Razvoj avtomatizacije, HMI in OIT vmesnikov

HMI in druge naprave operaterskega vmesnika so zasnovane za delo v težkih okoljih in združujejo najboljše elemente tradicionalnih vmesnikov s sodobnimi komercialno dostopnimi tehnologijami.

Industrijski stroji in sistemi za avtomatizacijo procesov morajo spremljati pogoje, izdajati ukaze opremi in usklajevati nadzor. Razvijalci izvajajo te funkcije s kombiniranjem širokega nabora tehnologij industrijske avtomatizacije, kot so senzorji in instrumenti, vhodno/izhodni (I/O) moduli in digitalni krmilniki. Vendar tudi najnaprednejši stroji ne delujejo sami, kar pomeni, da je treba sistemu za avtomatizacijo zagotoviti nekakšno obliko upravljavskega vmesnika.

Elektronske naprave, ki operaterjem omogočajo komunikacijo z avtomatiziranimi sistemi, so poklicane skupaj vmesnik človek stroj (HMI)… Včasih je mogoče priklicati bolj specializirane naprave, vgrajene v računalniško platformo, ki ni osebni računalnik terminal operaterskega vmesnika (OIT).

Integracija HMI-jev in terminalov OIT v sisteme avtomatizacije je kritična iz več razlogov. Ponujajo veliko več možnosti vmesnika kot preproste plošče in če so potrebne spremembe, je mogoče HMI ali OIT običajno znova konfigurirati ali programirati po nižji ceni.

Vendar pa ima ta razširjena funkcionalnost uporabniškega vmesnika še vedno nekaj pomanjkljivosti in povečuje stroške HMI ter otežuje njegovo vzdrževanje. Za premagovanje teh pomanjkljivosti so najnovejši HMI zasnovani s preverjenimi tradicionalnimi rešitvami z uporabo najnovejših komercialno dostopnih tehnologij.

Slabosti tradicionalnih terminalov HMI in OIT

Prva generacija HMI in OIT je bila zasnovana tako, da uporabnikom omogoča zagon in zaustavitev naprav, razumevanje delovanja sistema in spreminjanje.

Z leti so bile dodane funkcije, kot so beleženje alarmov in dogodkov, shranjevanje zgodovinskih podatkov in spremljanje trendov. Konfiguracije terminala HMI in OIT je mogoče kopirati in shraniti, nove naprave pa je mogoče razmeroma hitro namestiti, če je originalna naprava poškodovana ali ne deluje.

Z izboljšanimi omrežnimi zmogljivostmi, zlasti Ethernetom in Wi-Fi, HMI-jev ni več treba namestiti v neposredni bližini virov. Več HMI-jev je mogoče namestiti na ustrezno lokacijo, kot je nadzorna soba, avto in pisarne.

Ti HMI-ji so imeli skupaj s terminali OIT veliko prednosti pred žičnimi ploščami, vendar so imeli tudi več pomanjkljivosti.

Primeri vključujejo naslednje:

• omejitve, ki jih nalaga posebna strojna in programska oprema,
• visoki začetni stroški,
• tekoče vzdrževanje in stroški vzdrževanja,
• kompleksnost in stroški upravljanja licenc,
• drago usposabljanje tehnikov in operaterjev,
• kompleksnost integracije več platform,
• nazadnjaške tehnologije.

Operaterski vmesniški terminali, običajno ad hoc in zaprti sistemi, se hitro nadomeščajo z bolj odprtimi alternativami. Vse slike z dovoljenjem Opto 22

Specializirani terminali OIT bodo verjetno uporabljali posebno strojno in programsko opremo.Proizvajalci ponujajo te naprave za zagotavljanje ustreznega nadzora vmesnika sistema upravljanja v relativno samostojni zasnovi.

Ker so naprave zasnovane posebej za industrijski trg, ne morejo izkoristiti komercialnih koristi v tolikšni meri, kot se običajno uporabljajo za potrošniško elektroniko, in so zato dražje glede na razmerje med ceno in kakovostjo. Vendar pa so tradicionalno zasnovani za industrijska okolja in zagotavljajo praktično in zanesljivo rešitev.

Zaradi razpoložljivosti naprednejših HMI-jev, ki temeljijo na osebnem računalniku, se ta oprema v primerjavi s prejšnjimi rešitvami šteje za dobro vrednost za denar in uporabniku zagotavlja prilagodljivost in povezljivost. Vendar je bila ena od pomanjkljivosti povečana potreba po stalnem servisu in vzdrževanju.

Uporabniki zdaj pričakujejo popolno grafiko, pogoste brezplačne posodobitve in izboljšave operacijskega sistema in aplikacij naprave.

