Plattform-Strategie MSR

Jupiter, je nach Lesart ist das entweder der römische Göttervater, zuständig für Blitz, Donner und Luft, oder der größte und schwerste Planet unseres Sonnensystems – ein Gasriese mit faszinierenden physikalischen Eigenschaften. Eine Hard- und Softwareplattform mit diesem Namen weckt also zu Recht hohe Erwartungen. Die Anfänge des Jupiter-Systems gehen auf das Jahr 2011 zurück. Damals wurde mit mTRON T das erste selbstentwickelte Automatisierungssystem aufgelegt. Das Ziel damals wie heute: Ein vielfältiges, flexibles und einfach zu bedienendes System für Anwender entwickeln, die für ihre Applikationen nicht unbedingt eine große, umfangreiche SPS-Lösung benötigen. Diese Grundgedanken sind auch in die Entwicklung der Jupiter-Plattform eingeflossen.

Vom kundenspezifischen Projekt abgeleitet

Den Anstoß zu Jumo Jupiter gab das Kundenprojekt eines Anlagenbauers aus der Lebensmittelindustrie, der bereits seit vielen Jahren das Automatisierungssystem mTRON T zur Steuerung seiner Koch- und Räucheranlagen nutzt. Gemeinsam mit dem Jumo Engineering Team sollte für die nächste Gerätegeneration eine komplett neue Steute ierung realisiert werden. In der Konzeptionsphase zeigte sich, dass die gestellten Anforderungen mit dem bisherigen System nicht mehr realisierbar waren. Deshalb wurde entschieden, eine zukunftsfeste Lösung zu entwickeln, von der auch weitere Jumo-Produkte profitieren könnten. Der Startschuss war im Jahr 2016, Vollzug meldete das Engineeringteam in diesem Jahr mit der Vorstellung eines Kundenprojekts auf der IFFA.

Entwicklungsträger für die Hard- und Software-Plattform Jupiter: Verschiedenste Prozessoren-, Interfaces und Speichervarianten sind damit kombinierbar und realisierbar. Jumo

Automobilbau lässt grüßen: Modularer Querbaukasten bei Steuerung realisiert

Grundkonzept ist die Idee, wie sie hauptsächlich im Automobilbau Verwendung findet: eines ‚modularen Querbaukastens‘. Denn daraus lässt sich eine Vielzahl unterschiedlicher Modelle ableiten. Als modularer Querbaukasten schafft Jupiter die Grundlagen für alle künftigen Jumo-Produkte der Bereiche ‚Regeln‘, ‚Registrieren‘, ‚Automatisieren‘ und ‚Überwachen‘. Die Bandbreite reicht hier von Bildschirmschreibern über Prozess- und Programmregler bis zu Sicherheitsbegrenzern.

Durch das modulare Konzept können neue Technologien durchgängig in vorhandene Geräte integriert werden – und das mit überschaubarem Entwicklungsaufwand. Dies kommt wiederum den Innovationszyklen zu Gute.

Schon allein aus dieser Produkt-Vielfalt wird klar, dass die Plattform variabel und skalierbar sein muss, angefangen bei der Hardware, bei der ein 800 MHz-Prozessor je nach Bedarf als Single-, Dual- oder Quad-Core-Variante eingesetzt werden kann. Das CPU-Modul ist steckbar. Stärkere oder schwächere Prozessoren können damit je nach Kundenanforderungen individuell implementiert werden. Der Arbeitsspeicher kann zwischen 8 und 32 GByte groß sein. Der modulare Gedanke zeigt sich auch bei der Konnektivität: Bis zu 11 externe und 5 interne Schnittstellen sind möglich, von allen derzeit gängigen Standards wie Ethernet über CAN, USB, HDMI, I²C bis hin zu SATA.

