Jak wybrać odpowiedni panel HMI?

Już wkrótce komunikacja między ludźmi a maszynami ulegnie zmianie, rozpoczynając nową rewolucję przemysłową. Rozwój Przemysłu 4.0 ustąpi miejsca Przemysłowi 5.0. Jednak zanim firmy w pełni przystąpią do transformacji, muszą skupić się na przekształceniu swoich przedsiębiorstw w inteligentne fabryki ze zautomatyzowaną produkcją, IoT, inteligentnymi danymi, AI i nowymi technologiami.

Wraz z postępem przemysłowym, systemy wizualizacji muszą oferować bardziej efektywne sposoby interakcji na poziomie maszyna-operator. Interfejsy użytkownik-maszyna nowej generacji oferują każdemu zakładowi produkcyjnemu wyjątkową możliwość wyróżnienia się na rynku poprzez wdrożenie odpowiedniego rozwiązania i przejście do prawdziwego świata cyfryzacji w zakresie obsługi HMI systemu automatyki.

Co to jest HMI?

Interfejsy człowiek-maszyna (HMI) są często stosowane w produkcji i systemach przemysłowych. Umożliwiają one sterowanie i sygnalizowanie pracy urządzeń automatyki. Dzięki informacjom o postępie prac i parametrach mechanicznych, interfejsy człowiek-maszyna pomagają operatorom kontrolować maszyny i optymalizować wydajność. Oprócz podstawowych interfejsów HMI wyposażonych we wskaźniki LED, na rynku dostępne są również bardziej złożone panele, wyposażone w ekrany dotykowe i dodatkowe funkcje.

Dotykowe interfejsy HMI stosowane w automatyce przemysłowej są powszechnie wykorzystywaną technologią, która stanowi wartość dodaną w wielu aplikacjach automatyzacji maszyn i procesów poprzez rozszerzenie możliwości przełączników, przycisków i kontrolek w panelu sterowania. Ekrany dotykowe wykorzystują takie komponenty jak kontrolery dotykowe i sterowniki programowe. Popularne funkcje kontrolne ekranów dotykowych pozwalają systemowi reagować na dotknięcie określonej powierzchni. Czujnik dotyku jest powierzchnią wrażliwą na dotyk. Ekrany dotykowe mogą być obsługiwane za pomocą palców i klawiatury lub myszy.

Wybierając interfejs HMI warto rozważyć następujące kwestie:

• Wymagania dotyczące integracji i różnych opcji połączeń sterowników.
• Konfiguracja aplikacji HMI.
• Implementacja indywidualnych wymagań sprzętowych i programowych.
• Certyfikaty i atesty wymagane w danej branży.
• Różne rozmiary i klasy wydajności paneli operatorskich.
• Wykorzystanie różnych materiałów i technologii dotykowych.
• Implementacja rozwiązań projektowych dostosowanych do potrzeb klienta.

Wybór urządzeń HMI 

Urządzenia HMI mogą różnić się między sobą wieloma parametrami, takimi jak rozdzielczość wyświetlacza, liczba równolegle używanych sterowników, pamięć wymagana do wizualizacji, liczba podłączonych sterowników, liczba rejestrów. Wskazówki dotyczące urządzeń HMI są opisane w poradniku Phoenix Contact Selection Guide, a niektóre z nich zostały szczegółowo opisane poniżej:

Rozmiar i rozdzielczość wyświetlacza:

Częstym problemem może być sama rozdzielczość wyświetlacza. Użytkownicy często wahają się pomiędzy dużym a małym ekranem i zastanawiają się, która rozdzielczość będzie najlepsza do wyświetlenia wszystkich szczegółów. Wybierając wyświetlacz, należy zastanowić się nad konkretnymi wymaganiami danego zastosowania.

Większe wyświetlacze oferują programistom większą przestrzeń do pracy podczas tworzenia grafiki. Użytkownicy najczęściej preferują możliwie duże wyświetlacze, szczególnie jeśli muszą obsługiwać ekran dotykiem, ale także wtedy, gdy aplikacja ma charakter wyłącznie poglądowy i zamierzają monitorować ekran z pewnej odległości. 

