Ein gelungener Mix für Web-HMIs

Mit der Einführung von Vista hat Microsoft das Framework Win-dows Presentation Foundation WPF für Grafikausgaben auf Vektorbasis eingeführt, über .net3 lässt sich auch das zunehmend in der Automation verbreitete Windows XP damit aufrüsten. Silverlight als Browser und plattformübergreifendes Plug-in nutzt solche WPF-Daten, stellt multimediale, interaktive Applikationen bereit und bietet damit eine Alternative zu Java- oder Flash-Lösungen für die Web-Visualisierung von Anlagen und Prozessen.

eA: Wie schätzen Sie die Bedeutung der Silverlight-Technologie ein, wird sie sich in der Industrie-Automation zur Webvisualisierung etablieren?

Böhrer: Der Trend hin zur webbasierten Visualisierung ist in allen Branchen sehr stark vorhanden. War es vor ein paar Jahren noch ein nettes Feature, so ist die Webvisualisierung heute ein Muss, nicht zuletzt wegen dem Vormarsch der ethernetbasierten Kommunikationsprotokolle. Die eingeschränkten grafischen Möglichkeiten, die es bisher in der HTML-Sprache gegeben hat, waren ein Hindernis. Deshalb sehen wir die SiIverlight-Technologie als einen Katalysator für die Webvisualisierung an. Wir sind überzeugt, dass die Software-Technik in sehr kurzer Zeit zum Standard bei webbasierten Visualisierungslösungen wird.

Bruns: Die Silverlight-Technologie (Moonlight unter Linux) ab Version 2.0 bietet eine stabile Infrastruktur an, die in der Industrie-Automation mittelfristig verwendbar sein wird. Für eine reine Webvisualisierung, ohne Bedienung von komplexen Objekten, ist die heutige Funktionalität von Silverlight nur in wenigen Fällen ausreichend. Für eine vollständige Bedienungsfunktion wird eine weitere Verbesserung des Speicherverbrauchs und der Reaktionszeit benötigt.

Lange: Mit Silverlight 2 hat Microsoft eine plattformunabhängige Technologie für Multimedia-Anwendungen und Visualisierung etabliert. Die klassische, von unseren Wettbewerbern eingesetzte Methode der Visualisierung basiert auf der 25 Jahre alten MFC-Technologie von Microsoft. Als Teil der leistungsfähigeren Windows Presentation Foundation braucht Silverlight weder Ac- tive-X, noch Java oder eine .net-Installation. Viele unserer Kunden haben Anwendungen im Intranet oder in Panel-PCs direkt an der Maschine in Betrieb. Jetzt können echte Thin-Clients zum Einsatz kommen, die keine lokale Installation benötigen. Zunächst einmal ist Silverlight browserunabhängig. Mit Internet Explorer und Firefox, die beide stabil mit Silverlight funktionieren, werden 90% des Browser- Marktes abgedeckt. Google Chrome, Opera und Safari haben noch Optimierungsbedarf. Eine echte Plattformunabhängigkeit mit Geräten unter Linux, Apple, iPhone wird ein wesentlicher Wettbewerbsfaktor sein. Insbesondere in der Kombination mit der neuen ebenfalls plattformübergreifenden OPC-UA-Industrie-Kommunikation, die Echtzeitdaten gesichert zum Thin-Client überträgt. Selbst Microsoft wird mit der nächsten Generation Windows Embedded Compact (CE 7) Silverlight-Fähigkeiten auf Thin-Clients portieren. Anwender profitieren von der enormen grafischen Leistungsfähigkeit, ohne in spezielle Hardware investieren zu müssen.

Petersen: Mobilität wird für Hersteller immer wichtiger. Manager, OEMs und Systemintegratoren äußern immer häufiger den Wunsch, einfach und bequem Zugang zu Produktionsdaten über einen simplen Internetbrowser zu bekommen, um den Produktionsbetrieb beobachten und steuern zu können. Mit der Silverlight-Technologie haben Software-Entwickler auf diesen Trend eine Antwort parat. Die Technik bietet die Grundlage für multimediale und interaktive Visualisierungslösungen in der Industrie-Automation.

