Razvoj automatizacije, HMI i OIT sučelja

HMI i drugi uređaji operaterskih sučelja dizajnirani su za rad u teškim okruženjima i kombiniraju najbolje elemente tradicionalnih sučelja s modernim komercijalno dostupnim tehnologijama.

Industrijski strojevi i sustavi automatizacije procesa moraju nadzirati uvjete, izdavati naredbe opremi i koordinirati kontrolu. Programeri implementiraju ove funkcije kombinirajući širok raspon tehnologija industrijske automatizacije, kao što su senzori i instrumenti, ulazno/izlazni (I/O) moduli i digitalne kontrole. Međutim, čak ni najnapredniji strojevi ne rade sami, što znači da se sa sustavom automatizacije mora isporučiti neki oblik operaterskog sučelja.

Elektronički uređaji koji operaterima omogućuju komunikaciju s automatiziranim sustavima nazivaju se zajedno sučelje čovjeka i stroja (HMI)… Ponekad se mogu pozvati specijaliziraniji uređaji ugrađeni u računalnu platformu koja nije PC terminal operaterskog sučelja (OIT).

Integracija HMI-a i OIT terminala u sustave automatizacije kritična je iz mnogo razloga. Oni nude mnogo više opcija sučelja nego jednostavne jedinice panela, a ako su potrebne promjene, HMI ili OIT obično se mogu rekonfigurirati ili reprogramirati po nižoj cijeni.

Međutim, ova proširena funkcionalnost operaterskog sučelja još uvijek ima neke nedostatke i povećava cijenu HMI-a i komplicira njegovo održavanje. Kako bi se prevladali ovi nedostaci, najnoviji HMI-ovi dizajnirani su s dokazanim tradicionalnim rješenjima koristeći najnovije komercijalno dostupne tehnologije.

Slabosti tradicionalnih HMI i OIT terminala

Prva generacija HMI-ja i OIT-a dizajnirana je kako bi korisnicima omogućila pokretanje i zaustavljanje uređaja, razumijevanje rada sustava i unos promjena.

Značajke kao što su bilježenje alarma i događaja, pohrana povijesnih podataka i praćenje trendova dodane su tijekom godina. Konfiguracije HMI i OIT terminala mogu se kopirati i spremiti, a novi uređaji mogu se relativno brzo postaviti ako je izvorni uređaj oštećen ili nije u funkciji.

S poboljšanim mogućnostima umrežavanja, posebice Etherneta i Wi-Fija, HMI više ne moraju biti instalirani u neposrednoj blizini resursa. Višestruki HMI-ovi mogu se instalirati na odgovarajuće mjesto kao što je kontrolna soba, automobil ili uredi.

Ovi HMI-ji, zajedno s OIT terminalima, imali su mnoge prednosti u odnosu na žične ploče, ali su imali i nekoliko nedostataka.

Primjeri uključuju sljedeće:

• ograničenja nametnuta posebnim hardverom i softverom,
• visoki početni troškovi,
• tekuće održavanje i troškovi održavanja,
• složenost i trošak upravljanja licencama,
• skupa obuka tehničara i operatera,
• složenost integracije više platformi,
• zaostalih tehnologija.

Terminali sučelja operatera, obično ad hoc i zatvoreni sustavi, brzo se zamjenjuju otvorenijim alternativama. Sve slike zahvaljujući Opto 22

Specijalizirani OIT terminali vjerojatno će koristiti poseban hardver i softver.Proizvođači nude ove uređaje kako bi pružili odgovarajuću kontrolu sučelja sustava upravljanja u relativno samostalnom dizajnu.

Budući da su uređaji dizajnirani posebno za industrijsko tržište, ne mogu ostvariti komercijalnu korist u onoj mjeri u kojoj se obično koriste za potrošačku elektroniku, te su stoga skuplji u smislu omjera cijene i kvalitete. Međutim, oni su tradicionalno dizajnirani za industrijska okruženja i pružaju praktično i pouzdano rješenje.

Zbog dostupnosti naprednijih HMI-ova temeljenih na računalu, ova se oprema smatra dobrom vrijednošću za novac u usporedbi s prethodnim rješenjima i korisniku pruža fleksibilnost i povezivost. Međutim, jedan od nedostataka bila je povećana potreba za stalnim servisom i održavanjem.

Korisnici sada očekuju savršenu grafiku, česta besplatna ažuriranja i poboljšanja operativnog sustava i aplikacija uređaja.

