Konzeptionierung eines Embedded-Systems für Haushaltsgeräte am Beispiel einer Kaffeemaschine

2.5.3 Wohngebäudeautomation Die Prognosen über das Wachstum in den Bereichen der Wohngebäude-, Nutzgebäude- und SoHo-Netzwerke (Small Office Home Office) sind sehr wiedersprüchlich. Keller prognostiziert ein starkes Wachstum, wobei er sich auf die Cahners In-Stat Group bezieht, die dem Markt der Residential Gateways77 ein Umsatzvolumen von ca. 2,4 Milliarden Dollar vorhersagt.78 Die anderen Prognosen sind pessimistischer und zeigen auf, daß in dem Bereich der Weißen Ware sowie der Haustechnik seit Jahren eine Stagnation zu beobachten ist.79 Dem entgegnet wiederum Kuri, der sich auf das Marktforschungsinstitut Allied Buisness Intellegince bezieht, eine jährliche Steigerung von 19% seit 1998 auf dem US-amerkanischen Markt im Bereich der Gebäudeleittechnik für Privatanwender, so daß für das Jahr 2008 ein Umsatzvolumen von 10,5 Millarden Dollar prognostiziert wird.80 Trotz der negativen oder positiven Prognosen haben sie eines gemeinsam, daß in der Gebäudeleittechnik und der damit verbundenen Heimautomation noch ein großes Potential steckt, das noch ausgeschöpft werden muß. Dies ist auch an der Zusammensetzung der Marktteilnehmer deutlich zu erkennen, die in zwei Branchen aufgeteilt werden können. Die eine Branchenrichtung wird teils besetzt von den klassischen Vertretern, den Computer- und Netzwerkherstellern mit dem Schwerpunkt UPnP, Bluetooth, IrDA, Jini usw. und teils durch Unternehmen und Konsortien für Zweckbauten, Bürotürme, voll integrierte Fabriken und Stadien bis hin zur Wohngebäudeautomatisierung. Die andere Branchenrichtung wird vertreten durch Protagonisten aus den Bereichen Weiße Ware, Haushaltsgeräte, Sanitär- und Elektroeinrichtungen, wobei Seeger anmerkt, daß eine Kommunikationsfähigkeit ihrer Produkte für Befehle über Funktelefone, PDAs oder ähnlichem noch nicht in das Zentrum ihrer Aufmerksamkeit gerückt ist.81 Bezüglich des stagnierenden Marktes in der zuletzt genannten Gruppe versucht diese durch eine Vernetzung der Haushaltsgeräte neuen Schwung in diesen Markt zu bekommen. Weltweit seien 20 Millionen Kunden im Jahr 2005 bereit, 15 Millarden Dollar für internetfähige Haushaltgeräte auszugeben, prognoistiziert die "Wirtschaftswoche".82 Zu bedenken ist aber, das auch das Kaufverhalten für diesen Produktbereich sich ändern müßte. Vorläufig ist ein Waschmaschinenkauf ein Notkauf, weil erst dann die Kaufentscheidung fällt, wenn die alte Waschmaschine ihren Geist aufgegeben hat. Es muß sich noch viel tun, bis ein Kunde bereit ist, eine neue Waschmaschine zu kaufen, nur weil sie nach dem neuesten Standard internetfähig ist. Realistischer ist die Ein77 [...]

