Automatizálás, HMI és OIT interfészek fejlesztése

A HMI-ket és más kezelőfelület-eszközöket úgy tervezték, hogy zord környezetben is működjenek, és a hagyományos interfészek legjobb elemeit ötvözzék a modern, kereskedelmi forgalomban kapható technológiákkal.

Az ipari gép- és folyamatautomatizálási rendszereknek figyelniük kell a feltételeket, parancsokat kell kiadniuk a berendezéseknek, és koordinálniuk kell a vezérlést. A fejlesztők ezeket a funkciókat az ipari automatizálási technológiák széles skálájának kombinálásával valósítják meg, mint például érzékelők és műszerek, bemeneti / kimeneti (I / O) modulok és digitális vezérlők. Önmaguktól azonban még a legfejlettebb gépek sem működnek, vagyis valamilyen kezelőfelületet kell az automatizálási rendszerhez ellátni.

Összehívják azokat az elektronikus eszközöket, amelyek lehetővé teszik a kezelők számára, hogy automatizált rendszerekkel kommunikáljanak emberi gép interfész (HMI)… Néha a számítógéptől eltérő számítási platformokba beépített speciális eszközök is meghívhatók kezelőfelület terminál (OIT).

A HMI-k és az OIT-terminálok automatizálási rendszerekbe történő integrálása számos okból kritikus. Sokkal több interfész-lehetőséget kínálnak, mint az egyszerű panelegységek, és ha változtatásokra van szükség, a HMI vagy az OIT általában alacsonyabb költséggel konfigurálható vagy újraprogramozható.

A kezelőfelület ezen kibővített funkcionalitásának azonban még vannak hátrányai, és megnöveli a HMI költségét és bonyolítja a karbantartást. E hiányosságok kiküszöbölésére a legújabb HMI-ket bevált hagyományos megoldásokkal tervezték a legújabb kereskedelmi forgalomban kapható technológiák felhasználásával.

A hagyományos HMI és OIT terminálok gyengeségei

A HMI és OIT első generációját úgy tervezték, hogy lehetővé tegye a felhasználók számára az eszközök indítását és leállítását, a rendszer működésének megértését és a változtatások végrehajtását.

Az évek során olyan funkciókkal bővültek, mint a riasztások és események naplózása, az előzményadatok tárolása és a trendek. A HMI és OIT terminálkonfigurációk másolhatók és menthetők, az új eszközök pedig viszonylag gyorsan üzembe helyezhetők, ha az eredeti eszköz megsérül vagy üzemképtelenné válik.

A továbbfejlesztett hálózati képességekkel, különösen az Ethernettel és a Wi-Fi-vel, a HMI-ket többé nem kell az erőforrások közelébe telepíteni. Több HMI telepíthető megfelelő helyre, például vezérlőterembe, autóba vagy irodába.

Ezeknek a HMI-knek az OIT terminálokkal együtt számos előnyük volt a vezetékes panelekkel szemben, de számos hátrányuk is volt.

Példák a következőkre:

• speciális hardver és szoftver által támasztott korlátozások,
• magas kezdeti költségek,
• folyamatos karbantartási és karbantartási költségek,
• a licenckezelés bonyolultsága és költsége,
• a technikusok és kezelők költséges képzése,
• több platform integrálásának összetettsége,
• elmaradott technológiák.

A kezelői interfész terminálokat, jellemzően ad hoc és zárt rendszereket, gyorsan felváltják a nyitottabb alternatívák. Az összes kép az Opto 22 jóvoltából

A speciális OIT terminálok valószínűleg speciális hardvert és szoftvert használnak, amelyeket a gyártók kínálnak a felügyeleti rendszer interfészének megfelelő vezérléséhez, viszonylag önálló kivitelben.

Mivel az eszközöket kifejezetten az ipari piacra tervezték, nem tudják kihasználni azt a kereskedelmi hasznot, amilyen mértékben jellemzően szórakoztató elektronikai termékekre használják őket, ezért ár/minőség arányban drágábbak. Azonban hagyományosan ipari környezetbe tervezték, és praktikus és megbízható megoldást kínálnak.

A fejlettebb PC-alapú HMI-k elérhetősége miatt ez a berendezés jó ár-érték arányt jelent a korábbi megoldásokhoz képest, és rugalmasságot és csatlakoztathatóságot biztosít a felhasználó számára. Az egyik hátrány azonban a folyamatos szervizelés és karbantartás megnövekedett igénye volt.

A felhasználók most tökéletes grafikát, gyakori ingyenes frissítéseket, valamint az operációs rendszer és az eszközalkalmazások fejlesztését várják.

