Zusammenfassung: Eingebettete Systeme zeichnen sich im Vergleich zu Allzweck-Computersystemen durch einen geringeren Stromverbrauch und eine höhere Zuverlässigkeit, leistungsstarke Funktionen und ein hohes Preis-Leistungs-Verhältnis, hohe Echtzeitfähigkeit und Multitasking-Unterstützung, geringen Platzbedarf und hohe Effizienz aus und lassen sich flexibel an spezifische Anwendungen anpassen. Darüber hinaus prädestinieren sie ihre hervorragende Stoß- und Schlagfestigkeit sowie ihre Schutzwirkung gegen das Eindringen von Fremdkörpern für den Einsatz in rauen Umgebungen. Schlüsselwörter: Konfigurationssoftware; Eingebettetes System; Industrieller Steuerungscomputer. Einleitung: Eingebettete Systeme zeichnen sich im Vergleich zu Allzweck-Computersystemen durch einen geringeren Stromverbrauch und eine höhere Zuverlässigkeit, leistungsstarke Funktionen und ein hohes Preis-Leistungs-Verhältnis, hohe Echtzeitfähigkeit und Multitasking-Unterstützung, geringen Platzbedarf und hohe Effizienz aus und lassen sich flexibel an spezifische Anwendungen anpassen. Darüber hinaus prädestinieren sie ihre hervorragende Stoß- und Schlagfestigkeit sowie ihre Schutzwirkung gegen das Eindringen von Fremdkörpern für den Einsatz in rauen Umgebungen. Aufgrund dieser Eigenschaften finden eingebettete Systeme in verschiedenen Bereichen der gesellschaftlichen Produktion und des Lebens breite Anwendung, beispielsweise in industriellen Automatisierungsinstrumenten und Prüfgeräten für die automatische Steuerung, in der chemischen Industrie, in Stromnetzen, Flugsicherungssystemen, automatischen Mauterhebungssystemen, Geldautomaten, Kassensystemen, Handheld-Computern (HPC) und Personal Digital Devices (PDAs). Der aktuelle Stand der Überwachungssysteme im Bereich der industriellen Steuerung umfasst im Wesentlichen zwei Arten von Überwachungslösungen: 1. Eingebettete Systeme + Eingebettete Programmiersoftware: Eingebettete Systeme basieren im Allgemeinen auf anwendungsorientierter Halbleitertechnologie, Steuerungstechnik, Computertechnik und Kommunikationstechnik. Sie betonen die Synergie und Integration von Hardware und Software, die individuell an die Systemanforderungen hinsichtlich Funktionalität, Kosten, Größe und Energieverbrauch angepasst werden können. Die Vorteile eingebetteter Systeme sind: geringer Energieverbrauch, hohe Zuverlässigkeit, hohe Kosteneffizienz und geringer Platzbedarf. Sie werden in der Industrie, insbesondere in Hightech-Bereichen mit hohen Anforderungen an die Systemgröße wie Luft- und Raumfahrt, Transportwesen und in rauen Umgebungen, häufig eingesetzt. Allerdings weisen eingebettete Systeme auch Nachteile auf: Ihre Grafikverarbeitungsfähigkeiten sind vergleichsweise gering; Ihre Prozessorgeschwindigkeit und Rechenleistung sind relativ gering; zudem weisen sie erhebliche Einschränkungen in der Vernetzung auf, was den Aufbau großflächiger Netzwerküberwachungssysteme unmöglich macht. Auch ihre Schnittstellen sind relativ einfach, was die Kommunikation mit anderen Geräten erschwert. 2. Industrielle Steuerungsrechner + Konfigurationssoftware: Industrielle Steuerungsrechner in Kombination mit Konfigurationssoftware sind eine traditionelle Überwachungslösung, die in verschiedenen Bereichen der industriellen Produktion weit verbreitet ist. Aufgrund ihrer relativ hohen Geschwindigkeit und starken Kommunikationsfähigkeit sind sie derzeit das am häufigsten eingesetzte Überwachungssystem. Sie zeichnen sich durch hohe Grafikleistung und schnelle Datenverarbeitung aus. Dank verschiedener Schnittstellen ermöglichen sie die Anbindung an industrielle Steuerungsnetzwerke, verschiedene Bustechnologien, lokale Netzwerke (LANs) und das Internet zum Aufbau großflächiger Netzwerküberwachungssysteme. Allerdings sind industrielle PCs im Vergleich zu eingebetteten Systemen relativ groß und weniger mobil und werden typischerweise an einem festen Standort installiert. Darüber hinaus sind sie relativ stoß- und staubbeständig, was hohe Umweltstandards erfordert. Sie werden daher in der Regel in relativ sauberen zentralen Kontrollräumen installiert. Um die Schwächen von Embedded-Systemen und industriellen PC-Überwachungslösungen zu beheben, haben Advantech und Broadwin gemeinsam ein neues Überwachungssystem entwickelt: UNO-2059+ XP Embedded+WebAccess Konfigurationssoftware. Dieses System überwindet die Defizite beider Lösungen und vereint deren Vorteile. UNO-2059 ist ein von Advantech entwickeltes Open-Source-System. Es ist kompakt, verfügt über eine stabile und zuverlässige