charakteristischen Getriebemeßpunkten über das Internet gemessen und visualisiert werden.74 Ein weiteres Beispiel ist die Pressensteuerung bei der Firma Renault in Frankreich. Dabei wurden eine Kopfpresse und eine Folgepresse mit Robotern verkettet und an ein übergeordnetes Leitsystem via Ethernet vernetzt. Mehrere Datenkanäle können über die Ethernet-TCP/IP Anbindung offen gehalten werden, so daß die Pressen ihre Statusdaten an das Leitsystem liefern können und wiederum Prozeßparameter vom Leitsystem erhalten. Ohne weiteres war es möglich, die Engineering-PC während der Inbetriebnahme online zu halten. Durch den Einsatz der Internet-Technologie konnte die Datenkommunikation der verschiedenen, parallel arbeitenden Softwarepakete in dem Netzwerk bewältigt werden.75 Wie sich zeigt, hat die Sun Microsystems mit der Entwicklung von Java und Jini den von ihnen ursprünglich anvisierten Zielmarkt der Automatisierung noch nicht erschlossen. Java setzt sich vielmehr im Bereich der Bürokommunikation als Internet-Programmiersprache durch. Wenn das Problem der Echtzeitfähigkeit in diesem Zusammenhang gelöst sein wird, so werden mit hoher Wahrscheinlichkeit java- und jini-fähige Komponenten über ihren Labormodellstatus hinaus in die Automatisierungtechnik hineinwachsen. Aber vorläufig werden erst die vorhandenen Steuerungssysteme mit Internet-Server-Einheiten zu einem lokalen Web-Server erweitert oder über Standard-Daten-Schnittstellen mit einem autonomen Web-Server mit der Aussenwelt verbunden. (Siehe hierzu Abbildung 2.16 Automatisierungslösungen mit WebAnbindung.)76 [...]

Bedienungsprogramme entfallen.69 Trotz allem fordert die Jini-Technologie ein beträchtliches Umdenken für die Entwickler im Bereich der Automatisierungstechnik. Würde man analog zu den definierten Diensten aus der Bürokommunikation wie "Drucken" ähnliche Dienste in der Automatisierungstechnik wie z. B. "Rühren" in einer Papierfabrik zu einem Dienstekatalog zusammenstellen, ergäbe dies keine sinnvolle Verwendung für die Automatisierungstechnik. Die Jini-Geräte würden von sich aus keinen logischen Zusammenhang untereinander erkennen können, weil alle verfügbaren Rührer zur Disposition stünden und so z. B. die Pumpe 1 oder das Ventil 2 nicht wüßte, welchem Rührvorgang sie vor- oder nachgelagert wären. Erst geräteunabhängige Funktionalitäten wie "Test", "Diagnose" oder "Parametrierung" führen zu einem sinnvollen Einsatz des Jini-Modells. Würden nun die Geräte z. B. den Dienst "Test" anbieten, so könnte man alle Geräte mit dem gleichen Dienst heraussuchen ohne sie alle vorher zu kennen. Ebenfalls würde die Applikation ohne Änderung laufen können, wenn eine Systemänderung durch Hinzufügen oder Entfernen eines Gerätes durchgeführt wurde.70 Die in der Literatur aufgeführten Beispiele für die Verwendung von Internet-Technologien in der industriellen Automation beschränken sich überwiegend auf Labormodelle. So beschreibt Hergenhan ein ferngesteuertes Hochregallager mit dem Einsatz der Java-Technologie. JavaApplets steuern das Hochregallager und bilden gleichzeitig die Mensch-Maschine-Schnittstelle über das Graphical User Interfaces (GUI) auf der Browser-Ebene.71 Die FH Reutlingen hat im Rahmen des geförderten Projektes "Verbund Virtuelles Labor" Automatisierungsgeräte zur Demonstration für einen weltweiten Zugriff über das Internet freigegeben. Die ausgelösten Funktionen können dann über eine Internet-Life-Kamera beobachtet werden.72 In einem anderen Labormodell wurde ein Feldbus-Server entwickelt zur Steuerung einer Montageanlage von Ventilen. Dabei wurde auf die Steuerung durch SPS-Einheiten verzichtet, weil sie als Plattform nicht in Java programmiert werden können. Die Felddaten werden zuerst durch einen Remote Field Controler geschleust, der an einen Internet-Server angeschlossen ist. Im großen und ganzen hat sich bei diesem Labormodell herausgestellt, daß auf der Netzwerkebene die Echtzeitfähigkeit über Java-Applets noch sehr zu wünschen übrig läßt. Erst durch die Echtzeitfähigkeit von Java 2 glaubt man, dieses Problem beheben zu können.73 Eine reale Internet-Ferndiagnose wurde zuerst in einer Windkraftanlage realisiert. Die schwere Zugänglichkeit der Antriebe bot es an, die Windkraftanlagen mit einem Web-Server auszurüsten. Über die angeschlossenen Sensoren können Diagnosen, wie die Lagertemperatur, Generatorwirkleistung und -drehzahl, Gehäuseschwingungen im Bereich des Generators und an [...]