Emberi gép interfész 101: Mi ez és hogyan válasszuk ki a megfelelőt

Mit csinál valójában egy emberi gép interfész a gyári padlón

Az emberi gép interfész, amelyet általában HMI-re rövidítenek, az a vezérlőpanel, amely lehetővé teszi a kezelők számára az ipari berendezések figyelését és interakcióját anélkül, hogy közvetlenül hozzá kellene férniük a mögöttes programozáshoz vagy vezetékekhez. Ahelyett, hogy a gépen szétszórt fizikai gombokra, tárcsákra és jelzőlámpákra hagyatkozna, a HMI-panel ezt egy digitális képernyővé egyesíti, ahol a kezelők egyetlen felületről tekinthetik meg a valós idejű adatokat, módosíthatják a beállításokat és válaszolhatnak a riasztásokra. Ez a berendezés a kezelő és a PLC (programozható logikai vezérlő) között helyezkedik el, amely ténylegesen futtatja a gép automatizálási logikáját, és a nyers rendszeradatokat olyan formátumba fordítja le, amely könnyen olvasható és használható. Az automatizált gyártósorokat, csomagolóberendezéseket vagy folyamatvezérlő rendszereket üzemeltető gyártók esetében gyakran a HMI minősége határozza meg, hogy a kezelők milyen gyorsan észlelik a problémákat, és mennyi képzésre van szükségük az új személyzetnek ahhoz, hogy magabiztosan üzemeltethessék a berendezést.

A HMI gyakori típusai és azok, ahol mindegyik elfér

Nem minden ember-gép interfész ugyanarra az alkalmazásra épül, és a megfelelő típus kiválasztása olyan tényezőktől függ, mint a környezet, a vezérelt berendezés összetettsége, és hogy mennyi adatot kell egyszerre megjeleníteni.

Alapvető szöveg alapú HMI

Ezek az egyszerűbb egységek korlátozott szöveges vagy numerikus adatokat jelenítenek meg egy kis képernyőn, gyakran fizikai gombokkal párosítva a navigációhoz. Általában olyan önálló berendezéseken használják, amelyek egyszerű vezérlési szükségletekkel rendelkeznek, ahol a teljes grafikus interfész szükségtelen költségekkel járna jelentős előnyök nélkül.

Grafikus HMI érintőképernyő

A teljes grafikus képességgel rendelkező HMI érintőképernyő lehetővé teszi a kezelők számára, hogy interakcióba lépjenek a folyamat vizuális megjelenítésével, például a tartályok szintjét, a szállítószalag állapotát vagy a hőmérsékleti trendeket bemutató animált diagramokkal. Ez a típus a legtöbb modern ipari alkalmazás standard választásává vált, mivel az érintéses navigáció gyorsabb és intuitívabb, mint a szöveges menük görgetése, különösen a több paramétert egyidejűleg kezelő kezelők számára.

SCADA-integrált HMI rendszerek

A több gépet vagy gyártósort kezelő nagyobb létesítmények esetében a HMI paneleket gyakran egy szélesebb SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) rendszerbe integrálják, lehetővé téve az egyes gépek adatainak összesítését és az üzem egészére kiterjedő megtekintését. Ezt a beállítást általában olyan létesítményekben használják, ahol a központosított felügyelet és az előzményadatok naplózása ugyanolyan fontos, mint a helyi gépvezérlés.

A HMI panel kiválasztásakor értékelendő legfontosabb tényezők

A megfelelő ipari HMI kiválasztása többet jelent, mint a képernyő méretének megválasztását – számos műszaki tényező befolyásolja, hogy a panel milyen jól fog működni a tervezett környezetben, és mennyire könnyen integrálható a meglévő berendezésekkel.

