Automatikos, HMI ir OIT sąsajų kūrimas

HMI ir kiti operatoriaus sąsajos įrenginiai yra sukurti dirbti atšiaurioje aplinkoje ir derinti geriausius tradicinių sąsajų elementus su šiuolaikinėmis komerciškai prieinamomis technologijomis.

Pramoninės mašinų ir procesų automatizavimo sistemos turi stebėti sąlygas, duoti komandas įrangai ir koordinuoti valdymą. Kūrėjai šias funkcijas įgyvendina derindami daugybę pramoninės automatikos technologijų, tokių kaip jutikliai ir prietaisai, įvesties / išvesties (I / O) moduliai ir skaitmeniniai valdikliai. Tačiau net ir pačios pažangiausios mašinos neveikia pačios, o tai reiškia, kad su automatikos sistema turi būti tiekiama tam tikra operatoriaus sąsaja.

Elektroniniai įrenginiai, leidžiantys operatoriams bendrauti su automatizuotomis sistemomis, vadinami kartu žmogaus ir mašinos sąsaja (HMI)… Kartais gali būti naudojami labiau specializuoti įrenginiai, integruoti į kitą skaičiavimo platformą nei kompiuteris operatoriaus sąsajos terminalas (OIT).

HMI ir OIT terminalų integravimas į automatikos sistemas yra labai svarbus dėl daugelio priežasčių. Jie siūlo daug daugiau sąsajos parinkčių nei paprasti skydiniai įrenginiai, o jei reikia atlikti pakeitimus, HMI arba OIT paprastai galima perkonfigūruoti arba perprogramuoti už mažesnę kainą.

Tačiau šis išplėstas operatoriaus sąsajos funkcionalumas vis dar turi tam tikrų trūkumų ir padidina HMI kainą bei apsunkina jo priežiūrą. Siekiant pašalinti šiuos trūkumus, naujausi HMI sukurti naudojant patikrintus tradicinius sprendimus, naudojant naujausias komerciškai prieinamas technologijas.

Tradicinių HMI ir OIT terminalų trūkumai

Pirmosios kartos HMI ir OIT buvo sukurti tam, kad vartotojai galėtų paleisti ir sustabdyti įrenginius, suprasti sistemos veikimą ir atlikti pakeitimus.

Bėgant metams buvo pridėtos tokios funkcijos kaip aliarmo ir įvykių registravimas, istorinių duomenų saugojimas ir tendencijos. HMI ir OIT terminalų konfigūracijas galima nukopijuoti ir išsaugoti, o naujus įrenginius galima palyginti greitai įdiegti, jei originalus įrenginys yra sugadintas arba neveikiantis.

Dėl patobulintų tinklo galimybių, ypač Ethernet ir Wi-Fi, HMI nebereikia diegti arti išteklių. Tinkamoje vietoje, pavyzdžiui, valdymo kambaryje, automobilyje ir biuruose, galima įdiegti kelis HMI.

Šie HMI kartu su OIT terminalais turėjo daug pranašumų, palyginti su laidinėmis plokštėmis, tačiau jie taip pat turėjo keletą trūkumų.

Pavyzdžiai:

• specialios aparatinės ir programinės įrangos nustatyti apribojimai,
• didelės pradinės išlaidos,
• nuolatinės priežiūros ir priežiūros išlaidos,
• licencijų valdymo sudėtingumas ir kaina,
• brangus technikų ir operatorių mokymas,
• kelių platformų integravimo sudėtingumas,
• atsilikusios technologijos.

Operatoriaus sąsajos terminalai, paprastai ad hoc ir uždaros sistemos, greitai pakeičiami atviresnėmis alternatyvomis. Visi vaizdai pateikti „Opto 22“.

Tikėtina, kad specializuotuose OIT terminaluose bus naudojama speciali techninė ir programinė įranga. Gamintojai siūlo šiuos įrenginius, kad būtų galima tinkamai valdyti valdymo sistemos sąsają, palyginti su savarankišku dizainu.

Kadangi įrenginiai yra sukurti specialiai pramoninei rinkai, jie negali gauti komercinės naudos tiek, kiek jie paprastai naudojami plataus vartojimo elektronikai, todėl yra brangesni kainos ir kokybės santykio atžvilgiu. Tačiau jie tradiciškai yra skirti pramoninei aplinkai ir yra praktiškas bei patikimas sprendimas.

Dėl pažangesnių kompiuterių pagrindu veikiančių HMI ši įranga vertinama kaip geras kainos ir kokybės santykis, palyginti su ankstesniais sprendimais, ir suteikia vartotojui lankstumo bei jungiamumo. Tačiau vienas iš trūkumų buvo padidėjęs nuolatinės priežiūros ir priežiūros poreikis.

Dabar vartotojai tikisi tobulos grafikos, dažnų nemokamų atnaujinimų ir operacinės sistemos bei įrenginio programų patobulinimų.