Tanneberg: Unserer Meinung nach handelt es sich bei Silverlight um eine zukunftweisende Technologie. Egal ob Webvisualisierung oder Desktopapplikation, WPF setzt hier die heutigen und zukünftigen Standards zur Erstellung von Benutzerschnittstellen. Silverlight, basierend auf einer WPF-Untermenge, bietet nun die Möglichkeit, diese Technik auch auf das Internet zu übertragen.

eA: Welche Funktionalitäten bietet die Software-Technologie? Erfüllt sie alle Anforderungen, um auf Echtzeitinformationen aus dem Produktionsprozess zugreifen zu können und die Transparenz einer Fabrik zu verbessern?

Böhrer: Die herausragenden Merkmale sind Vektorgrafik und vollständige Objektorientierung. Weiterhin können intelligente Grafikobjekte erstellt werden, die vollständig mit Microsoft Visual Studio programmiert und mit Microsoft Expression projektiert werden können. Die gewohnt typische Microsoft-Umgebung bei der Projektierung senkt die Hemmschwelle für einen Einstieg in die Silverlight-Welt. Es gibt also ein Gesamtpaket an Entwicklungswerkzeugen für alle Programmieraufgaben. Das ist ein sehr großer Vorteil, denn alle Komponenten passen zusammen. Die Echtzeitfähigkeit wird durch Silverlight positiv beeinflusst. Die Frage ist, in wie weit Windows-basierende Systeme echtzeitfähig sind. Die grafischen Möglichkeiten, Maschinen und Anlagen sehr realitätsnah abzubilden, ermöglichen dem Anwender und Bediener eine sichere Anlagenführung bei sehr geringem Einarbeitungsaufwand.

Bruns: Silverlight hat einige interessante Features. Dies ist zum Beispiel die Trennung bei der Präsentation (Darstellung) und der Geschäftslogik. Oder auch die Benutzerschnittstelle, Zeichnen und Grafiken, Audio und Video, Dokumente und Typographie. Zudem – mit Moonlight – die Browser- und Plattform-Unabhängigkeit sowie die Scripting-Unterstützung. Für Thin-Clients könnte Silverlight eine Technologie der Zukunft sein. Mit dem heutigen Leistungsvermögen erachten wir es aber noch nicht als sinnvoll, Silverlight für Echtzeitinformationen aus dem Produktionsprozess zu verwenden.

Lange: Mit der nächsten Generation Silverlight 3 kommt auch 3D. WPF/Silverlight stellt nur die grafische Repräsentanz einer Applikation da. Der „Unterbau" entscheidet über die Performance und Funktionalität einer Applikation. Die Daten kommen wie bisher über beliebige I/O-Kanäle an den Applikations-Server. Trenddaten, Echtzeitdaten, Historische Daten, Alarme und Bilder werden wie bisher angezeigt. Einschränkungen gibt es auf jeden Fall im Scripting.

Petersen: Während der Olympischen Sommerspiele in Peking hat die Silverlight-Technologie eindrucksvoll bewiesen, dass sie aktuelles Bildmaterial und Ergebnisse der Wettbewerbe per Echtzeit Millionen von Fans über das Internet zur Verfügung stellen konnte. Die Vektor-basierte Rendering-Technologie garantiert eine uneingeschränkte skalierbare Grafikdarstellung mit konsistenter HMI-Navigation, unabhängig von der Bildschirmauflösung. Zusammen mit dem automatischen Laden und Aktualisieren des Silverlight-Plug-Ins sorgt sie bei insgesamt geringeren Kosten für die Bereitstellung von wichtigen Performance-Indikatoren, Kennzahlen und kritische Daten aus dem gesamten Fertigungsbetrieb.

