Utveckling av automation, HMI och OIT-gränssnitt

HMI:er och andra operatörsgränssnittsenheter är designade för att fungera i tuffa miljöer och kombinera de bästa delarna av traditionella gränssnitt med modern kommersiellt tillgänglig teknologi.

Industriella maskin- och processautomationssystem måste övervaka förhållandena, utfärda kommandon till utrustningen och samordna styrningen. Utvecklare implementerar dessa funktioner genom att kombinera ett brett utbud av industriella automationsteknologier, såsom sensorer och instrument, in-/utgångsmoduler (I/O) och digitala kontroller. Men även de mest avancerade maskinerna fungerar inte av sig själva, vilket innebär att någon form av operatörsgränssnitt måste levereras med automationssystemet.

De elektroniska enheterna som gör det möjligt för operatörer att kommunicera med automatiserade system kallas samman Human Machine Interface (HMI)… Ibland kan mer specialiserade enheter inbyggda i en annan datorplattform än en PC anropas operatörsgränssnittsterminal (OIT).

Integreringen av HMI:er och OIT-terminaler i automationssystem är avgörande av många anledningar. De erbjuder många fler gränssnittsalternativ än enkla panelenheter, och om ändringar behöver göras kan HMI eller OIT vanligtvis omkonfigureras eller omprogrammeras till en lägre kostnad.

Denna utökade funktionalitet hos operatörsgränssnittet har dock fortfarande vissa nackdelar och ökar kostnaderna för HMI och komplicerar dess underhåll. För att övervinna dessa brister är de senaste HMI:erna utformade med beprövade traditionella lösningar som använder den senaste kommersiellt tillgängliga tekniken.

Svagheter med traditionella HMI- och OIT-terminaler

Den första generationen av HMI och OIT designades för att tillåta användare att starta och stoppa enheter, förstå systemets funktion och göra ändringar.

Funktioner som larm- och händelseloggning, lagring av historisk data och trender har lagts till under åren. HMI- och OIT-terminalkonfigurationer kan kopieras och sparas, och nya enheter kan distribueras relativt snabbt om den ursprungliga enheten är skadad eller ur funktion.

Med förbättrade nätverksmöjligheter, särskilt Ethernet och Wi-Fi, behöver HMI inte längre installeras i närheten av resurser. Flera HMI:er kan installeras på en lämplig plats som kontrollrum, bil och kontor.

Dessa HMI:er, tillsammans med OIT-terminaler, hade många fördelar jämfört med trådbundna paneler, men de hade också flera nackdelar.

Exempel inkluderar följande:

• begränsningar av speciell hårdvara och mjukvara,
• höga initiala kostnader,
• löpande underhålls- och underhållskostnader,
• komplexitet och kostnad för licenshantering,
• dyr utbildning av tekniker och operatörer,
• komplexiteten i att integrera flera plattformar,
• bakåtriktade tekniker.

Operatörsgränssnittsterminaler, typiskt ad hoc och slutna system, ersätts snabbt av mer öppna alternativ. Alla bilder med tillstånd av Opto 22

Specialiserade OIT-terminaler kommer sannolikt att använda speciell hårdvara och mjukvara.Tillverkare erbjuder dessa enheter för att ge adekvat kontroll av gränssnittet för ledningssystemet i en relativt fristående design.

Eftersom enheterna är designade specifikt för den industriella marknaden kan de inte dra de kommersiella fördelarna i den utsträckning som de vanligtvis används för hemelektronik och är därför dyrare i förhållande till pris/kvalitet. De är dock traditionellt utformade för industriella miljöer och ger en praktisk och pålitlig lösning.

På grund av tillgången på mer avancerade PC-baserade HMI:er upplevs denna utrustning som bra valuta för pengarna jämfört med tidigare lösningar och ger användaren flexibilitet och anslutningsmöjligheter. En av nackdelarna var dock det ökade behovet av löpande service och underhåll.

Användare förväntar sig nu perfekt grafik, frekventa kostnadsfria uppdateringar och förbättringar av operativsystemet och enhetsapplikationer.

