Plug and Play bei Obsoleszenz … nicht mehr lieferbar

Dieser Satz ist das Horrorszenario für jeden Gerätehersteller. Jetzt beginnt die Suche nach Ersatz. Wenn man keinen findet bedeutet dies aufwendiges und teures Redesign, Zeitverzögerung in der Produktion, vielleicht sogar Auslieferstopp. Im folgenden Beispiel wurde ein HMI abgekündigt, das die Firma Feutron in ihre Prüf- und Klimaschränke einbaute. Ersatz fanden sie bei dem Embedded HMI- und Micro-Controller-Spezialisten Garz & Fricke, die ein modernes HMI zeitnah an die Gegebenheiten des bestehenden Produktes anpassten, das quasi Plug and Play eingesetzt werden konnte. Feutron produziert Prüfkammern jeglicher Größe für unterschiedlichste Klimasimulationen. Hier soll das Alterungsverhalten der Prüflinge unter definierten Bedingungen untersucht werden. Die Produkte werden in der der Forschung, Entwicklung und der Industrie eingesetzt. Die Klima- und Prüfkammern werden kundenspezifisch angefertigt. Dabei steht für Feutron einfachste Bedienung und hohe Zuverlässigkeit an erster Stelle.

Ein HMI für die KlimaSimulationskammern

Die Klima-Simulationskammern werden über ein HMI bedient. Doch das Produkt, was bis dato immer verwendet wurde, war nicht mehr lieferbar. Ein Nachfolgeprodukt oder einen passenden Ersatz bot der Hersteller nicht an. Also suchte das Unternehmen einen Hersteller von Human Machine Interfaces (HMI), der ein Gerät liefert, das alle Anforderungen des „alten“ HMIs erfüllt und langfristig verfügbar ist. Bei dieser Gelegenheit „modernisierte“ man das Bediensystem, so dass es auch zukunftsfähig und Industrie4.0-tauglich ist. Fündig wurde man bei Garz und Fricke, deren individuell angepasste Standard-Lösungen alle Forderungen erfüllten.

Anforderungen

Bedingung war, dass das bisherige HMI komplikationslos ersetzt werden konnte. Also mussten alle Anforderungen des „alten“ HMIs erfüllt werden. Gerne nutzte man außerdem die Eigenschaften heutiger HMIs wie modernes Design, intuitive und benutzerfreundliche Bedienung, stromsparende Prozessoren, höhere Performance und die große Schnittstellenanzahl etc. Gewünscht wurden u. a. die Auswahl unterschiedlicher Programme, das Konfigurieren oder die Eingabe der benötigten Parameter sowie die Führung des Benutzers durch einen Workflow. Außerdem sollten die aufgenommenen Messdaten übersichtlich dargestellt und an andere Geräte, einen PC oder die Cloud weitergeleitet werden können. Eine besondere Anforderung galt der Kommunikation. Da die Anlagen über CANopen gesteuert werden, musste das HMI dieses Protokoll verarbeiten können.

Leistungsstark und berührungssensitiv: Santino 7.0

Nach eingehender Beratung unter Berücksichtigung aller Anforderungen von Feutron fiel die Wahl auf das „Santino 7.0. Das HMI bestehend aus einem Embedded System und einem 7-Zoll-Display mit kapazitivem Touch bietet dank ARM i.MX6 Cortex A9 Prozessor hohe Rechenleistung und hohe Grafik-Performance bei gleichzeitiger Unterstützung von Ethernet-, USB- und optionaler WiFi-Schnittstelle – und natürlich CANopen. Es konnte ein Standardprodukt verwendet werden, was mit nur geringen Anpassungen direkt einsatzfähig war.

CANopen als Herausforderung

CANopen stellte sich als eine Herausforderung dar, weil das Betriebssystem Linux mit der Ausführung Yocto nicht kompatibel mit CANopen war. Hier kam das Partnerunternehmen SYS TEC electronic ins Spiel. In Kooperation mit Garz und Fricke entwickelten sie ein kundenspezifisches Yocto für den Santino. Als Highlight wurde noch die Kommunikationsschnittstelle OPC UA integriert, die das Santino Industrie4.0-tauglich macht. So können die Maschinendaten problemlos ausgelesen und weiterverarbeitet werden. OCP UA ist der neue Standard, der einen Datenaustausch zwischen Geräten unterschiedlichster Hersteller ermöglicht.