Tanneberg: Silverlight bietet fast unerschöpfliche Grafikmöglichkeiten. Beliebig geformte Schaltflächen, freie Skalierbarkeit der Benutzeroberflächen oder die Nutzung von Design-Templates sind nur wenige Beispiele für die Vorteile dieser Technologie. Dazu kommt die einfache Erstellung und Verteilung der Anwendungen mit dem für Entwickler vertrauten MS Visual Studio. Quellcode kann in C#/VB geschrieben, Fehler werden in gewohnter Umgebung mit gewohnten Mitteln gesucht. Zur Kommunikation können Web-Services oder auch Window-Sockets genutzt werden, über die eine für das Inter-/Intranet ausreichend performante Multi-Client-fähige Prozessankopplung erreicht werden kann. Auf Seite des Benutzers muss zum Aufruf der Applikation kein Aufwändiges Setup das Programm installieren. Die Darstellung der Bedienoberfläche übernimmt ein gängiger Web-Browser, der nach Erweiterung mit dem Silverlight- Plug-In einsatzbereit ist. Betriebssystemunterstützung für Microsoft, Apple und Linux ist vorhanden bzw. in Arbeit.

eA: Silverlight ist eine Software-Technologie innerhalb der Microsoft-Welt. Bietet sie die von der Industrie gewünschte Offen-heit, was bieten Alternativen, beispiels- weise Java?

Böhrer: Da Microsoft-Technologie in der Automatisierung in über 90% der Systeme eingesetzt wird, sehen wir einen Vorteil durch Silverlight. Viele professionelle Tools und Werkzeuge sind hier am Markt erhältlich. Java-basierte Lösungen haben sich bis heute am Markt nicht durchgesetzt, lediglich in kleinen Anwendungen sind diese ab und zu vorzufinden. Die fragmentierte Landschaft an Entwicklungswerkzeugen für Java-basierte Lösungen wirkt sich nachteilig auf deren Erfolg in der Automation aus.

Bruns: Aus unserer Sicht ist die Offenheit gesichert durch die Unterstützung von Standard-Sprachen (VB, C, C#, Ruby, Python, Javaskript), die Open-Source-Version unter Linux sowie den Einsatz externer Benutzercontrols. Für eine Java-basierende Lösung sehen wir mittelfristig im Vergleich mit einem sinnvollen Einsatz von Silverlight keinen Vorteil, zum Beispiel bei Sprachen-Auswahl, spezifischer Geschäftslogik oder Erweiterungen. Die Performance von Java wird definitiv auch nicht für komplexe Prozesse etwa in Echtzeit bei industrieallen Anwendungen ausreichend sein. Silverlight hat hierbei durchaus das Poten- zial, um eine gute Option für die Industrie zu werden.

Lange: Einige unserer Kunden haben in der Vergangenheit unterschiedliche Versuche mit Java gestartet. Augenscheinlich hat der Open-Source-Gedanke seinen Reiz. Es gibt durchaus mächtige Entwicklertools, wie z.B. Eclipse, die den .net-Entwicklungswerkzeugen, wie MS Visual Studio ebenbürtig sind. Schlussendlich sind alle mir bekannten Fälle wieder auf .net umgestiegen. Hauptgrund war überall derselbe: Keine eindeutige Verantwortung für Open-Source und ungeklärte Rechtsfragen. Microsoft öffnet sich aber mit Silverlight. Wie schon oben erwähnt, ist Silverlight Browser- und Plattform-unabhängig und damit nicht nur auf Microsoft-Betriebssysteme beschränkt.

Petersen: Silverlight ist ein Browser- und Plattform-übergreifendes Plug-In, das Internet Explorer, Firefox und Safari Browser werden schon unterstützt. Das Plug-in steht auch bereits den Betriebsystemen Microsoft Windows und Mac OS zur Verfügung. Durch die erwartete Kompatibilität zu mobilen und internetfähigen Geräten, bietet Silverlight der Industrie die richtigen Antworten auf die geforderte Flexibilität einer Web-HMI-Lösung.

Tanneberg: Java hat als Programmiersprache sicherlich seinen Platz. Flash findet seinen Einsatz zur Darstellung von anspruchsvoller Internet-Grafik und Multimedia. Silverlight bietet jetzt einen gelungenen Mix aus beiden, da Grafik- und die Programmierfähigkeit zu einer Technologie zusammengefasst werden konnten.

eA: Werden Sie Silverlight bzw. mögliche Alternativen in Ihre Scada/ HMI-Software-Tools integrieren und wann werden entsprechende Lösungen zur Verfügung stehen?

