Handy-like, aber im Autonom-Betrieb

19. October 2016

DATASCHALT entwickelt neuartige Anzeige- und Bediengeräte

Der Mensch ist ein Gewohnheitstier, gerade beim Handling technischer Geräte. Vom schicken Design und leichter Bedienung bei Konsumgütern verwöhnt, werden diese Annehmlichkeiten auch in der Industrie-Elektronik erwartet. Doch die Realität hinkt oft noch hinterher. Produkte wie Anzeige- und Bediengeräte wirken bisweilen klobig und „unsexy“. DATASCHALT als Anbieter von elektronischen Systemlösungen sah darin eine Chance und entwickelte eine neuartige, bedarfsgerecht veränderbare Bedien- und Display-Plattform. Deren Einsatzmöglichkeit kann in mannigfaltiger Weise in verschiedensten Industriegeräten Anwendung finden. Die Entwicklung und Fertigung für etliche Kunden aus sehr unterschiedlichen Branchen läuft bereits auf Touren.

TFT-basierte, autarke Steuerungssysteme –
kostengünstig, im Design attraktiv

„Den Ausgangpunkt dessen, was der Bediener einer Maschine in der Anwendung auf der Bedienoberfläche erwartet, setzt er mit seinem Handy gleich: intuitiv bedienbare vollgrafische Nutzeroberflächen, selbsterklärende Anzeigen- und Bedienelemente, die in Abhängigkeit von dem Gerätezustand schnell die möglichen Operationen anbieten“, erklärt Dr. Volker Reimann, Geschäftsführer der DATASCHALT engineering GmbH. Was andere Entwickler möglicherweise vor große Aufgaben stellt, ist für ihn und sein Team zur Leidenschaft geworden. Das Ergebnis: die Entwicklung eines Anzeige- und Bediengeräte-Konzeptes, das dem Nutzer eine leicht verständliche Handhabung und ein intuitives wie sicheres Bedienen ermöglicht.

Anwendungsbereiche in der Industrie gibt es derer viele. Der Einsatz bei Lastenlift-Anlagen, Hubwagen, Baukränen oder zur Steuerung von Reinigungsmaschinen ist nur ein kleiner Ausschnitt des Möglichen. Allen gleich ist die Forderung, als sogenanntes „geschlossenes“ System arbeiten zu können und müssen. So wird bei der Programmierung der Anzeige- und Bediengeräte auf die Verwendung eines komplexen Betriebssystems verzichtet, um Echtzeitfähigkeit und Zuverlässigkeit ohne Updates zu ermöglichen. Auch die Gefahr des Hackings und der Vireninfektion wäre zu groß, und ist oft aus Gründen der geforderten Bediensicherheit nicht vertretbar. Schon bei der Basistechnologie setzen die Lübecker Elektronikentwickler anders als bei bisherigen Industriesteuerungen an: Statt der bislang gebräuchlichen LCD-Anzeigen, bei denen das einmal geschaffene Design nicht verändert werden kann, kommen TFT-Displays zur Anwendung, wie man sie von Flachbildschirmen kennt. Der Vorteil liegt auf der Hand. Ist eine Modifikation der Anwendungen erforderlich, so wird meistens eine Anpassung der Bedienoberfläche und der Symbole benötigt. Hier genügt dann ein einfaches Umschreiben der Software. Damit halten sich die Kosten nicht nur durch die Nutzung desselben Gerätetyps für verschiedene Endanwendungen in Grenzen. Auch die Flexibilität in der Programmierung möglicher Funktionen trägt dazu bei.

„Sicher könnte man mit dem Ziel, grafisch ansprechende Bedienoberflächen zu realisieren, auf die überall verfügbare Tablet-Technologie zurückgreifen. Diese wäre aber oft nach kurzer Zeit aufgrund der in diesem Bereich kurzen Generationszyklen von ICs nicht mehr verfügbar“, meint Dr. Reimann. Zudem hätten diese Systeme einen empfindlichen Nachteil: Sie alle arbeiten mit einemn Betriebssystem im Hintergrund. Die geforderte schnelle Verfügbarkeit mit Echtzeit-Reaktion verlangt bei den Zielapplikationen die ständige Betriebsbereitschaft, das heißt die Funktionalität muss nach dem Einschalten innerhalb von Sekundenbruchteilen gewährleistet sein. Bei Tablet-Technologien wäre dann ein Abschalten nicht möglich, allenfalls ein Ruhemodus, wie man es von Mobiltelefonen kennt. Für viele Anwendungsbereiche ist zum Beispiel aufgrund des Batteriebetriebs die Anforderung an einen sehr niedrigen Ruhestromverbrauch gegeben. Dort wäre der Einsatz eines Ruhemodus mit kontinuierlichem Stromverbrauch gar nicht erst möglich. Auch erfüllen diese Technologien nicht die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen der oft rauen Betriebsbedingungen im industriellen Umfeld. „Unsere Geräte müssen dem Dauerbetrieb selbst unter schwierigen Umweltbedingungen wie hoher Temperatur und Feuchte über 10 Jahre standhalten“, betont Dr. Reimann.

DATASCHALT verzichtet daher bei ihrem technischen Konzept auf ein Betriebssystem. Die Software zur Ansteuerung des Displays ist programmiert auf üblichen Industrie-Mikrocontrollern, wie sie zum Beispiel auch in der Automobilindustrie Anwendung finden. Durch zeitoptimierte Grafikprogrammierung wird dabei trotz der geringeren Rechenleistung dieser Prozessoren eine optimale grafische Applikation realisiert. Durch Einsatz dieser Prozessoren wird eine Verfügbarkeit von bis zu 15 Jahren sichergestellt.

Das Unternehmen sieht in der selbst entwickelten Technologieplattform ein großes Potential für zukünftige Anwendungsbereiche. „Es wird einen Run auf diese Form der Umsetzung von benutzerfreundlichen Bedienoberflächen auch im industriellen Bereich geben. Die Bedienfunktionen, wie man sie aus der Consumer-Elektronik kennt, werden vermehrt auch im B-to-B-Bereich ihre Anwendung finden“, begeistert sich Dr. Reimann und verweist mit ein paar Tippbewegungen auf einem Display auf einen weiteren Vorteil: Ein eingespeister Kurzfilm erläutert die Bedienung einer Maschine direkt auf dem Bedienteil. Kiloschwere Anwenderhandbücher zur Fehlerdiagnose und —behebung adé. Mit der umfassenden Erläuterung zeigt der promovierte Geschäftsführer, dass der Denkansatz auf die ganzheitliche Entwicklung und Fertigung individueller, den jeweiligen Kundenbedürfnissen angepasster Anzeige- und Bediengeräte zielt. Alles, was zur optimalen Umsetzung gehört, wird von DATASCHALT bedient – bis hin zum Gehäuse-Design und zur Fertigung.

Display
Schick wie ein Tablet, robust wie ein Schalter: Dass Anzeige- und Bediengeräte in der Industrieanwendung nicht alt und unansehnlich sein müssen, zeigt DATASCHALT mit einer eigenen Entwicklung, die bereits in Serie ist.