Napredna potrošačka elektronika natjerala je krajnje korisnike da se oslanjaju na multimediju i intuitivni HMI na svim vrstama uređaja s praktičnim mobilnim pristupom. Dizajniran za Ethernet i USB povezivanje, dodatak Groov Edge omogućuje programerima stvaranje povezivosti i aplikacija vođenih podacima za automatizirane uređaje i Internet stvari (IoT).

Međutim, inovacije na industrijskom tržištu bile su nešto sporije budući da je ono relativno malo u usporedbi s mnogo većim potrošačkim tržištem - da ne spominjemo mnogo konzervativnije od tržišta vrhunske osobne elektronike.

Nove HMI tehnologije

Najnovija generacija HMI-ja rješava svaki od ovih nedostataka prilagodbom komercijalnih tehnologija, ugradnjom i nadogradnjom najboljih značajki prethodnih generacija HMI-ja i OIT terminala.

Moguće koristi:

Tehnologija otvorenog koda: Idealno, moderni HMI kombinira pouzdanost i jednostavnost korištenja tradicionalnog OIT terminala s performansama i cijenom HMI-ja baziranog na osobnom računalu.

Ova kombinacija je moguća ako se hardverska platforma temelji na operativnom sustavu otvorenog koda u stvarnom vremenu kao što je Linux koji ne zahtijeva nikakve troškove nabave ili licencne naknade.

Male površine, komponente koje se mogu mijenjati bez rada mogu učiniti ovu platformu jednostavnom za rukovanje. Dobro dizajniran hardver omogućuje mu korištenje čak iu teškim industrijskim okruženjima, a istovremeno pruža performanse PC klase.

Dostupna konfiguracija: Prilagodba je moguća, ali nije potrebna, budući da moderna HMI oprema uključuje ugrađene standardne značajke koje zadovoljavaju većinu potreba.

Računalni softver za HMI konfiguraciju pristupačan je i ne zahtijeva nikakva ograničenja licencnih naknada. Krajnji korisnik se može usredotočiti na korištenje HMI-ja gdje je to najprikladnije bez brige o označavanju ili ograničenju vremena izvođenja.

Jednostavnost korištenja: skup razvojnih opcija čini napredni HMI lako dostupnim novim programerima za izradu osnovnih aplikacija, ali se može u potpunosti proširiti za iskusne programere za razvoj vlastitih aplikacija s dodatnim sigurnim pristupom ljusci.

OEM-ovi često trebaju ovu fleksibilnost za programiranje strojno orijentiranih algoritama, pa čak i prilagođenih algoritama u C/C++, Python i drugim jezicima.

Integrirani zaslon i fleksibilni priključci: integrirani zaslon dostupan na nekim uređajima može biti više nego dovoljan HMI za mnoge aplikacije, iako HDMI veza omogućuje korištenje većeg lokalnog zaslona ako je potrebno. Osim toga, višestruki Ethernet i USB priključci i I/O moduli olakšavaju povezivanje s bilo kojim operativnim uređajem ili sustavom.

Povezivanje s mrežom i oblakom: Moderni HMI-ji mogu pružiti još više snage kada korisnici koriste mrežno povezivanje i povezivanje s oblakom. Podaci se mogu sigurno dijeliti između baza podataka i sustava, a HMI vizualizacija može se proširiti na bilo koje ovlašteno računalo ili mobilni uređaj. koji može ugostiti web-preglednik .

Mobilni uređaji: Mobilnost je još jedan ključni element modernih HMI-a. Nakon što je osnovna jedinica instalirana i konfigurirana, bilo koji mobilni uređaj može se sigurno povezati i postati još jedno sučelje čovjek-stroj, dajući tehničarima i operaterima veću fleksibilnost. Razvojni programeri mogu se više usredotočiti na održavanje i upravljanje HMI-jem dok eliminiraju troškove i složenost temeljnih platformi.

Najnovija generacija HMI-ja kombinira najbolje značajke tradicionalnih proizvoda s modernim hardverom otvorenog koda, softverom i mrežnim tehnologijama za rješavanje ovih izazova.

Budući da se ovi novi HMI-ovi mogu lako i neprimjetno umrežiti i postaviti na bilo koji tipični mobilni uređaj, krajnji korisnici otkrivaju da napredna tehnologija zadovoljava njihove potrebe po cijeni koju si mogu priuštiti.

Benson Hoagland, potpredsjednik marketinga, Opto 22 (proizvodna tvrtka specijalizirana za hardverske i softverske proizvode za industrijsku automatizaciju, daljinski nadzor i prikupljanje podataka).