Sämtliche Anbieter von Bedien- und Visualisierungs-Software bieten das Systemmerkmal einer Client-Server-Architektur an. Auf den ersten Blick handelt es sich um ein Merkmal mit Mee-too-Charakter.  Werden die einzelnen Softwareprodukte dahingehend einmal genauer untersucht, dann stellt sich eine ganz andere Situation dar.

Glaubt man den Aussagen der Anbieter von Bedien- und Visualisierungs-Software, dann besitzt jedes auf dem Markt angebotene Produkt, das Systemmerkmal „Client-Server-Architektur”. Deshalb macht es auf den ersten Blick keinen großen Sinn, einen Beitrag hierüber zu schreiben. Werden jedoch die angebotenen SCADA Softwareprodukte genauer unter die Lupe genommen, dann bekommen wir ein ganz anderes Ergebnis. Die angebotenen Softwareprodukte unterscheiden sich sehr stark in Bezug auf die Client-Server-Architektur. Die Unterschiede gehen soweit, dass von echten und pseudo-Client-Server-Architekturen gesprochen werden kann. Dabei kann es für den Anwender zu unerfreulichen Auswirkungen, wie z.B. einem erhöhten Zeitaufwand oder sehr großen Preisunterschieden kommen.

Client-Server-Architektur
Das Grundprinzip der Client-Server-Architektur stammt aus der Zeit der UNIX Technologie. Dabei beinhaltet das System einen oder mehrere Server, an denen beliebig viele Viewer ohne großen Aufwand angeschlossen werden können. Mit Einführung des PCs in die Fabrikautomation, wurde diese Philosophie in  die angebotenen SCADA Softwareprodukte integriert. Dabei besteht die Client-Server-Architektur aus Windows-basierten Hochleistungsservern und flexiblen Viewern. Diese effiziente Architektur ist skalierbar von einer Einzelknoten HMI Steuerung bis zu einem voll vernetzten Mehrknotensystem. Der oder die Server erfassen und verteilen die Systemdaten, die sie von den in der Applikation eingesetzten Steuerungen (SPS und/oder CNC) erhalten. Sie greifen auf all die benötigten Daten zu und bieten den Benutzern Echtzeitansichten der überwachten Prozesse. Über die Viewer können die Anwender die vom Server verteilten Daten betrachten, mit diesen Daten interagieren und Steuerungsvorgänge auslösen.  Für die SCADA Softwareanbieter wurde dieses Systemmerkmal schnell zu einen Muss, da die Anwender eine Client-Server-Architektur von der einzusetzenden Software erwarteten. Die Vorteile liegen klar auf der Hand. Eine echte Client-Server-Architektur ermöglicht, dass ein Automatisierungssystem schneller und einfacher zu implementieren, zu betreiben und auszubauen ist. Dabei kann das System anfangs klein sein und anschließend problemlos mit weiteren Servern und Viewern erweitert werden. Dies erfolgt bspw. in der Praxis bei Wartungsaufgaben.

Echte oder pseudo-Architektur?
Im Prinzip besitzen alle angebotenen SCADA Softwareprodukte eine Client-Server-Architektur. Allerdings muss hier eine Unterscheidung zwischen echten- und pseudo-Architekturen gemacht werden. Bis auf zwei SCADA Software Produkte (u.a. CIMPLICITY HMI von GE Fanuc), besitzen derzeit alle Softwareprodukte eine pseudo Client-Server-Architektur. Es stellt sich nun die Frage, in welchen Punkten sich echte und pseudo Architekturen unterscheiden. Das System mit einer echten Client-Server-Architektur ist wie folgt aufgebaut. Es existiert je nach Größe der Applikation ein oder mehrere Server. Daran sind eine mehr oder weniger große Anzahl von Viewer angebunden. Diese Viewer sind mit der SCADA Software konfiguriert und besitzen keine eigene Datenbasis der Applikation. Sie erhalten sämtliche Daten von dem oder den Servern. Im Gegensatz dazu wird bei einer pseudo-Client-Server-Architektur die Datenbasis der Server auch auf den Viewern konfiguriert. Kommt es, wie es in der Praxis häufig der Fall ist, zu einer Änderung des Automatisierungssystems, dann sind die Auswirkungen recht unterschiedlich. Mit einer echten Client-Server-Architektur kann eine Systemänderung recht einfach und schnell durchgeführt werden. Es muss nur der oder die Server modifiziert werden, wobei die Änderung über einen der angeschlossenen Viewer erfolgen könnte. Die Änderung kann nur von berechtigten Personen durchgeführt werden, die einen gesicherten Benutzernamen und Passwort besitzen. Somit ist eine 100%-ige Datensicherheit garantiert und alle Änderungen können genau nachverfolgt werden. Da alle Viewer auf eine Datenbasis, nämlich die des Servers zurückgreifen, besitzen alle Viewer zu jeder Zeit den aktuellsten Ist-Zustand des Systems. Bei einer pseudo-Architektur erfolgt ein komplizierter und zeitintensiver Prozess der Neukonfiguration sämtlicher im System arbeitenden Server und Viewer. Gleiches gilt bei der Erweiterung des Systems um weitere Viewer. Bei einer echten Client-Server-Architektur muss der neue PC nur mit der Software konfiguriert werden. Bei der pseudo-Architektur muss zudem die aktuellste Datenbasis auf den Viewern konfiguriert werden.

