Разработване на интерфейси за автоматизация, HMI и OIT

HMI и други операторски интерфейсни устройства са проектирани да работят в тежки условия и съчетават най -добрите елементи на традиционните интерфейси със съвременните търговски налични технологии.

Индустриалните системи за автоматизация на машини и процеси трябва да следят условията, да издават команди на оборудването и да координират контрола. Разработчиците прилагат тези функции, като комбинират широк спектър от индустриални технологии за автоматизация, като сензори и инструменти, вход / изход (I / O) модули и цифрови контроли. Въпреки това, дори и най -модерните машини не работят самостоятелно, което означава, че някаква форма на операторски интерфейс трябва да бъде доставена със системата за автоматизация.

Електронните устройства, които позволяват на операторите да комуникират с автоматизирани системи, се наричат ​​заедно интерфейс човешка машина (HMI)… Понякога могат да се извикат по -специализирани устройства, вградени в изчислителна платформа, различна от компютър терминал на операторския интерфейс (OIT).

Интеграцията на HMIs и OIT терминали в системите за автоматизация е от решаващо значение по много причини. Те предлагат много повече опции за интерфейс, отколкото прости панелни устройства, и ако е необходимо да се направят промени, HMI или OIT обикновено могат да бъдат преконфигурирани или препрограмирани на по -ниска цена.

Тази разширена функционалност на операторския интерфейс обаче все още има някои недостатъци и увеличава разходите за HMI и усложнява поддръжката му. За да се преодолеят тези недостатъци, най -новите HMI са проектирани с доказани традиционни решения, използващи най -новите търговски налични технологии.

Слабости на традиционните HMI и OIT терминали

Първото поколение HMI и OIT е проектирано да позволи на потребителите да стартират и спират устройства, да разбират работата на системата и да правят промени.

Функции като регистриране на аларми и събития, съхранение на исторически данни и показване на тенденции се добавят през годините. Конфигурациите на терминала HMI и OIT могат да бъдат копирани и запазени, а новите устройства могат да бъдат разгърнати сравнително бързо, ако оригиналното устройство е повредено или не е в ред.

С подобрените мрежови възможности, особено с Ethernet и Wi-Fi, HMI вече не е необходимо да се инсталират в непосредствена близост до ресурси. Множество HMI могат да бъдат инсталирани на подходящо място като контролна зала, кола и офиси.

Тези HMI, заедно с OIT терминалите, имаха много предимства пред кабелните панели, но имаха и няколко недостатъка.

Примерите включват следното:

• ограничения, наложени от специален хардуер и софтуер,
• високи първоначални разходи,
• текущи разходи за поддръжка и поддръжка,
• сложност и разходи за управление на лицензи,
• скъпо обучение на техници и оператори,
• сложността на интегрирането на множество платформи,
• изоставащи технологии.

Интерфейсните терминали на оператора, обикновено ad hoc и затворени системи, бързо се заменят с по -отворени алтернативи. Всички изображения са предоставени от Opto 22

Специализираните OIT терминали вероятно ще използват специален хардуер и софтуер.Производителите предлагат тези устройства, за да осигурят адекватен контрол на интерфейса на системата за управление в сравнително самостоятелен дизайн.

Тъй като устройствата са проектирани специално за индустриалния пазар, те не могат да се възползват от търговските ползи до степента, до която обикновено се използват за потребителска електроника, и следователно са по -скъпи по отношение на съотношението цена / качество. Те обаче са традиционно проектирани за индустриална среда и осигуряват практично и надеждно решение.

Поради наличието на по-усъвършенствани HMI, базирани на компютър, това оборудване се възприема като добра стойност за парите в сравнение с предишните решения и предоставя на потребителя гъвкавост и свързаност. Един от недостатъците обаче беше повишената нужда от текущо обслужване и поддръжка.

Потребителите сега очакват перфектна графика, чести безплатни актуализации и подобрения на операционната система и приложенията за устройства.