Pažangi plataus vartojimo elektronika paskatino galutinius vartotojus pasikliauti daugialypės terpės ir intuityviu HMI visų tipų įrenginiuose su patogia mobilia prieiga. Sukurtas eterneto ir USB jungtims, „Groov Edge“ papildinys leidžia kūrėjams kurti jungiamąsias ir duomenimis pagrįstas programas automatizuotiems įrenginiams ir daiktų internetui (IoT).

Tačiau inovacijos pramonės rinkoje buvo šiek tiek lėtesnės, nes ji yra palyginti maža, palyginti su daug didesne vartotojų rinka – jau nekalbant apie daug konservatyvesnę nei aukščiausios klasės asmeninės elektronikos rinka.

Naujos HMI technologijos

Naujausios kartos HMI pašalina kiekvieną iš šių trūkumų pritaikydama komercines technologijas, įtraukdama ir remdama geriausias ankstesnių kartų HMI ir OIT terminalų savybes.

Galimi privalumai:

Atvirojo kodo technologija: Idealiu atveju modernus HMI sujungia tradicinio OIT terminalo patikimumą ir naudojimo paprastumą su kompiuteriu pagrįsto HMI našumu ir kaina.

Šis derinys įmanomas, jei aparatinės įrangos platforma yra pagrįsta atvirojo kodo realaus laiko operacine sistema, tokia kaip Linux, kuriai nereikia jokių įsigijimo išlaidų ar licencijos mokesčių.

Mažas plotas, karštai keičiami komponentai gali palengvinti šios platformos valdymą. Puikiai suprojektuota aparatinė įranga leidžia ją naudoti net atšiaurioje pramoninėje aplinkoje, tuo pačiu užtikrinant kompiuterio klasės našumą.

Galima konfigūracija: tinkinti galima, bet nebūtina, nes šiuolaikinėje HMI įrangoje yra įmontuotų standartinių funkcijų, kurios patenkina daugumą poreikių.

Kompiuterio programinė įranga HMI konfigūravimui yra prieinama ir nereikalauja jokių licencijos mokesčių apribojimų. Galutinis vartotojas gali sutelkti dėmesį į HMI naudojimą ten, kur jis yra tinkamiausias, nesijaudindamas dėl žymėjimo ar vykdymo laiko apribojimų.

Naudojimo paprastumas: Dėl kūrimo parinkčių rinkinio pažangus HMI lengvai pasiekiamas naujiems kūrėjams, kad galėtų kurti pagrindines programas, tačiau jį galima visiškai išplėsti, kad patyrę programuotojai galėtų kurti savo programas su papildoma saugia prieiga prie apvalkalo.

OĮG dažnai reikia tokio lankstumo, kad galėtų programuoti į mašiną orientuotus algoritmus ir net pasirinktinius algoritmus C/C++, Python ir kitomis kalbomis.

Integruotas ekranas ir lankstūs prievadai: kai kuriuose įrenginiuose integruoto ekrano gali pakakti HMI daugeliui programų, nors HDMI jungtis prireikus leidžia naudoti didesnį vietinį ekraną. Be to, keli eterneto ir USB prievadai bei įvesties / išvesties moduliai leidžia lengvai prisijungti prie bet kurio operatyvinio įrenginio ar sistemos.

Tinklo ir debesies ryšys: šiuolaikiniai HMI gali suteikti dar daugiau galios, kai vartotojai naudoja tinklo ir debesies ryšį. Duomenis galima saugiai dalytis tarp duomenų bazių ir sistemų, o HMI vizualizaciją galima išplėsti į bet kurį įgaliotą kompiuterį ar mobilųjį įrenginį. kuriame gali būti interneto naršyklė. .

Mobilieji įrenginiai: mobilumas yra dar vienas svarbus šiuolaikinių HMI elementas. Įdiegus ir sukonfigūravus pagrindinį įrenginį, bet kuris mobilusis įrenginys gali saugiai prisijungti ir tapti dar viena žmogaus ir mašinos sąsaja, suteikdama technikai ir operatoriams daugiau lankstumo. Kūrėjai gali daugiau dėmesio skirti HMI palaikymui ir valdymui, kartu pašalindami pagrindinių platformų sąnaudas ir sudėtingumą.

Naujausios kartos HMI sujungia geriausias tradicinių produktų savybes su modernia atvirojo kodo aparatūra, programine įranga ir tinklo technologijomis, kad būtų galima išspręsti šiuos iššūkius.

Kadangi šiuos naujus HMI galima lengvai ir sklandžiai sujungti į tinklą ir įdiegti bet kuriame įprastame mobiliajame įrenginyje, galutiniai vartotojai pastebi, kad pažangi technologija atitinka jų poreikius už prieinamą kainą.

Bensonas Hoaglandas, „Opto 22“ rinkodaros viceprezidentas (gamybos įmonė, kurios specializacija yra pramoninės automatizavimo, nuotolinio stebėjimo ir duomenų gavimo techninės ir programinės įrangos produktai).