Zalecana rozdzielczość wyświetlacza dla tego rodzaju paneli to: 

• Aplikacje podstawowe: z VGA (640 × 480 pikseli)
• Aplikacje standardowe: SVGA (800 × 600 pikseli)
• Aplikacje zaawansowane: SXGA (1280 × 1024 pikseli)

Komunikacja systemowa

Łączność systemowa wymaga najczęściej portu Ethernet, za pomocą którego panel HMI może komunikować się z siecią PLC. Panele HMI firmy Phoenix Contact mają szybkość odświeżania (polling rate) od 250 ms do 1000 ms. Liczba sterowników, które mogą być używane równolegle to jeden Ethernet dla podstawowych aplikacji, jeden plus komunikacja OPC w standardowych aplikacjach i dwa plus komunikacja OPC w aplikacjach zaawansowanych. Liczba sterowników PLC na jeden sterownik wynosi od 1 do 5 i od 1 do 10 dla sterowników PLC podłączonych w tym samym czasie.

Pamięć

Zapewnienie wystarczającej wydajności procesora i pamięci do obsługi systemu ma krytyczne znaczenie. Możliwość rozbudowy pamięci lub zastosowanie różnych jej rozmiarów w panelach HMI może wyeliminować niektóre ograniczenia. Zaawansowane funkcje, takie jak wbudowane obliczenia, trendy i receptury, będą miały wpływ na wydajność interfejsu HMI, dlatego należy ostrożnie podchodzić do ich oszacowania.

Zgodnie z wytycznymi firmy Phoenix Contact pamięć wymagana do wizualizacji w podstawowych aplikacjach zwykle wynosi od 16 do 32 obiektów na stronę, z miejscem na obiekty animowane (zwykle jeden na stronę). W standardowych aplikacjach liczba stron wzrasta do 64 z możliwością 128 obiektów na stronę, przy czym na stronę mogą przypadać maksymalnie 32 obiekty skalowalne i 5 obiektów animowanych. W zastosowaniach zaawansowanych można natomiast korzystać z 256 stron, 512 obiektów, 64 obiektów skalowalnych i 5 obiektów animowanych. 

Obsługa interfejsów HMI sprawia, że aplikacje do obsługi danych stają się teraz łatwiejsze, ponieważ użytkownicy mogą instalować wymienne pamięci masowe do rejestrowania danych na interfejsach HMI z jednym lub kilkoma gniazdami kart SD.

Użytkownicy i logi

Liczba użytkowników zależy od zaawansowania aplikacji: podstawowe obsługują 16 użytkowników, standardowe 512, a najbardziej zaawansowane nawet 1024. Istnieje także możliwość tworzenia do 64 grup użytkowników. Natomiast funkcja rejestrowania danych pozwala na zastosowanie od 4 do 16 połączeń z maksymalną liczbą rejestratorów na projekt w zastosowaniach standardowych i zaawansowanych od 16 do 32.

Na co zwrócić uwagę wybierając interfejs HMI? 

Interfejsy HMI można podzielić na dwie główne kategorie. Wyróżniamy podstawowe HMI oraz bezprzewodowe HMI sieciowe. Poniżej przedstawiamy kilka rozwiązań HMI do zastosowań w centralnych dyspozytorniach, halach produkcyjnych oraz do wizualizacji bezpośrednio na maszynach.

Phoenix Contact

Według firmy Phoenix Contact obniżenie kosztów automatyzacji wymaga efektywnego monitorowania i wprowadzania danych. Funkcje paneli operatorskich HMI firmy Phoenix Contact zależą od kategorii ich zastosowania – mogą to być zastosowania bezpośrednie, wysokowydajne, wielofunkcyjne. W szerokiej ofercie paneli operatorskich marki Phoenix Contact znajdują się rozwiązania do wielu potrzeb sprzętowych i programowych.

Korzyści, jakie oferuje Phoenix Contact to:

• Rozwiązania dostosowane do potrzeb klienta.
• Łatwa obsługa dzięki wstępnie skonfigurowanemu i zainstalowanemu sprzętowi i oprogramowaniu.
• Łatwa skalowalność.
• Część kompletnego systemu liniowego z interfejsami HMI.
• Jednakowa wersja oprogramowania dla wszystkich wersji i możliwości.
• Aluminiowy front zapewniający trwałość i wytrzymałość.
• Elastyczne podłączenie sterowników.
• Połączenie internetowe i efektywna obsługa wielu użytkowników.

