Udvikling af automation, HMI og OIT interfaces

HMI'er og andre operatørgrænsefladeenheder er designet til at fungere i barske miljøer og kombinere de bedste elementer fra traditionelle grænseflader med moderne kommercielt tilgængelige teknologier.

Industrielle maskin- og procesautomatiseringssystemer skal overvåge forhold, udstede kommandoer til udstyr og koordinere kontrol. Udviklere implementerer disse funktioner ved at kombinere en bred vifte af industrielle automationsteknologier, såsom sensorer og instrumenter, input/output (I/O) moduler og digitale kontroller. Men selv de mest avancerede maskiner fungerer ikke alene, hvilket betyder, at der skal leveres en eller anden form for operatørgrænseflade med automatiseringssystemet.

De elektroniske enheder, der gør det muligt for operatører at kommunikere med automatiserede systemer, kaldes sammen Human Machine Interface (HMI)… Nogle gange kan mere specialiserede enheder, der er indbygget i en anden computerplatform end en pc, påberåbes operatørinterfaceterminal (OIT).

Integrationen af ​​HMI'er og OIT-terminaler i automationssystemer er kritisk af mange årsager. De tilbyder mange flere grænseflademuligheder end simple panelenheder, og hvis der skal foretages ændringer, kan HMI eller OIT normalt omkonfigureres eller omprogrammeres til en lavere pris.

Denne udvidede funktionalitet af operatørgrænsefladen har dog stadig nogle ulemper og øger omkostningerne ved HMI'et og komplicerer dets vedligeholdelse. For at overvinde disse mangler er de nyeste HMI'er designet med gennemprøvede traditionelle løsninger, der anvender de nyeste kommercielt tilgængelige teknologier.

Svagheder ved traditionelle HMI- og OIT-terminaler

Den første generation af HMI og OIT blev designet til at give brugerne mulighed for at starte og stoppe enheder, forstå systemdrift og foretage ændringer.

Funktioner såsom alarm- og hændelseslogning, lagring af historiske data og trending er blevet tilføjet gennem årene. HMI- og OIT-terminalkonfigurationer kan kopieres og gemmes, og nye enheder kan implementeres relativt hurtigt, hvis den originale enhed er beskadiget eller ude af drift.

Med forbedrede netværksmuligheder, især Ethernet og Wi-Fi, behøver HMI'er ikke længere at blive installeret tæt på ressourcer. Flere HMI'er kan installeres på et passende sted, såsom kontrolrum, bil og kontorer.

Disse HMI'er havde sammen med OIT-terminaler mange fordele i forhold til kablede paneler, men de havde også flere ulemper.

Eksempler inkluderer følgende:

• begrænsninger pålagt af speciel hardware og software,
• høje startomkostninger,
• løbende vedligeholdelses- og vedligeholdelsesomkostninger,
• kompleksitet og omkostninger ved licensstyring,
• dyr uddannelse af teknikere og operatører,
• kompleksiteten ved at integrere flere platforme,
• tilbagestående teknologier.

Operatørgrænsefladeterminaler, typisk ad hoc og lukkede systemer, bliver hurtigt erstattet af mere åbne alternativer. Alle billeder udlånt af Opto 22

Specialiserede OIT-terminaler vil sandsynligvis bruge speciel hardware og software. Producenter tilbyder disse enheder for at give tilstrækkelig kontrol over administrationssystemets grænseflade i et relativt selvstændigt design.

Fordi enhederne er designet specifikt til det industrielle marked, kan de ikke høste de kommercielle fordele i det omfang, de typisk bruges til forbrugerelektronik, og er derfor dyrere i forhold til pris/kvalitet. De er dog traditionelt designet til industrielle miljøer og giver en praktisk og pålidelig løsning.

På grund af tilgængeligheden af ​​mere avancerede pc-baserede HMI'er, opfattes dette udstyr som god værdi for pengene sammenlignet med tidligere løsninger og giver brugeren fleksibilitet og tilslutningsmuligheder. En af ulemperne var dog det øgede behov for løbende service og vedligeholdelse.

Brugere forventer nu perfekt grafik, hyppige gratis opdateringer og forbedringer af operativsystemet og enhedsapplikationerne.