Hardwarearchitektur, ist stoß- und staubgeschützt, bietet vielfältige Netzwerkoptionen, flexible Feld-/Fern-I/O-Schnittstellen und eine universelle, sofort verfügbare PC/104-Treiberschnittstelle. Damit erfüllt es die unterschiedlichen Anforderungen der Anwender, verkürzt Entwicklungszyklen und ermöglicht die Umsetzung verschiedenster Projekte. UNO-2059 verfügt über einen VGA-Ausgang, unterstützt PS/2-Maus und -Tastatur, vier isolierte RS-232/485-Schnittstellen, zwei USB-Anschlüsse und einen unabhängigen Ethernet-Anschluss (10/100 Base-R RJ-45-Standard). Es unterstützt CarBus (Card-32) und 16-Bit-Karten (PCMCIA 2.1/JEIDA 4.2) sowie CF-Karten des Typs 1 und 2. Die Softwaretreiber unterstützen ADAM-DLL-Treiber, Modbus/RTU und Modbus/TCP-DLL-Treiber und bieten so hervorragende Kommunikations- und Netzwerkfunktionen. Windows XP Embedded ist zuverlässig und basiert auf der bewährten Windows 2000-Codebasis. Windows 2000 nutzt eine 32-Bit-Architektur und ein vollständig geschütztes Speichermodell. Windows XP Embedded bietet über 10.000 unabhängige Betriebssystemfunktionen, Dienste und Treiber, sodass Sie die passenden Funktionen für die Entwicklung kundenspezifischer Embedded-Geräte mit geringem Speicherbedarf auswählen können. Es unterstützt führende Netzwerktechnologien wie IrDA, 802.11, 802.1X, Universal Plug and Play, PPP über Ethernet, Extensible Authentication Protocol over Ethernet, Remote Desktop Protocol, Network Location Identification, Enhanced Network Peer Support, Bridge, Internet Connection Sharing, Wireless LAN Support und IPv6. Neue Funktionen und die Windows Embedded Studio-Tools verkürzen die Zeit für die Erstellung des initialen Images erheblich. Ein speziell für den UNO2059 entwickeltes Windows XP Embedded-System bietet geringere Größe, höhere Geschwindigkeit und größere Stabilität. WebAccess von Broadwin ist die weltweit erste vollständig webbasierte Automatisierungssoftware für HMI und SCADA. Neben den für Konfigurationssoftware üblichen Mensch-Maschine-Schnittstellenfunktionen bietet sie auch Fernkonfiguration und unbegrenzt viele kostenlose Clients. Die Installation des Betriebssystems Windows XP Embedded und des WebAccess-Überwachungsknotens auf dem UNO-2059 ermöglicht die Datenerfassung und -steuerung vor Ort sowie die Datenübertragung über das Netzwerk. Der WebAccess-Projektknoten wird auf dem Management-Layer-Rechner im TCP/IP-Netzwerk installiert. So lassen sich alle Daten im UNO-2059 zentral verwalten. WebAccess-Clients werden auf dem Management-Layer-Rechner oder einem Remote-Rechner im Netzwerk installiert und überwachen den Standort über TCP/IP. Änderungen an der Datenbank, einschließlich der Überwachungsschnittstelle und der Kommunikationsparameter, können im Projektknoten vorgenommen werden. Die geänderten Daten werden anschließend auf den Überwachungsknoten heruntergeladen. Dies ermöglicht die Netzwerkkonfiguration und Fernwartung. Die integrierte Version von WebAccess bietet alle Funktionen gängiger Konfigurationssoftware und zeichnet sich im Vergleich zu anderen Konfigurationsprogrammen durch zahlreiche einzigartige Merkmale aus. Sie bietet verschiedene Alarmierungsmethoden wie grafische, E-Mail- und akustische Benachrichtigungen, ermöglicht durch Zeitplanung vor Ort Energieeinsparungen, bietet kostenlose Netzwerkclients für beliebige Erweiterungen, Ferndiagnose und -wartung zur Senkung der Wartungskosten, nutzt Vektorzeichenverfahren und überträgt Echtzeitdaten nur während der nicht-initialen Überwachung, um Bandbreitenengpässe zu vermeiden, und ermöglicht dank asynchroner Multitasking-Funktionen die gleichzeitige Datenbankerstellung durch mehrere Benutzer, wodurch die Netzwerk- und Mehrbenutzerfähigkeit voll ausgeschöpft wird. UNO+XP+WebAccess ist eine innovative Überwachungslösung, die die Systemstabilität deutlich verbessert. Ihre kompakte Größe, die hohe Grafikverarbeitungsgeschwindigkeit, die umfassenden Kommunikationsmöglichkeiten, die leistungsstarken Netzwerkfunktionen, die Fernkommunikations-, Ferndiagnose- und -wartungsfunktionen sowie die hervorragende Staub- und Stoßfestigkeit machen sie nicht nur für verschiedene industrielle Produktionsbereiche geeignet, sondern auch in rauen Umgebungen unverzichtbar. Sie eignet sich besonders für unbemannte Überwachungsstationen in großflächigen Netzwerküberwachungsprojekten wie der Wasserwirtschaft und Smart Communities. Diese Lösung wurde bereits erfolgreich in Branchen wie der Wasserwirtschaft, dem Gebäudemanagement und städtischen Rohrnetzen eingesetzt.