Panel dotykowy 9″ 800 × 480 IP65 Ethernet/USB/karta SD, Phoenix Contact

Panel dotykowy firmy Phoenix Contact jest wyposażony w projekcyjno-objętościowy wyświetlacz TFT o przekątnej 22,9 cm/9 cali oparty na sterowaniu czterodotykowym. Parametry panelu: rozdzielczość 800 × 480 pikseli, 16,7 mln kolorów, Arm® Cortex® A8, 1000 MHz, 2x USB host 2.0, 1 x Ethernet (10/100 Mb/s), J45, Windows® Embedded Compact 7 i oprogramowanie użytkownika: jest to platforma otwarta (bez systemu tranzytowego).

Siemens

Siemens specjalizuje się w urządzeniach do obsługi i monitorowania drugiej generacji. Oferowane przez firmę urządzenia do wizualizacji podnoszą jakość procesów w kompaktowych zakładach lub mniejszych aplikacjach. Panele SIMATIC HMI Basic 2 generacji oferują nowe możliwości obsługi i monitorowania, szczególnie dla inżynierów mechaników.

Panele Basic 2 generacji, poza jakością i wielkością wyświetlacza, oferują wiele innowacyjnych funkcji, takich jak zarządzanie recepturami, rejestrowanie alarmów, funkcja trendów i przełączanie języków. Innowacyjny interfejs użytkownika umożliwia dostęp do szerokiego zakresu funkcji i jest bardziej użyteczny dzięki nowym elementom sterującym i graficznym. 

Główne właściwości paneli HMI Basic 2 generacji:

• Idealne do prostych zastosowań HMI.
• Zaprojektowane w TIA Portal.
• Kompatybilność montażowa z panelami SIMATIC HMI Comfort.
• Możliwość elastycznej skalowalności w zakresie HMI.
• Wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości i szerokim ekranie.
• Udoskonalony i innowacyjny interfejs użytkownika.
• Ulepszona grafika i sterowanie.
• Intuicyjna obsługa za pomocą funkcji dotykowych i klawiszowych.
• Interfejs komunikacyjny dla wielu sterowników PLC.
• Wersje dla PROFIBUS lub PROFINET.
• Zapis danych w pamięci USB.
• Montaż kompatybilny z panelami SIMATIC HMI Comfort oraz z podstawowymi panelami SIMATIC HMI Basic 4″ i 6″.

Przedsiębiorstwa, które wcześnie wdrożą nową generację rozwiązań UX (User Experience), dzięki swojej zaawansowanej skuteczności będą miały w przyszłości przewagę nad konkurencją. Oto niektóre z nowych systemów wizualizacji firmy Siemens.

Panel HMI Ktp700 Basic 7″ 800 × 480 IP65, Siemens

Panele HMI są przeznaczone do obsługi i monitorowania maszyn oraz elementów systemu i współpracują z SIMATIC S7-1200. Do konfiguracji wykorzystywane jest oprogramowanie SIMATIC STEP 7 Basic, nie jest więc wymagane dodatkowe oprogramowanie. Podstawowe funkcje HMI obejmują: system sygnalizacji, zarządzanie recepturami, wykresy, możliwość dostosowania przycisków i zmianę języka. Panele maja atrakcyjny przemysłowy wzór i można je podłączyć do sieci PROFINET/Ethernet.

Eaton 

Interfejsy operatorskie HMI firmy Eaton to analogowe ekrany dotykowe z przyciskami funkcyjnymi z możliwością dostosowania do potrzeb nawet najbardziej wymagających zastosowań. Oferowane przez firmę Eaton rozwiązania w zakresie wizualizacji i automatyzacji są idealne do optymalizacji procesu produkcyjnego. Dzięki konserwacji predykcyjnej i monitorowaniu maszyn i urządzeń przedsiębiorstwa ulepszają swoje zakłady. Dowiedz się, jak Eaton przekracza granice w Przemyśle 4.0.

Eaton dzieli komponenty HMI na sprzętowe i programowe. Sprzętowe panele HMI są często znane jako OI. Sprzęt to jednostka online lub stacja operatorska, która dostarcza informacji o funkcjonalności maszyny. Na ogół jest wyposażony w wyświetlacz, ekran dotykowy, klawiaturę i porty komunikacyjne. Natomiast programowe interfejsy HMI są oparte na komputerach PC, konfigurowane i przesyłają aplikacje do i z OI. Urządzenia te uwzględniają czas działania i możliwość rozbudowy.