Böhrer: Mit Webfactory 2006 Version 2.5 stellen wir die erste, vollständig auf SIlverlight basierende Version unserer Scada/HMI-Software vor. Alle Anwendungen laufen ohne Veränderung im Internet, benö-tigen keinerlei Installation auf den Anzeigegeräten und keine Veränderungen an der bestehenden IT-Infrastruktur. Auf die Verwendung von ActiveX-Controls wurde verzichtet. Der Vorteil von Silverlight ist die Offenheit, unsere Software läuft unter den Windows-Betriebssystemen, Apple-MacOS und Linux und unterstützt Internet Explorer, Firefox und Safari. Das Tool arbeitet vollständig vektorbasiert und passt sich damit automatisch und ohne Qualitätsverlust an die jeweilige Bildschirmauflösung an. Dieses Merkmal verringert immens den Projektierungsaufwand, da einmal erstelle Visualisierungen sowohl auf großen Bildschirmen, als auch auf kleinen mobilen Geräten komfortabel anwendbar sind. Mit umfangreichen, branchenspezifischen Symbolbibliotheken lassen sich Visualisierungsseiten einfach und schnell gestalten und animieren. Die vorhandenen Controls können wiederum in eigenen Bibliotheken abgelegt werden. So lassen sich auch projektübergreifende Templates zukünftig wiederverwenden. Silverlight unterstützt außerdem nahezu alle Grafikformate. So ist die Übernahme von CAD-Zeichnungen oder Grafik-Dateien ohne Informationsverlust möglich. Alle Grafikobjekte werden in das XAML-Format konvertiert und können direkt animiert werden. 3D-Darstellungen sind ebenfalls möglich.

Bruns: Wir beziehen Silverlight heute schon in die Entwicklungsüberlegungen zukünf- tiger HMI-Software-Produkte mit ein, zum Beispiel für Web-basierende Thin-Clients, bisher aber nur für den prototypischen Einsatz. Wir sind noch in der Evaluierungsphase von Vor- und Nachteilen dieser Technologie. Dagegen verwenden wir WPF heute schon bei der Darstellungskomponente (Rendering Host) zukünftiger HMI-Produkte, deren Liefereinsatz aber eher erst mittel- fristig zu sehen ist.

Lange: Iconics bietet mit Genesis64 V10.5 eine Lösung, mit der OPC UA, WPF, Silverlight und 64-bit Multi-Core-Hardware op- timal unterstützt werden. Iconics nutzt den XAML-Standard für die Beschreibung der Grafik. Mit der Funktion „speichern unter…" können Anwender ein Bild in einem Silverlight-Format abspeichern und direkt im Browser aufrufen. Mit der nativen XAML-Unterstützung benötigen unsere Anwender keine externen Tools wie zB. MS Blender o.ä., um Bilder zu erzeugen. Die integrierte Entwicklungsumgebung Genesis64 V10.5 ist als Beta Version erhältlich.

Petersen: Seit Anfang April ist FactoryTalk ViewPoint, das neue Web-HMI von Rockwell Automation, verfügbar. Es wurde gemeinsam mit Microsoft auf Basis der Silverlight-Technologie entwickelt und ist damit eine der ersten kommerziell verfügbaren Thin-Client-Applikationen für den Fertigungsbereich. Damit können Anwender die Software FactoryTalk View Applikationen sowie die Allen-Bradley-Panelview-Plus HMI-Panels vollständig skalierbar und animiert über das Web anzeigen lassen – im Büro oder unterwegs.

Tanneberg: Inosoft bietet für das VisiWinNET-System bereits seit einem Jahr eine WPF-Erweiterung für Desktop-Anwendungen an. Vollständig auf WPF- und Silverlight-Technologie basierende Kundenprojekte werden gerade im Hause entwickelt.