Avancerad hemelektronik har fått slutanvändare att lita på multimedia och intuitivt HMI på alla typer av enheter med bekväm mobil åtkomst. Groov Edge-plugin-programmet är designat för Ethernet- och USB-anslutning och gör det möjligt för utvecklare att skapa anslutnings- och datadrivna applikationer för automatiserade enheter och Internet of Things (IoT).

Innovationen på den industriella marknaden har dock gått något långsammare eftersom den är relativt liten jämfört med den mycket större konsumentmarknaden – för att inte tala om mycket mer konservativ än marknaden för avancerad personlig elektronik.

Ny HMI-teknik

Den senaste generationen av HMI åtgärdar var och en av dessa brister genom att anpassa kommersiella teknologier, införliva och bygga vidare på de bästa egenskaperna från tidigare generationer av HMI- och OIT-terminaler.

Möjliga fördelar:

Teknik med öppen källkod: I idealfallet kombinerar ett modernt HMI tillförlitligheten och användarvänligheten hos en traditionell OIT-terminal med prestanda och kostnad för ett PC-baserat HMI.

Denna kombination är möjlig om hårdvaruplattformen är baserad på ett realtidsoperativsystem med öppen källkod som Linux som inte kräver några anskaffningskostnader eller licensavgifter.

Litet utrymme, hot-swappable komponenter kan göra denna plattform lätt att använda. Den väldesignade hårdvaran gör att den kan användas även i tuffa industriella miljöer samtidigt som den ger prestanda i PC-klass.

Tillgänglig konfiguration: Anpassning är möjlig, men krävs inte, eftersom modern HMI-utrustning inkluderar inbyggda standardfunktioner för att möta de flesta behov.

PC-programvara för HMI-konfiguration är prisvärd och kräver inga begränsningar av licensavgifter. Slutanvändaren kan fokusera på att använda HMI där det är mest lämpligt utan att behöva oroa sig för uppmärkning eller körtidsbegränsning.

Enkel att använda: En uppsättning utvecklingsalternativ gör det avancerade HMI lättillgängligt för nya utvecklare att bygga grundläggande applikationer, men kan utökas helt för erfarna programmerare att utveckla sina egna applikationer med ytterligare säker åtkomst till skalet.

OEM-tillverkare behöver ofta denna flexibilitet för att programmera maskinorienterade algoritmer och till och med anpassade algoritmer i C/C++, Python och andra språk.

Integrerad display och flexibla portar: Den integrerade displayen som finns tillgänglig på vissa enheter kan vara mer än tillräckligt med HMI för många applikationer, även om HDMI-anslutningen gör att en större lokal skärm kan användas om det behövs. Dessutom gör flera Ethernet- och USB-portar och I/O-moduler det enkelt att ansluta till alla operativsystem eller operativsystem.

Nätverks- och molnanslutning: Moderna HMI:er kan ge ännu mer kraft när användare använder nätverks- och molnanslutningar. Data kan delas säkert mellan databaser och system, och HMI-visualisering kan utökas till vilken auktoriserad dator eller mobil enhet som helst. som kan vara värd för en webbläsare .

Mobila enheter: Mobilitet är ett annat nyckelelement i moderna HMI:er. När basenheten väl är installerad och konfigurerad kan alla mobila enheter säkert ansluta och bli ytterligare ett gränssnitt mellan människa och maskin, vilket ger tekniker och operatörer större flexibilitet. Utvecklare kan fokusera mer på att underhålla och hantera HMI samtidigt som de eliminerar kostnaden och komplexiteten för de underliggande plattformarna.

Den senaste generationen HMI kombinerar de bästa egenskaperna hos traditionella produkter med modern hårdvara, mjukvara och nätverksteknik med öppen källkod för att möta dessa utmaningar.

Eftersom dessa nya HMI:er enkelt och sömlöst kan anslutas till nätverk och distribueras på vilken vanlig mobil enhet som helst, upptäcker slutanvändarna att avancerad teknik uppfyller deras behov till ett pris de har råd med.

Benson Hoagland, Vice President of Marketing, Opto 22 (ett tillverkningsföretag som specialiserat sig på hård- och mjukvaruprodukter för industriell automation, fjärrövervakning och datainsamling).