Napredna zabavna elektronika je spodbudila končne uporabnike, da se zanesejo na večpredstavnost in intuitiven HMI na vseh vrstah naprav s priročnim mobilnim dostopom. Vtičnik Groov Edge, zasnovan za povezljivost Ethernet in USB, razvijalcem omogoča ustvarjanje povezljivosti in podatkovno vodenih aplikacij za avtomatizirane naprave in internet stvari (IoT).

Vendar so bile inovacije na industrijskem trgu nekoliko počasnejše, saj je razmeroma majhen v primerjavi z veliko večjim potrošniškim trgom – da ne omenjam veliko bolj konzervativen kot trg osebne elektronike višjega razreda.

Nove HMI tehnologije

Najnovejša generacija HMI odpravlja vsako od teh pomanjkljivosti s prilagajanjem komercialnih tehnologij, vključuje in gradi na najboljših lastnostih prejšnjih generacij HMI in terminalov OIT.

Možne koristi:

Odprtokodna tehnologija: V idealnem primeru sodoben HMI združuje zanesljivost in enostavnost uporabe tradicionalnega terminala OIT z zmogljivostjo in ceno HMI-ja, ki temelji na osebnem računalniku.

Ta kombinacija je možna, če platforma strojne opreme temelji na odprtokodnem operacijskem sistemu v realnem času, kot je Linux, ki ne zahteva nobenih stroškov nakupa ali licenčnin.

Majhni odtis in komponente, ki jih je mogoče zamenjati med vročim delovanjem, lahko olajšajo uporabo te platforme. Dobro zasnovana strojna oprema omogoča uporabo tudi v težkih industrijskih okoljih, obenem pa zagotavlja zmogljivost PC razreda.

Razpoložljiva konfiguracija: Prilagajanje je možno, vendar ni potrebno, saj sodobna oprema HMI vključuje vgrajene standardne funkcije za izpolnitev večine potreb.

Računalniška programska oprema za konfiguracijo HMI je cenovno dostopna in ne zahteva nobenih omejitev licenčnin. Končni uporabnik se lahko osredotoči na uporabo HMI, kjer je najbolj primerno, ne da bi skrbel za označevanje ali omejitev časa izvajanja.

Enostavnost uporabe: Nabor razvojnih možnosti naredi napredni HMI enostavno dostopen za nove razvijalce za izdelavo osnovnih aplikacij, vendar ga je mogoče v celoti razširiti za izkušene programerje za razvoj lastnih aplikacij z dodatnim varnim dostopom do lupine.

Proizvajalci originalne opreme pogosto potrebujejo to prilagodljivost za programiranje strojno usmerjenih algoritmov in celo algoritmov po meri v C/C++, Python in drugih jezikih.

Integrirani zaslon in prilagodljiva vrata: Integrirani zaslon, ki je na voljo v nekaterih napravah, je lahko več kot dovolj HMI za številne aplikacije, čeprav povezava HDMI omogoča uporabo večjega lokalnega zaslona, ​​če je potrebno. Poleg tega več vrat Ethernet in USB ter V/I modulov olajša povezovanje s katero koli operacijsko napravo ali sistemom.

Omrežna povezljivost in povezljivost v oblaku: Sodobni HMI-ji lahko zagotovijo še več moči, ko uporabniki uporabljajo omrežno povezljivost in povezljivost v oblaku. Podatke je mogoče varno deliti med bazami podatkov in sistemi, vizualizacijo HMI pa je mogoče razširiti na kateri koli pooblaščeni računalnik ali mobilno napravo, ki lahko gosti spletni brskalnik .

Mobilne naprave: Mobilnost je še en ključni element sodobnih HMI-jev. Ko je osnovna enota nameščena in konfigurirana, se lahko katera koli mobilna naprava varno poveže in postane še en vmesnik človek-stroj, kar tehnikom in operaterjem omogoča večjo prilagodljivost. Razvijalci se lahko bolj osredotočijo na vzdrževanje in upravljanje HMI, hkrati pa odpravijo stroške in kompleksnost osnovnih platform.

Najnovejša generacija HMI združuje najboljše lastnosti tradicionalnih izdelkov s sodobno odprtokodno strojno opremo, programsko opremo in omrežnimi tehnologijami za reševanje teh izzivov.

Ker je te nove HMI-je mogoče preprosto in nemoteno povezati v omrežje in namestiti na kateri koli tipični mobilni napravi, končni uporabniki ugotavljajo, da napredna tehnologija izpolnjuje njihove potrebe po ceni, ki si jo lahko privoščijo.

Benson Hoagland, podpredsednik marketinga, Opto 22 (proizvodno podjetje, specializirano za izdelke strojne in programske opreme za industrijsko avtomatizacijo, daljinsko spremljanje in pridobivanje podatkov).