A fejlett fogyasztói elektronika arra késztette a végfelhasználókat, hogy a multimédiára és az intuitív HMI-re támaszkodjanak minden típusú eszközön, kényelmes mobil hozzáféréssel. Az Ethernet- és USB-kapcsolatra tervezett Groov Edge beépülő modul lehetővé teszi a fejlesztők számára, hogy kapcsolódási és adatvezérelt alkalmazásokat hozzanak létre automatizált eszközökhöz és a dolgok internetéhez (IoT).

Az ipari piac innovációja azonban valamivel lassabb, mivel viszonylag kicsi a sokkal nagyobb fogyasztói piachoz képest – nem beszélve arról, hogy sokkal konzervatívabb, mint a high-end személyi elektronikai piac.

Új HMI technológiák

A HMI legújabb generációja e hiányosságok mindegyikét orvosolja a kereskedelmi technológiák adaptálásával, a korábbi generációs HMI és OIT terminálok legjobb tulajdonságainak beépítésével és azokra építve.

Lehetséges előnyök:

Nyílt forráskódú technológia: Ideális esetben egy modern HMI ötvözi a hagyományos OIT terminálok megbízhatóságát és egyszerű használatát a PC-alapú HMI teljesítményével és költségével.

Ez a kombináció akkor lehetséges, ha a hardverplatform nyílt forráskódú valós idejű operációs rendszeren, például Linuxon alapul, amely nem igényel semmilyen beszerzési költséget vagy licencdíjat.

A kis helyigényű, üzem közben cserélhető alkatrészek megkönnyítik a platform kezelését. A jól megtervezett hardver még zord ipari környezetben is lehetővé teszi a használatát, miközben PC-osztályú teljesítményt nyújt.

Elérhető konfiguráció: A testreszabás lehetséges, de nem kötelező, mivel a modern HMI berendezések beépített szabványos funkciókat tartalmaznak a legtöbb igény kielégítésére.

A HMI konfigurálására szolgáló PC-szoftver megfizethető, és nem igényel korlátozást a licencdíjak tekintetében. A végfelhasználó arra összpontosíthat, hogy ott használja a HMI-t, ahol az a legmegfelelőbb, anélkül, hogy aggódnia kellene a jelölések vagy a futási idő korlátozása miatt.

Könnyű használhatóság: A fejlesztési lehetőségek készlete könnyen elérhetővé teszi a fejlett HMI-t az új fejlesztők számára az alapalkalmazások készítéséhez, de teljesen kibővíthető a tapasztalt programozók számára saját alkalmazásaik fejlesztéséhez, további biztonságos hozzáféréssel a héjhoz.

Az OEM-eknek gyakran szükségük van erre a rugalmasságra géporientált algoritmusok, sőt egyéni algoritmusok programozásához C/C++, Python és más nyelveken.

Integrált kijelző és rugalmas portok: Az egyes eszközökön elérhető integrált kijelző több mint elegendő HMI-t biztosít számos alkalmazáshoz, bár a HDMI-csatlakozás szükség esetén nagyobb helyi képernyő használatát teszi lehetővé. Ezenkívül a több Ethernet- és USB-port, valamint az I/O modulok megkönnyítik a csatlakozást bármilyen operációs eszközhöz vagy rendszerhez.

Hálózati és felhőkapcsolat: A modern HMI-k még nagyobb teljesítményt biztosítanak, amikor a felhasználók hálózati és felhőkapcsolatot használnak. Az adatok biztonságosan megoszthatók adatbázisok és rendszerek között, és a HMI-vizualizáció kiterjeszthető bármely engedélyezett számítógépre vagy mobileszközre. amely webböngészőt is üzemeltethet .

Mobil eszközök: A mobilitás a modern HMI-k másik kulcsfontosságú eleme. Az alapegység telepítése és konfigurálása után bármely mobileszköz biztonságosan csatlakozhat, és egy másik ember-gép interfészsé válik, ami nagyobb rugalmasságot biztosít a technikusoknak és a kezelőknek. A fejlesztők jobban összpontosíthatnak a HMI karbantartására és kezelésére, miközben megszüntetik az alapul szolgáló platformok költségeit és bonyolultságát.

A HMI legújabb generációja a hagyományos termékek legjobb tulajdonságait ötvözi a modern nyílt forráskódú hardverekkel, szoftverekkel és hálózati technológiákkal, hogy megfeleljen ezeknek a kihívásoknak.

Mivel ezek az új HMI-k egyszerűen és zökkenőmentesen hálózatba köthetők és bármely tipikus mobileszközön telepíthetők, a végfelhasználók azt tapasztalják, hogy a fejlett technológia megfizethető áron elégíti ki igényeiket.

Benson Hoagland, az Opto 22 marketingért felelős alelnöke (ipari automatizáláshoz, távfelügyelethez és adatgyűjtéshez használt hardver- és szoftvertermékekre szakosodott gyártó cég).