Обзор тенденций и функций панелей оператора (HMI) на начало 2017 года.
Панель оператора – является базовым устройством человек-машинного интерфейса (HMI), наиболее «близкой» частью АСУ ТП к оператору и технологическому процессу. В этой публикации будут рассмотрены основные возможности современных панелей оператора и тенденции их развития.
Современные панели оператора близки по своей архитектуре к промышленным панельным компьютерам (IPC), но обладают меньшими габаритами, энергопотреблением и обычно лучше защищены от внешних воздействий. Ядром являются ARM процессоры, в основном промышленного исполнения от Texas Instruments или Samsung, в новых, преимущественно архитектуры Cortex A8. В более дешевых панелях часто используются CPU не промышленного назначения и более старой архитектуры, что повышает требования в защите таких панелей от помех и приводит к ограничениям по количеству коммуникаций и обработки данных.
Экраны новых панелей оператора широкоформатные, что увеличивает эффективную площадь отображения в 40% по сравнению с применявшимися ранее экранам с соотношением сторон 4:3. Все новые панели имеют полноцветные сенсорные экраны. В дешевых сериях ограничиваются 16-65 тысячами цветов, в основных сериях 16 миллионов цветов, при этом экраны с меньшим количеством цветов как правило обладают меньшими углами обзора и контрастностью. Переход с экранов 4:3 на широкоформатные
Вопреки сложившемуся мифу (скорее всего из-за использования очень дешевых панелей), что сенсорные экраны хуже переносят тяжелые условия эксплуатации (грязь, пыль), чем кнопочные: реальные примеры эксплуатации показывают обратную ситуацию, так как достаточно образоваться повреждению защитной пленки кнопки панели, как туда попадает влага и выводит из строя контакт. В основном используются аналоговые резистивные сенсорные экраны (5 проводные более стойки к повреждениям), так как позволяют работать оператору в перчатках и не чувствительны к наслоениям загрязнениям экрана. Стойкость сенсорного экрана зависит от используемого типа и толщины пластиковой или стеклянной фронтальной защиты, но резистивные экраны так же позволяют использовать дополнительные сменные защитные пленки. При этом появилась тенденция к расширению функционала резистивных сенсорных экранов: поддержке единичных жестов (пролистывание\протяжка, двойной клик) для управления свойствами объектов, например, масштабирования графика или вызова сервисного меню настройки и сохранения данных. Не смотря на появление панелей оператора с емкостными сенсорными экранами с функцией multitouch, в промышленности они распространения не получили и используются в основном в автоматизации зданий, по выше перечисленным причинам.
Все больше появляется решений на базе слияния панели оператора (HMI) и программируемых контроллеров (ПЛК, PAC) – панельных контроллеров (Automation Panel). Такие решения отличаются компактностью, простотой монтажа и подключения, высокой скоростью передачи данных между приложением контроллера и средой визуализации. Больше всего такое решение будет интересно для производителей различного типа станков и компактного оборудования. Пример панельных контроллеров
Сохраняется тенденция поддержки серийных интерфейсов связи таких как RS232\485\422, но их значимость падает по мере развития промышленных протоколов на базе Ethernet. В связи с этим панели все чаще оснащаются или двух портовым Ethernet хабом, или двумя независимыми Ethernet портами с поддержкой real-time Ethernet и функцией маршрутизатора.
Основные функции современных панелей оператора приближенны к SCADA-системами и перекликаются с требованиями Промышленности 4.0 (Industry 4.0) и Интернет вещей (Internet of Things):
журналы событий и аварий (Log\History Alarms and Events), с фиксированием значения контролируемых величин в момент записи, времени и логина оператора возникновения события и его сброса, возможность оперативной фильтрации журнала по заданным признакам;
фиксирование и хранение данных и их представление в графическом (временные и параметрические графики XY) и табличном виде,с функциями анализа и сравнения трэндов;
наличие объектов хранения, загрузки и редактирования рецептов (Recipes) с разными структурами в одном проекте, возможность их переноса в другие панели и на ПК;
возможность изменения логинов и паролей пользователей без перезагрузки проектов, ведение журнала изменений и активирования доступа;
контроль (диагностика) и управление подключениями устройств к панели оператора как по серийным портам, так и по Ethernet;
создание многопротокольных проектов: трансляция данных из одних подключенных устройств в другие;
поддержка работы с массивами и структурами данных, например, такими как в CoDeSys 3.5 и TwinCAT;
наличие веб-интерфейса (технология HTML5) для возможности использования планшетов и смартфонов в качестве мобильных сервисных пультов оператора;
функции удаленного доступа и обслуживания, не только для самой панели оператора, но и подключенных к ней устройств;
поддержки новых протоколов передачи данных для систем верхнего уровня и облачных технологий (MQTT и AMQP).
ООО «КоСПА», официальный представитель компания YASKAWA VIPA и ESA, поставляет современные, соответствующие данным требованиям:
панели оператора ESA elettronica основной серии EW100AA (среда разработки Crew Editor) от 4,5” до 15”;
панели оператора YASKAWA VIPA Controls профессиональной серии TP6xx (среда разработки Movicon) от 5,7” до 12,1”.
Так же доступны панельные контроллеры EW100AB и EW100AC с средой CoDeSys 3.5 и web-панели оператора EW1xxBD с емкостной сенсорной сеткой и поддержкой multitouch.