Avanceret forbrugerelektronik har fået slutbrugere til at stole på multimedier og intuitiv HMI på alle typer enheder med praktisk mobil adgang. Groov Edge-plug-in'et er designet til Ethernet- og USB-forbindelse og gør det muligt for udviklere at skabe forbindelses- og datadrevne applikationer til automatiserede enheder og tingenes internet (IoT).

Innovation på det industrielle marked har dog været noget langsommere, da det er relativt lille sammenlignet med det meget større forbrugermarked - for ikke at nævne meget mere konservativt end det eksklusive marked for personlig elektronik.

Nye HMI-teknologier

Den seneste generation af HMI adresserer hver af disse mangler ved at tilpasse kommercielle teknologier, inkorporere og bygge videre på de bedste funktioner fra tidligere generationer af HMI- og OIT-terminaler.

Mulige fordele:

Open Source-teknologi: Ideelt set kombinerer et moderne HMI pålideligheden og brugervenligheden af ​​en traditionel OIT-terminal med ydeevnen og omkostningerne ved en pc-baseret HMI.

Denne kombination er mulig, hvis hardwareplatformen er baseret på et open source real-time operativsystem såsom Linux, der ikke kræver nogen anskaffelsesomkostninger eller licensgebyrer.

Komponenter, der kan udskiftes med små pladser, kan gøre denne platform nem at betjene. Den veldesignede hardware gør, at den kan bruges selv i barske industrielle miljøer, samtidig med at den giver PC-klasse ydeevne.

Tilgængelig konfiguration: Tilpasning er mulig, men ikke påkrævet, da moderne HMI-udstyr inkluderer indbyggede standardfunktioner, der opfylder de fleste behov.

PC-software til HMI-konfiguration er overkommelig og kræver ingen begrænsninger på licensgebyrer. Slutbrugeren kan fokusere på at bruge HMI'et, hvor det er mest hensigtsmæssigt uden at bekymre sig om opmærkning eller begrænsning af køretid.

Brugervenlighed: Et sæt udviklingsmuligheder gør det avancerede HMI let tilgængeligt for nye udviklere til at bygge grundlæggende applikationer, men kan udvides fuldt ud for erfarne programmører til at udvikle deres egne applikationer med yderligere sikker adgang til skallen.

OEM'er har ofte brug for denne fleksibilitet til at programmere maskinorienterede algoritmer og endda brugerdefinerede algoritmer i C/C++, Python og andre sprog.

Integreret skærm og fleksible porte: Den integrerede skærm, der er tilgængelig på nogle enheder, kan være mere end nok HMI til mange applikationer, selvom HDMI-forbindelsen gør det muligt at bruge en større lokal skærm, hvis det er nødvendigt. Derudover gør flere Ethernet- og USB-porte og I/O-moduler det nemt at forbinde til enhver operativ enhed eller system.

Netværks- og skyforbindelse: Moderne HMI'er kan give endnu mere strøm, når brugere bruger netværks- og cloudforbindelse. Data kan deles sikkert mellem databaser og systemer, og HMI-visualisering kan udvides til enhver autoriseret computer eller mobilenhed. som kan være vært for en webbrowser .

Mobile enheder: Mobilitet er et andet nøgleelement i moderne HMI'er. Når basisenheden er installeret og konfigureret, kan enhver mobil enhed sikkert oprette forbindelse og blive endnu et menneske-maskine-interface, hvilket giver teknikere og operatører større fleksibilitet. Udviklere kan fokusere mere på at vedligeholde og administrere HMI'et og samtidig eliminere omkostningerne og kompleksiteten af ​​de underliggende platforme.

Den seneste generation af HMI kombinerer de bedste funktioner fra traditionelle produkter med moderne open source hardware, software og netværksteknologier for at løse disse udfordringer.

Fordi disse nye HMI'er nemt og problemfrit kan forbindes i netværk og implementeres på enhver typisk mobilenhed, oplever slutbrugere, at avanceret teknologi opfylder deres behov til en pris, de har råd til.

Benson Hoagland, Vice President of Marketing, Opto 22 (en produktionsvirksomhed med speciale i hardware- og softwareprodukter til industriel automation, fjernovervågning og dataindsamling).