Разширената потребителска електроника подтикна крайните потребители да разчитат на мултимедиен и интуитивен HMI на всички видове устройства с удобен мобилен достъп. Проектиран за Ethernet и USB свързаност, приставката Groov Edge дава възможност на разработчиците да създават свързаност и управлявани от данни приложения за автоматизирани устройства и Интернет на нещата (IoT).

Иновациите на индустриалния пазар обаче са малко по -бавни, тъй като са сравнително малки в сравнение с много по -големия потребителски пазар — да не говорим, че е много по -консервативен от пазара на лична електроника от висок клас.

Нови HMI технологии

Най -новото поколение HMI се справя с всеки от тези недостатъци, като адаптира търговските технологии, включва и надгражда най -добрите характеристики на предишните поколения HMI и OIT терминали.

Възможни ползи:

Технология с отворен код: В идеалния случай модерен HMI съчетава надеждността и лекотата на използване на традиционен OIT терминал с производителността и цената на PC базиран HMI.

Тази комбинация е възможна, ако хардуерната платформа е базирана на операционна система в реално време с отворен код като Linux, която не изисква никакви разходи за придобиване или лицензионни такси.

Малки отпечатъци, горещо сменяеми компоненти могат да направят тази платформа лесна за работа. Добре проектираният хардуер му позволява да се използва дори в тежки индустриални среди, като същевременно осигурява производителност от компютърния клас.

Налична конфигурация: Персонализирането е възможно, но не е задължително, тъй като съвременното оборудване за HMI включва вградени стандартни функции, за да отговори на повечето нужди.

Компютърният софтуер за конфигуриране на HMI е достъпен и не изисква никакви ограничения върху лицензионните такси. Крайният потребител може да се съсредоточи върху използването на HMI, където е най -подходящ, без да се притеснява за маркиране или ограничение по време на изпълнение.

Лесна употреба: Набор от опции за разработка прави усъвършенствания HMI лесно достъпен за нови разработчици за изграждане на основни приложения, но може да бъде напълно разширен за опитни програмисти, за да разработват свои собствени приложения с допълнителен защитен достъп до обвивката.

Производителите на оригинално оборудване често се нуждаят от тази гъвкавост, за да програмират машинно ориентирани алгоритми и дори персонализирани алгоритми на C / C ++, Python и други езици.

Интегриран дисплей и гъвкави портове: Интегрираният дисплей, наличен на някои устройства, може да бъде повече от достатъчно HMI за много приложения, въпреки че HDMI връзката позволява да се използва по -голям локален екран, ако е необходимо. В допълнение, множество Ethernet и USB портове и I / O модули улесняват свързването към всяко операционно устройство или система.

Мрежова и облачна свързаност: Съвременните HMI могат да осигурят още повече енергия, когато потребителите използват мрежова и облачна връзка.Данните могат да бъдат безопасно споделени между бази данни и системи, а визуализацията на HMI може да бъде разширена до всеки оторизиран компютър или мобилно устройство, което може да хоства уеб браузър.

Мобилни устройства: Мобилността е друг ключов елемент на съвременните HMI. След като базовото устройство е инсталирано и конфигурирано, всяко мобилно устройство може безопасно да се свърже и да се превърне в друг интерфейс човек-машина, давайки на техниците и операторите по-голяма гъвкавост. Разработчиците могат да се съсредоточат повече върху поддържането и управлението на HMI, като същевременно елиминират разходите и сложността на основните платформи.

Най -новото поколение HMI съчетава най -добрите характеристики на традиционните продукти с модерен хардуер с отворен код, софтуер и мрежови технологии за справяне с тези предизвикателства.

Тъй като тези нови HMI могат лесно и безпроблемно да бъдат свързани в мрежа и да бъдат внедрени на всяко типично мобилно устройство, крайните потребители установяват, че съвременните технологии отговарят на техните нужди на цена, която могат да си позволят.

Бенсън Хоугланд, вицепрезидент по маркетинг, Opto 22 (производствена компания, специализирана в хардуерни и софтуерни продукти за индустриална автоматизация, дистанционно наблюдение и събиране на данни).