Applikations-Erweiterung kann zur Kostenexplosion führen
Eine Erweiterung der bestehenden Applikation kommt in der Praxis sehr häufig vor. Entweder werden weitere Viewer eingesetzt oder die Anzahl der vorhandenen E/A-Punkte erhöht sich. Gerade deswegen entscheiden sich die Anwender für eine Client-Server-Architektur, da diese ihnen die notwendige Flexibilität bei einer Erweiterung bietet. Allerdings sollten die Anwender schon bei der Softwareauswahl darauf achten, welche Kosten mit einer evtl. Erweiterung verbunden sind. Je nachdem ob eine echte oder pseudo-Architektur eingesetzt wird , kann dies zu erheblichen Kostenunterschieden führen. Bei einer echten Client-Server-Architektur, wie sie GE Fanuc mit CIMPLICITY HMI bietet, werden den Anwendern nur die zusätzliche E/A-Punkte berechnet, die im Server anfallen. Die E/A-Erweiterung ist für sämtliche Viewer oder zusätzliche Viewer kostenfrei. Bei einer pseudo-Architektur hingegen, werden alle zusätzlichen E/A-Punkte im Server als auch bei allen Viewern in Rechnung gestellt. D.h., je mehr Viewer der Anwender einsetzt, umso kostenintensiver wird die pseudo Architektur im Vergleich zu einer echten Architektur. Ein simples Beispiel soll dies verdeutlichen. Eine Applikation besteht aus 75 E/A-Punkten. Es wird ein Server sowie ein Viewer eingesetzt. Die Lizenz für den Server beträgt EURO 1.000 und für den Viewer EURO 500. Die Anzahl der E/A-Punkte erhöht sich mit dem Faktor 10 auf 750. Nehmen wir an, dass sich die Preise für Server und Viewer auch um den Faktor 10 erhöhen dann ergeben sich folgende Kosten: echte Architektur: EURO 10.500 (Server: EURO 10.000 und Viewer 500) und pseudo-Architektur: EURO 15.000 (Server: EURO 10.000 und Viewer 5.000). Der Unterschied beträgt EURO 4.500. Der Kostenunterschied kann noch dramatischer ausfallen, wenn mehrere Viewer eingesetzt werden. Nehmen wir nun einmal an, es wurden anstelle eines Viewers zehn Viewer in der Applikation eingesetzt. Je zusätzlichen Viewer beliefen sich die Kosten auf EURO 500.  Dann ergeben sich bei einer E/A-Erweiterung folgende Kosten: echte Architektur EURO 15.000 (Server: EURO 10.000 und 10 Viewer: EURO 5.000) und pseudo-Architektur EURO 60.000 (Server: EURO 10.000 und 10 Viewer: EURO 50.000). Der Kostenunterschied beträgt jetzt EURO 45.000. Das Beispiel zeigt, dass es bei einer Applikationserweiterungen, je nach eingesetzter HMI/SCADA Software, zu erheblichen Kostenunterschieden kommen kann.

Anbindung an das Internet
Das Internet hat mittlerweile auch Einzug in die Automatisierung genommen. Die Vorteile des Internets sind bekannt. Jedoch stellt sich dem Anwender die Frage, wie er die beste Internetanbindung seiner Applikation erzielt. Eine echte Client-Server-Architektur, wie sie CIMPLICITY von GE Fanuc besitzt, bietet die idealen Voraussetzungen zur Nutzung des Internets. Beinhaltet etwa eine Applikation mehrere Server, so muss nur ein weiterer Web-Server mit der Visualisierungs-Software integriert werden. Der Web-Server verhält sich gegenüber den bestehenden SCADA Servern nur wie ein weiterer Viewer. Die SCADA Server liefern die von den Steuerungen gewonnenen und aufgearbeiteten Daten an den Web-Server weiter. Es können nun beliebig viele Web-Viewer auf die Daten zurückgreifen. Die Sicherheit erfolgt durch die Standardmechanismen der unterschiedlichen Web-Server (Microsoft Personal Web Server, Microsoft Internet Information Server, Netscape Fast Track oder Apache) und durch individuelle Benutzernamen und Passworte. Die Datenübertragung erfolgt ereignisgesteuert, wobei die HTML-Seiten direkt aus den SCADA Bildern erzeugt werden.

Fazit
Nicht jede SCADA Software mit angebotener Server-Client-Architektur, bietet auch die Vorteile einer echten Server-Client-Architektur. Planen Anwender eine neue Applikation oder soll die alte Applikation modifiziert werden, dann lohnt sich ein ganz genauer Vergleich der angebotenen Software Produkte. Mit einer echten Server-Client-Architektur ist nicht nur eine einfachere und sichere Arbeit gewährleistet, sondern es ist auch mit erheblich geringeren Kosten bei einer Erweiterung der Applikation zu rechnen. Als weiterer Vorteil spielt die einfache und effektive Internetanbindung eine nicht ganz unerhebliche Rolle. Deshalb ist allen Anwendern zu raten: vor dem Softwarekauf zu prüfen, ob die angebotene SCADA Software eine echte oder psuedo-Client-Server-Architektur besitzt.