Da sich mit der Digitalisierung auch die Software-Anforderungen immer schneller ändern, kommt bei Jupiter eine Linux-Yocto-Umgebung zum Einsatz. Das bringt eine Reihe von Vorteilen: Durch die bei Unix-Systemen konsequente Trennung von Benutzer- und Administrator-Konten und durch die geringe Verbreitung gilt das System als sicherer und wesentlich weniger anfällig gegen Schadprogramme als eine Windows-Umgebung. Dazu kommen die enormen Freiheitsgrade einer Open-Source-Software. Da das eigentliche Linux nur aus einem Systemkern (Kernel) und wenigen Basisprogrammen besteht, können Anwender das System komplett frei gestalten.

Per Konfigurations- und Prozess-Dateneditor kann der Endanwender die Benutzeroberfläche über ein Web-Portal individuell nach seinen Anforderungen gestalten. Jumo

Bei der Jumo-Plattform wurde beispielsweise die komplette Software-Architektur modularisiert, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf die Themen ‚Kryptographie‘ und ‚Internet-Security‘ gelegt wurde. Auch die Anforderungen einer stabilen Bedienung mit Mobilgeräten (Smartphones oder Tablets) im industriellen Umfeld wurde berücksichtigt.

Komplett überarbeitet wurde auch das Setup-Programm. In dieses wurde ein kundenspezifischer Konfigurations- und Prozess-Dateneditor integriert. Dieser ermöglicht es dem Endanwender, die Benutzeroberfläche mit Hilfe eines Web-Portals weitgehend nach seinen Anforderungen zu gestalten. Das betrifft zum Beispiel verschiedene Sprachvarianten und reicht bis zu kompletten Bedienstrukturen für verschiedene Maschinenvarianten. So können intuitive Bedienkonzepte, animierte Bildübergänge oder sogar eine Multi-Gestensteuerung realisiert werden.

Das Prinzip der größtmöglichen Konnektivität wurde ebenfalls bei der Gestaltung der Software verfolgt. Neben WLAN und Bluetooth können auch Cloud-Lösungen realisiert werden, da die Anforderungen von MQTT und OPC UA berücksichtigt wurden.

Screenshot des Prozess-Bild-Editors Bedienoberflache oder der Administrations-Seite Jumo

Der Roll-Out hat bereits begonnen

Die Jupiter-Plattform kommt erstmals im Jumo variTRON 500 zum Einsatz, der CPU der Nachfolgebaureihe des Automatisierungssystem mTRON T. In das System können mehrere Bedienstationen via Codesys Remote-Target- oder Web-Visualisierung sowie bis zu 64 intelligente Anschaltmodule integriert werden. Für die Erstellung der individuellen Bedienoberfläche stehen Visualisierungsbibliotheken bereit. Des Weiteren wird die Flexibilität auch durch die Integration aller wichtigen Feldbussysteme per Codesys (zum Beispiel Modbus RTU oder TCP Master und Slave, Profinet-IO-Controller, Ethercat-Master sowie OPC-UA-Server) ermöglicht. Über eine Profinet-IO-Device-Schnittstelle ist auch eine Anbindung an übergeordnete Steuerungssysteme möglich, alternativ via Modbus TCP.

Sukzessive werden weitere Jumo-Geräte mit der Plattform ausgestattet, etwa die Bildschirmschreiber (Logoscreen), die Aquis touch Mehrkanalmessgeräte für die Flüssigkeitsanalyse oder der Prozess- und Programmregler Dicon touch. All diese Produkte können so künftig von kürzeren Startzeiten, höheren Prozessorgeschwindigkeiten und einer deutlich gestiegenen Flexibilität profitieren. Auch die Konnektivität im Zusammenspiel mit Fremdsteuerungen oder zu bestehenden Jumo-Produkten, zum Beispiel digitalen Sensoren, wird verbessert. Zusätzliche Funktionalitäten und Technologien können kurzfristig in die Jupiter-Plattformintegriert und branchenspezifische Lösungen so effizient realisiert werden.

Jumo auf der SPS 2019: Halle 4A, Stand 435

(sk)