Pulpity operatorskie zostały po raz pierwszy zastosowane w 1988 r. i były połączone z programowalnymi sterownikami logicznymi (PLC). Od tego czasu zastosowanie pulpitów HMI zostało rozszerzone o inne produkty automatyzacji produkcji, takie jak przetwornice, systemy CNC, roboty, sterowniki bezpieczeństwa, serwomechanizmy i sterowniki ruchu.
Panel sterowniczy, panel operatorski (HMI ang. Human Machine Interface) – to urządzenie elektryczne umożliwiające kontrolę innych urządzeń elektrycznych, realizujących pewne procesy, np. technologiczne lub produkcyjne. Najprościej mówiąc HMI, jest to tłumacz pomiędzy człowiekiem a maszyną. Dzięki przygotowanej wizualizacji graficznej na panelu, operator maszyny nie rozumiejąc jak zbudowany jest układ sterowania może nim sterować.
Oficjalną nazwą produktów stosowaną przez Japońskie Stowarzyszenie Producentów Urządzeń Elektrycznych (JEMA) jest określenie „programowalne HMI”.
Pulpity operatorskie HMI pełnią trzy główne funkcje
- Wyświetlacz panelu sterowania
- Terminal wyświetlający informacje o produkcji
- Terminal wyświetlający dane
Wyświetlacz panelu sterowania
HMI używa się zamiast przełączników przewodowych, kontrolek i mierników panelowych. Od czasu wprowadzenia wykorzystywane były w wielu urządzeniach używanych do automatyzacji produkcji. Wczesne panele sterowania składały się z wyświetlacza i jednostki sterującej wyposażonej w przyciski, kontrolki i inne części. HMI to cyfrowa wersja tych paneli, umożliwiająca wyświetlanie danych tekstowych i grafik, wprowadzanie danych poprzez sterowanie dotykowe itp.
Słowo „programowalne” w „programowalnych pulpitach operatorskich HMI” oznacza możliwość swobodnego dostosowywania układu ekranu poprzez zmianę ustawień. Ogólnie rzecz ujmując, HMI są połączone ze sterownikami PLC i wykorzystywane przez nie w celu sterowania urządzeniami lub płytami mikrokomputerów.
Terminal wyświetlający informacje o produkcji
HMI wykorzystuje się do gromadzenia danych o produkcji w czasie rzeczywistym i zapewnienia bezpośredniego połączenia z systemami sterowania produkcją. Jednym z przykładów wykorzystania paneli operatorskich to stosowanie ich przy czytnikach kodów kreskowych i czytnikach magnetycznych w celu przyspieszenia wprowadzania informacji dotyczących produkcji.
Wprowadzone informacje mogą być wyświetlane na wyświetlaczach HMI, aby operatorzy mogli je zweryfikować. W życiu codziennym takie rozwiązanie można znaleźć w sklepach, gdzie zaraz po przeskanowaniu jego kodu kreskowego wyświetla się cena produktu.
Zalety korzystania z HMI
CENA
Stosunek kosztu do wydajności HMI znacząco się poprawił dzięki rozwojowi technologii ekranów ciekłokrystalicznych i półprzewodników. Liczne zalety włączenia HMI do używanego osprzętu łatwo wskazać – należą do nich redukcja kosztów części, okablowania i produkcji, zmniejszenie zajmowanej przez urządzenia przestrzeni, ogólna poprawa wyglądu oraz inne czynniki związane ze standaryzacją projektowania i produkcją paneli sterowania.
PROJEKT
Producent paneli HMI Mitsubishi Electric oferuje dedykowane oprogramowanie GT Works ułatwiające projektowanie wyświetlaczy HMI przydatne nawet tym użytkownikom, którzy nie znają języków programowania, takich jak Visual Basic, C itp. Użytkownicy tworzą obrazy układów ekranu i dodają przełączniki i kontrolki. Można np. dodać przełączniki włączające sygnał wejściowy w PLC lub ustawić kontrolki, które włączają się, gdy sygnał wyjściowy PLC zostanie włączony.
Oprogramowanie zawiera również rozbudowaną bibliotekę i innych elementów, w połączeniu z narzędziem do programomania sterowników GX Works stanowi kompletny zestaw do tworzenia systemów sterownia, oraz możliwości jego symulacji.
NIEZAWODNOŚĆ
Dzięki redukcji użytych materiałów tj.: przewody, przełączniki czy lampki sygnalizacyjne, zmniejsza się ryzyko awarii całego systemu sterownia. Kilkunaście użytych elementów zostaje zastąpionych jednym panelem HMI. Ze względów bezpieczeństwa oprogramowanie nie obsługuje najważniejszych elementów PLC. Najważniejsze przełączniki również są mechaniczne.