Interfejsy operatorskie HMI firmy Eaton oferują następujące funkcje:

• Obszerna lista sterowników i trzy porty połączeń szeregowych.
• Różnorodność rozmiarów i kolorów ekranów.
• Możliwość podłączenia do drukarki równoległej, sieci Ethernet, a nawet modułów we/wy.
• Brak konieczności stosowania oddzielnego sterownika.
• Łatwy w obsłudze edytor programów (oprogramowanie HMisoft) ułatwia konfigurowanie parametrów aplikacji i dodaje nowe funkcje upraszczające systemy monitorowania.
• Przechowywanie całej aplikacji (HMI przechowuje wszystko, łącznie z obrazami, więc edycja nie wymaga oryginalnych plików źródłowych).

Oferowane przez firmę Eaton panele operatorskie HMI zapewniają zwiększenie zaufania i współpracy operatorów, zmniejszenie czasu przestojów i strat materiałowych oraz poprawę jakości produktów. W ofercie znajdują się kolorowe ekrany LCD z podwójnym skanowaniem, kolorowe ekrany TFT z aktywną matrycą – wielkość ekranów mieści się w zakresie od 3,5 do 22 cali. Sprawdź panele HMI Eaton.

Panel dotykowy HMI 12″ 800 × 600 IP65, Eaton

Panel HMI jest wyposażony w pojedynczy wyświetlacz dotykowy o przekątnej 12 cali i umożliwia montaż od przodu. Parametry: 24 V DC, IR, 800 × 600 pikseli, 2x Ethernet, 1x RS232, 1x RS485, 1x CAN, 1x DP. Użytkownik może dostosować funkcje sterownika PLC do własnych potrzeb.

Omron 

Panele HMI firmy Omron oferują szeroką gamę różnych typów interfejsów człowiek-maszyna. Panele z serii NA firmy Omron, Omron Compact HMI, NQ5 HMI, PC Based HMI, HMI & Control, Scalable HMI, NT25 HMI i Function Key HMI. Wszystkie te urządzenia różnią się nieco pod względem funkcji i są przeznaczone do różnych zastosowań. Jednak główną zaletą nowej generacji interfejsów maszyn jest to, że urządzenia te usprawniają sterowanie i monitorowanie oraz umożliwiają lepsze połączenie między operatorem a maszyną.

Główne zalety interfejsu HMI Omron serii NA:

• Wyraźny i jasny wyświetlacz o wysokiej rozdzielczości 1280 × 800.
• Wszystkie modele są dostępne z różnymi ekranami panoramicznymi w rozmiarach 7, 9, 12 i 15 cali.
• Dwa porty Ethernet umożliwiają jednoczesny dostęp z segmentów sterowania i konserwacji.
• Zmienne NJ są współdzielone w projekcie NA w celu skrócenia czasu rozwoju, a aplikacje NA są testowane z programem NJ za pomocą symulatora.
• Oprogramowanie Sysmac Studio oferuje zintegrowane środowisko programistyczne.
• Wiele funkcji zabezpieczeń obejmuje ustawienia uprawnień do operacji i ograniczenia wykonawcze z identyfikatorami.
• Multimedia, takie jak wideo i PDF.

Omron Industrial Automation jest jednym z czołowych producentów zaawansowanych technologii z zakresu automatyki. Zobacz całą gamę interfejsów HMI i akcesoriów firmy Omron.

Programowalny terminal HMI 15″ 1024 × 768 IP65, Omron Industrial Automation

Urządzenia serii NS umożliwiają przekształcenie interfejsów HMI maszyny z prostych paneli operatorskich na narzędzia do zarządzania fabryką. Programowalny terminal HMI jest wyposażony w kolorowy wyświetlacz TFT o przekątnej 15 cali i rozdzielczości XGA 1024 × 786 pikseli. Parametry: pamięć ekranu 60 MB, łącze sterownika, USB typu slave, Ethernet, karta pamięci, RS-422A/485, USB typu master, RS-232C x 2, wideo tylko z wejściem RGB.

Crouzet

Interfejsy dotykowe Crouzet to intuicyjne interfejsy użytkownika do złożonych zastosowań, obejmujących analizę danych, bazę danych receptur, obsługę alarmów, makroobliczenia, zarządzanie znacznikami oraz funkcje przelotowe. Zastosowanie oprogramowania Crouzet touch pozwala na symulację online i offline.

Główne właściwości paneli dotykowych Crouzet:

• Szeroki zakres narzędzi.
• Specjalne sterowniki komunikacyjne dla em4 i Millenium 3 umożliwiają łatwe zarządzanie etykietami i adresowanie.
• Crouzet Touch Utility Manager pozwala na zarządzanie wszystkimi projektami HMI.
• Istniejące programy MTP HMI można zaimportować do nowego programu Crouzet Touch Soft.
• Organizacja projektów z możliwością wyświetlania nazw.
• Tworzenie własnej biblioteki i import obrazów.
• Obsługa 8 różnych języków.
• Łatwe tworzenie dowolnych obiektów funkcjonalnych w oknie głównym.
• Możliwość powiązania z typem komunikacji.

