Near-Edge-Geräte können mehr als nur eingebettete Steuerungs- und Überwachungsfunktionen ausführen. Durch die Einbettung der richtigen Software können diese Geräte auch Datenerfassung, Datenspeicherung, Konnektivität für übergeordnete Computerplattformen und eine lokale oder entfernte Bedienerschnittstelle bereitstellen – wodurch ein integriertes integriertes HMI entsteht. Im Gegensatz zu PC-basierten HMIs oder HMIs, die auf einer dedizierten Plattform gehostet werden (beide verfügen über eigene Displays), können Bediener mit diesem eingebetteten HMI auf zwei Arten interagieren:
In den meisten Fällen behält das Near-Edge-Gerät die Fähigkeit, Daten mit dem zentralen Controller hin und her zu übertragen. Mithilfe eingebetteter HMI können Daten jedoch auch direkt an übergeordnete Computerplattformen und das IIoT gesendet werden – traditionell eine PC-basierte HMI-Aufgabe.
Da die verfügbaren Rechenressourcen in Near-Edge-Geräten mit der Weiterentwicklung der Prozessorleistung und der Speicherchips weiter zunehmen, ist die Softwareentwicklung das Hauptproblem beim Hinzufügen dieser eingebetteten HMI-Funktion zu Near-Edge-Geräten. Durch kundenspezifische Programmierung kann zwar die erforderliche Funktionalität hinzugefügt werden, dies gilt jedoch aufgrund der hohen Softwareentwicklungs-, Test- und Wartungskosten nur für Geräte mit sehr hohem Jahresumsatz.
Ein weiteres Problem bei der kundenspezifischen Programmierung ist die Notwendigkeit, Treiber für die Kommunikation mit den verschiedenen zentralen Steuerungen und HMIs auf dem Markt sowie verschiedenen Arten von Computersystemen der oberen Schicht zu schreiben. Ein drittes Problem ist die Wartung all dieser Softwaretreiber durch Überarbeitung der Firmware der Controller, HMIs und übergeordneten Computersysteme, mit denen sie verbunden sind. Die meisten Hersteller von Near-Edge-Geräten reagieren auf dieses Problem, indem sie nur wenige Kommunikationsprotokolle an ihren seriellen und Ethernet-Ports unterstützen. Dies vereinfacht ihre Programmier- und Wartungsanforderungen, schränkt jedoch die Nutzung ihrer Produkte ein.
Viele Near-Edge-Geräte bieten, obwohl ihre Displays oft sehr leistungsstark sind, nur sehr grundlegende Bedienoberflächenfunktionen. Das Problem ist die individuelle Programmierung, die zum Erstellen komplexer Anzeigen erforderlich ist.
Eine andere Möglichkeit, diese Probleme zu lösen, besteht darin, handelsübliche Software zu verwenden, um die erforderliche eingebettete HMI-Funktionalität hinzuzufügen, beispielsweise IoTView von InduSoft oder andere ähnliche Produkte. Diese PC-basierten Softwareentwicklungsumgebungen bieten eine einfachere „Drop-in-and-Done“-Lösung als kundenspezifische Programmierung, was zu einer schnelleren Markteinführung und niedrigeren Entwicklungskosten führt. Zu diesen Lösungen gehören in der Regel auch Hunderte von Treibern, die eine Verbindung zu zentralen Steuerungen und HMIs sowie zu übergeordneten Computersystemen herstellen. Eingebettete HMI-Lösungen verfügen außerdem über sehr leistungsstarke integrierte grafische Konfigurationsfunktionen und eine umfangreiche Objektbibliothek.
Die eingebettete HMI-Software muss kompakt und leicht sein und auf mehreren Betriebssystemen laufen können, um den Download und die Ausführung auf einer Vielzahl von Near-Edge-Geräten zu ermöglichen. Vorausgesetzt, dass das ausgewählte Produkt über diese Funktionen verfügt, wird im Folgenden beschrieben, wie Sie diese zu den Near-Edge-Geräten hinzufügen. Die in der Tabelle gezeigten Implementierungsdetails gelten für IoTView, ähnliche Produkte weisen jedoch viele der gleichen Schritte auf.