• Képernyőfelbontás és fényerő – a nagyobb felbontás javítja a részletgazdag grafikák olvashatóságát, míg a nagyobb fényerő kültéri vagy erősen tükröződő környezetben.
• Kommunikációs protokoll kompatibilitás – győződjön meg arról, hogy a HMI támogatja-e a PLC által használt protokollt, például Modbus, Ethernet/IP vagy Profinet
• Környezetvédelmi besorolás – az IP65-ös vagy magasabb besorolású panelek ellenállnak a pornak és a víznek, ami a mosóhelyiségeknél vagy a kültéri telepítéseknél számít
• Feldolgozási teljesítmény és memória – befolyásolja az interfész zökkenőmentes működését összetett grafikával, trendnaplózással vagy receptkezelési funkciókkal
• Programozási szoftver ökoszisztéma – egyes platformok könnyebben fejleszthetők és karbantarthatók, mint mások, ami befolyásolja a hosszú távú támogatási költségeket

Képernyőméret-beállítások összehasonlítása a különböző alkalmazásokhoz

A HMI kijelző méretét hozzá kell igazítani ahhoz, hogy mennyi információt kell egyszerre megjeleníteni, és mennyi fizikai panelterület áll rendelkezésre a berendezésen. Az alábbi táblázat felvázolja az általános méretkategóriákat és azok jellemző alkalmazási helyeit.

Interfész tervezése Az operátorok valóban helyesen fogják használni

Még a jó minőségű hardver is kezelői hibához vezethet, ha a képernyő elrendezése és a navigáció rosszul van megtervezve. A jó HMI interfész néhány következetes elvet követ, amelyek csökkentik a zavart és felgyorsítják a válaszidőt abnormális körülmények között.

• A kritikus riasztások és vészhelyzeti kezelőszervek vizuálisan megkülönböztethetők és következetesen elhelyezve minden képernyőn
• Következetesen használjon színkódolást, például pirosat a hibákhoz, zöldet normál működéshez, anélkül, hogy túl sok színnel terhelné a képernyőt
• Korlátozza azon menüszintek számát, amelyeken a kezelőknek navigálniuk kell, hogy elérjék a közös funkciókat
• Csak azokat az adatokat jelenítse meg, amelyekre az operátorok az adott szerepkörükhöz szükségesek, ahelyett, hogy minden elérhető adatpontot egy képernyőre zsúfolnának
• Tesztelje a felületet a tényleges kezelőkkel a végső üzembe helyezés előtt, mivel a használhatósági problémák gyakran csak a tényleges gyakorlati használat során merülnek fel

Kérdések, amelyeket fel kell tenni vásárlás vagy frissítés előtt

Legyen szó egy elöregedett panel cseréjéről vagy egy új vonal berendezésének meghatározásáról, a megfelelő kérdések előzetes feltevése segít elkerülni a későbbi kompatibilitási problémákat és a szükségtelen költségeket.

• Kompatibilis a panel a meglévő PLC márkánkkal és kommunikációs protokollunkkal?
• Milyen környezetvédelmi besorolással rendelkezik a panel, és megfelel-e a beépítési feltételeinknek?
• Tartalmazza-e a programozószoftvert, és mennyibe kerül a jövőbeni módosítások engedélyezési költsége?
• Mennyi az érintőképernyős technológia várható élettartama folyamatos ipari használat mellett?
• Elérhető a helyi műszaki támogatás, ha a panelnek hibaelhárításra vagy cserealkatrészekre van szüksége?

A megbízható működést támogató interfész kiválasztása

A jobb kiválasztása emberi gép interfész A képernyőképesség, a környezeti tartósság és a kommunikációs kompatibilitás az adott berendezéshez és működési feltételekhez való igazításán múlik, ahelyett, hogy az elérhető leggazdagabb funkciókat választaná. Azok a vásárlók, akik megerősítik a protokoll-kompatibilitást, kiválasztják a megfelelő környezeti besorolást, és előnyben részesítik az egyértelmű interfész-tervezést, általában elkerülik a kezelői zavart és az integrációs fejfájást, amely a nem megfelelő HMI-választásból ered. Mivel ez a panel az elsődleges interakciós pont az emberek és az automatizált berendezések között, ezeknek a részleteknek a helyes beállítása közvetlen hatással van mind a működési hatékonyságra, mind a munkahelyi biztonságra.