Dzięki panelom dotykowym Crouzet można w łatwy sposób wizualizować i tworzyć projekty.

Panel dotykowy 7″ 800 × 480 IP65, Crouzet

7-calowy panel dotykowy HMI firmy Crouzet wyposażony jest w zegar czasu rzeczywistego, wbudowany system chłodzenia bez wentylatorów, port programowania Millenium 3, bezpośrednią komunikację z wbudowanym serwerem VNC. Rozdzielczość wynosi 800 × 480. Typ interfejsu: Ethernet RJ-45, RS232, RS485, USB 2.0.

Red Lion 

Red Lion oferuje eleganckie, wytrzymałe i elastyczne panele HMI. W zależności od zastosowania, w fabrykach lub w bardzo odległych lokalizacjach, panele HMI umożliwiają użytkownikom łączenie, monitorowanie i sterowanie całymi procesami w wielu różnych branżach, w tym w automatyce fabrycznej, przemyśle naftowym i gazowym, energetyce i gospodarce komunalnej, gospodarce wodno-ściekowej, przemyśle morskim, wytłaczaniu tworzyw sztucznych, akwizycji danych i IIoT.

Charakterystyka paneli HMI firmy Red Lion:

• Porty szeregowe (w zależności od typu panelu HMI od 2 do 4).
• Host USB dostępny w niektórych terminalach HMI.
• Ethernet (1 lub 2).
• Programowanie w języku C.
• Konwerter protokołów.
• Porty rozszerzeń.
• Zakres temperatur od -10° do 60°C.

Wyjątkowość interfejsów HMI firmy Red Lion polega na tym, że są one wyposażone w ekrany dotykowe i moduły We/Wy, co pozwala na oszczędność miejsca dzięki zastosowaniu komponentów 2 w 1.

Wewnętrzny panel operatorski HMI, 24 V 10″ 640 × 480 IP66, Red Lion

Graphite® HMI firmy Red Lion jest pierwszym na rynku wytrzymałym panelem HMI z ekranem dotykowym, który łączy moduły We/Wy z konwersją protokołów, monitorowaniem przez Internet i rejestracją danych. Panele są dostępne w różnych rozmiarach od 7 do 15 cali, idealne do zastosowań wewnętrznych, ze sterownikami umożliwiającymi konwersję ponad 300 protokołów przemysłowych.

Wago

Wago jest jednym z liderów w dziedzinie produktów automatyki i połączeń elektrycznych. Produkowane przez Wago panele HMI są nie tylko wydajne, charakteryzują się również wyjątkowym wzornictwem i zaawansowaną technologią. Są łatwe w obsłudze, umożliwiają proste przetwarzanie danych i monitorowanie maszyn, systemów i aplikacji sterowania.

Zalety paneli dotykowych i wyświetlaczy Wago:

• Szybkość działania dzięki wysokowydajnym procesorom.
• Niezawodna praca z systemami automatyki.
• Połączenie z rozwiązaniami WAGO w chmurze. 
• Wysokowydajne wyświetlacze HMI.
• Obsługa nowoczesnych technologii.
• Możliwość programowania w różnych językach.
• Obsługa sterowników PLC.
• Możliwość symulacji offline.
• Brak wentylatora.

Odkryj gamę wielofunkcyjnych paneli dotykowych Wago w różnych rozmiarach.

Panel dotykowy 15″ 1024 × 768 IP65, Wago

Środowisko programistyczne Wago I/O Pro jest przeznaczone do tworzenia i pełnego programowania aplikacji i wizualizacji. Istniejące projekty CODESYS mogą być niemal całkowicie konwertowane i ulepszane. Parametry: Wyświetlacz TFT, 16 milionów różnych kolorów, współczynnik kontrastu 500:1. Komunikacja: MODBUS (TCP, UDP), Ethernet, Modbus RTU, CANopen.

To tylko niektóre z oferowanych przez Elfę Distrelec paneli HMI. W naszym sklepie znajdziesz wiele paneli dotykowych innych marek. Zobacz panele HMI i akcesoria Beijer oraz interfejsy człowiek-maszyna Schneider Electric.