Das sagt der Projektleiter: „Wir konnten das bestehende System mit dem neuen HMI auszurüsten ganz ohne Redesign. Die jetzt entstandene Lösung für Feutron werden wir nun für mindestens sieben Jahre im Portfolio haben beziehungsweise so lange, wie der Chip-Hersteller seine CPU vertreibt und mit Treibern versorgt.“
Daniel Höser, Field Sales Engineer, Garz und Fricke

Hoch flexibel und hoch angepasst: Das Yocto-basierte Embedded Linux

Der Yocto-Ableger von Garz und Fricke gibt Entwicklern volle Freiheit bei der Programmierung. Yocto selbst ist sehr flexibel und leistungsstark, wobei es streng genommen keine eigenständige Linux-Distribution ist, sondern vielmehr ein Baukasten-System, aus dem sich die Entwickler bedienen können. Yocto zeichnet sich vor allem durch seine standardisierte Architektur und hohe Anpassbarkeit aus. Das von Garz und Fricke speziell auf das Board und den Einsatzzweck optimierte Yocto bringt das Grafik-Framework QT mit. Die hier eingesetzte Version 5 kann QML- und teils sogar HTMLbasiert programmiert werden, was die Anwendungserstellung deutlich erleichtert. Die gute Anpassbarkeit und die vollständige Dokumentation erleichterte dem Entwicklungspartner SYS TEC electronic die Arbeit. So konnten die Entwickler die Process States jederzeit verfolgen. Auch das Debuggen war einfach möglich. Dadurch war es vergleichsweise einfach, die Portierung vorzunehmen.

Anpassung wird zur Standard-Implementierung

Aus der Portierung für Feutron ist am Ende eine Standard-Implementierung geworden, die Garz und Fricke weiter nutzen wird. Der Stack kann nun auch weiteren Kunden zugänglich gemacht werden. Das Unternehmen übernimmt seit Jahren Anpassungen und Erfahrungen aus dem Projektgeschäft in ihre Standard-Lösungen, sodass eine große Anzahl an Möglichkeiten bereits vorliegt. Bei einer Kundenanfrage wird die Lösung zugrunde gelegt, die am besten passt. Dadurch müssen häufig nur geringe Anpassungen vorgenommen werden, was die Kosten deutlich reduziert. Außerdem bleibt das Produkt so noch lange verfügbar. Das passt gut zur Obsoleszenz-Management-Strategie des Unternehmens.

Langfristig sichere Produktversorgung mit Strategie

Genau das ist es, was für viele Kunden des Hamburger Displayund Micro-Controller-Spezialisten eine besondere Bedeutung hat: dass Produkte und -linien beim Partnerunternehmen langfristig verfügbar sind. Denn wenn Baugruppen vom Markt verschwinden und durch ganz andere ersetzt werden, stehen die Unternehmen vor dem Problem, dass die eigenen zum Teil auf Jahrzehnte Betriebszeit konzipierten Produkte unter Umständen während der Lebenszeit aufwändig um- und neu geplant werden müssen. Das blieb Feutron zum Glück erspart. „Wir konnten das bestehende System mit dem neuen HMI auszurüsten ganz ohne Redesign“, beschreibt Daniel Höser, Key Account Manager und Field Sales Engineer bei Garz und Fricke, die Zulieferung.

Einkauf mit Zukunft

Ganz generell achtet Garz und Fricke im Hinblick auf das ProductLifecycle-Management und Langlebigkeit bereits beim Einkauf darauf, dass Bauelemente und Baugruppen lange verfügbar sind und aus zertifizierten Unternehmen stammen. Aufwändige Re-Designs und unsichere oder übermäßig teure Bauteil-Quellen können so vermieden werden. Alexander Stade, Verkaufsingenieur bei Garz und Fricke, verspricht: „Wenn wir doch ein Produkt aus dem Sortiment nehmen, wird es immer ein Nachfolgeprodukt geben, das genauso gut passt und ebenso leicht integrierbar ist – im Sinne von Form, Fit, Function.“ Sein Kollege Daniel Höser, ergänzt: „Die jetzt entstandene Lösung für Feutron werden wir nun für mindestens sieben Jahre im Portfolio haben beziehungsweise so lange, wie der Chip-Hersteller seine CPU vertreibt und mit Treibern versorgt.“

Gelungene Lösung

Damit kann Feutron nun seine Klima- und Vibrationskühlkammern zukunftssicher mit leistungsfähigen und hochflexibel konfigurierbaren modernen HMIs ausstatteten. Diese gelungene Lösung ist das Ergebnis einer effektiven Zusammenarbeit von Feutron, Garz und Fricke mit SYS TEC electronic. Dieses Projekt war der Auslöser, die Kooperation von Garz und Fricke mit SYS TEC electronic noch weiter zu verstärken und mit gebündelter Kompetenz anspruchsvolle und hochwertige Kundenwünsche zu erfüllen.