Wybrane zalety znajdują się w tabeli poniżej.
| Mniejszy rozmiar panelu sterowania | Możliwość wykonywania części funkcji za pomocą oprogramowania ogranicza potrzeby montowania dodatkowego sprzętu, dzięki czemu zmniejsza się przestrzeń zajmowana przez urządzenia. |
| Niższe koszty okablowania | HMI eliminuje potrzebę montowania skomplikowanego i drogiego okablowania, umożliwiając wykonywanie tych samych działań za pomocą oprogramowania. |
| Standaryzacja paneli sterowania | HMI pozwala na standaryzowanie paneli sterowania, gdyż dane wyświetlaczy mogą zostać zaktualizowane za pośrednictwem oprogramowania nawet w przypadku zmiany specyfikacji sprzętu. |
| Wartość dodana dla panelu sterowania | Poza przełącznikami i kontrolkami HMI oferuje funkcje takie jak wyświetlanie grafiki i tekstu. Możliwe jest wykonywanie różnych działań, które stanowią dodatkowe zalety panelu sterowania. |
Panel HMI GOT2000 Mitsubishi Electric
Światowy producent urządzeń w zakresie automatyki Mitsubishi Electric prezentuje w swoim portfolio kolejną generacje paneli operatorskich HMI serie GOT2000. Zaprojektowane pod kątem optymalizacji obsługi oraz monitorowania statusu urządzeń i sygnałów, nowa generacja stawia wysoko poprzeczkę producentom HMI. Co może zwrócić naszą uwagę oraz zachęcić programistów do wybierania tych paneli?
Zwiększona pojemność pamięci
Czterokrotne zwiększenie dostępnej pamięci w porównaniu z poprzednimi modelami pozwala swobodnie projektować ekrany pulpitów serii GOT2000 bez troski o ilość wolnej pamięci. Jest to możliwe dzięki zastosowanej technologii kompresji danych oraz 128 megabajtom dodatkowej pamięci na standardowej karcie SD.
Funkcja podwójnego dotyku/wykrywania gestów
Wprowadzenie funkcji podwójnego dotyku/wykrywania gestów pozwala obsługiwać pulpity serii GOT2000 tak samo wygodnie, jak obsługuje się tablety – nawet w rękawiczkach. Funkcja wykrywania gestów ułatwia użytkownikowi powiększanie wyświetlanych ekranów daje w rezultacie lepszą wizualizację danych i sprawniejszą obsługę małych przycisków. Po powiększeniu użytkownik może swobodnie przesuwać wyświetlaną część ekranu. Funkcja obsługi za pomocą gestów umożliwia powiększanie i przewijanie, a także przesuwanie obiektów na ekranie jak na przykład listy danych historycznych, ekrany alarmowe, wykresy oraz dokumenty. Ponadto, w celu jednoczesnej obsługi dwóch przycisków dla ważnych operacji, jak np. „zwolnienie blokady” i „start”, pulpity serii GOT2000 umożliwiają sterowanie dwoma palcami. W ten sposób wyeliminowano potrzebę stosowania urządzeń zewnętrznych.
Jak skonfigurować ustawienia wyświetlacza HMI?
Ustawienia wyświetlacza HMI dostosowuje się za pośrednictwem komputera i dedykowanego oprogramowania kompatybilnego z produktami HMI producenta. Użytkownicy tworzą obrazy układów ekranu i dodają przełączniki i kontrolki. Można np. dodać przełączniki włączające sygnał wejściowy w PLC lub ustawić kontrolki, które włączają się, gdy sygnał wyjściowy PLC zostanie włączony.
Dla paneli GOT2000 Mitsubishi Electric opracował środowisko MELSOFT GT Works3. Oprócz tego istnieje GT SoftGOT – oprogramowanie HMI, które na komputerze PC lub w tablecie PC zapewnia funkcjonalność pulpitu operatorskiego GOT.
Zaawansowana komunikacja
Wszystkie panele serii GOT2000 obsługują komunikację przez Ethernet, RS232 i RS422/485. Dostępne złącze karty SD oraz przedni i tylny port USB zapewniają jeszcze większą elastyczność. Wśród oferowanych opcji należy wymienić bezprzewodowy interfejs LAN do komunikacji z komputerami PC i tabletami. Umożliwia on użytkownikom ładowanie i zapis ekranów oraz korzystanie z funkcji „Transparent FA”.
Kompatybilność wsteczna
Obok zaawansowanych rozwiązań spełniających wymagania stawiane współczesnym systemom monitorowania i wizualizacji, seria GOT2000 oferuje znaczące ulepszenia w porównaniu z zastępowaną serią GOT1000, przy jednoczesnym zapewnieniu kompatybilności wstecznej. Nie zmieniły się wymiary zewnętrzne, a istniejące już projekty można łatwo załadować do pulpitów nowej serii.
Artykuł powstał we współpracy z iAutomatyka.pl
