungen, vorzugsweise über eine OPC-UA-Verbindung zur Verfügung. Die Daten werden in einer lokalen SQLite Datenbank gespeichert und können Dank der offenen Architektur auch von anderen Programmen und Datenbanken via SQLite-Treiber gelesen und weiterverarbeitet werden.

Der WebIQ Server (WebIQ Connect) kann auf nahezu allen Linux-Systemen betrieben werden. Insbesondere für kleine Anwendungen oder für Embedded Anwendungen ist die Installation auf preiswerten ARM-Systemen wie z.B. Raspberry Pi, Beaglebone Black etc. möglich. Der kompakte Aufbau des in C++ codierten Servers in Verbindung mit der Event-basierten Architektur, sorgt für eine ausreichende Performance und geringem Ressourcenverbrauch auch auf solchen Kleinst-Systemen.

Für anspruchsvolle Anwendungen, in denen z.B. zigtausende von Datenpunkten pro Sekunde gespeichert werden müssen,  kann ebenfalls WebIQ auf einer leistungsfähigen x86-Plattform mit Linux verwendet werden.

Die eigentliche Visualisierung der Daten (HMI) erfolgt über einen HTML5-fähigen Browser, der  Bestandteil der gängigen Linux-Distributionen ist. Hierbei ist besonders auf eine integrierte Grafikbeschleunigung zu achten, um auch auf kleineren Systemen eine flüssige Bedienung zu erhalten. Solche Prozessoren, z.B. SoC wie z.B. ARM Cortex-A, Rockchip u.a., sind auch als Dual- oder sogar Quad-Core Dank der schnellen Entwicklung auf dem Smartphone-Markt  zu niedrigen Kosten verfügbar.

WebIQ und Linux enthalten zusammen alle Bestandteile für eine Maschinenvisualisierung und stellen zusammen eine hoch skalierbare Lösung für einen weiten Anwendungsbereich von HMI/SCADA Lösungen dar. Ein weiterer Vorteil:  Nicht-HTML-Experten können ebenfalls mittels WebIQ Web-HMIs sowie Web-Apps erstellen. Dadurch gestaltet sich der Einstieg in die web-basierte Visualisierung unter Linux noch einfacher.

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