Панели оператора. Обзор продукции Siemens, ONI, Wieland

Панель оператора: понятие и устройство

Операторская панель —неприхотливое и многофункциональное средство контроля и управления машинным оборудованием, визуализации технологических операций и их диагностики. Она делает удобной и наглядной коммуникацию между человеком и технологическим процессом. Поэтому ее еще называют разновидностью HMI —Human-Machine Interface или ЧМИ — человеко-машинного интерфейса. Это недорогая альтернатива SCADA-системам, панельным промышленным компьютерам.

На дисплее панели оператор видит параметры процесса в виде текстов, графиков, сигналов, а затем оперативно «отвечает» на информацию, нажимая кнопки на клавиатуре или через сенсорный экран, то есть использует эту же панель как пульт управления.

Качественная панель помогает быстро и точно реагировать на технологическую обстановку, не допускать аварий, ускорять пусконаладочные работы и повышать производительность.

Большинство типовых устройств включает в себя следующие элементы:

В сложных промышленных системах HMI-панель работает в связке с одним или несколькими программируемыми логическими контроллерами (ПЛК). Контроллеры управляют исполнительными механизмами. А данные в ПЛК, в свою очередь, удобно вводить через панель оператора, поскольку она обладает дружественным интерфейсом.

Функции и сферы применения

Операторские панели востребованы в промышленности, в управлении объектами жилищно-коммунального хозяйства, в системах «Умный дом», в медицинских учреждениях, где нужна автоматизация. Через них управляют станками, конвейерами и целыми системами установок.

По сути HMI-панель — мини-компьютер со своим микропроцессором, памятью. Есть возможность программировать эргономичный и понятный вид и содержание экранов так, чтобы минимизировать ошибки оператора. Например, для управления насосными станциями оператору достаточно будет запустить с панели алгоритм автоматического включения и выключения оборудования.

Часто используемые функции панелей:

HMI-панелилегко монтируются в щиты или пульты управления. Они неприхотливы, устойчивы к агрессивной среде и считаются прагматичным бюджетным выбором для сфер коммунального хозяйства и промышленности, где дорогостоящие системы визуализации типа SCADA функционально избыточны.

Виды панелей

Кнопочные текстово-графические и графические

Пример: кнопочные модели серии SIMATIC. В них выражен акцент на базовых функциях управления, а не на визуализации. Недорогие варианты могут оснащаться небольшим монохромным дисплеем. Данные вводятся с помощью клавиш, что удобно для работающих в перчатках.

Популярные серии устройств этого класса с хорошей функциональностью предлагает компания ONI. Так, монохромные кнопочные модели TD-MP-043 особенно востребованы при дефиците бюджета. Дисплей отображает тексты, пиктограммы, тренды, тревожные сообщения (алармы). Несмотря на простоту, это надежное оборудование пользуется высоким спросом при автоматизации складского хозяйства, насосных станций, систем водоочистки, котельных и др.

Сенсорные

В этих приборах больше возможности программировать графику и функции элементов управления под технологические задачи. Современные дисплеи воспроизводят яркие, насыщенные реалистичные изображения в высоком разрешении.

Источник

HMI панели оператора

HMI панели оператора

Человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ) (англ. Human-machine interface, HMI) доступны с различными аппаратными и программными функциями. Пользователи должны осуществлять выбор SCADA HMI панели оператора отталкиваясь от конкретного проекта автоматизации и его функциональности.

Конечный заказчик ожидает получить интуитивно понятный интерфейс на панели оператора, и изготовители отреагировали на это, встроив стандартные наборы интерфейсов в свои панели. Современная промышленная автоматизация не обходится без сенсорных HMI, они являются важным дополнением ко многим процессам при автоматизации машин и механизмов, расширяя возможности переключателей, кнопок и индикаторов на панели управления. Однако каждый вариант использования HMI должен тщательно оцениваться, чтобы гарантировать, что панель выбрана правильно в соответствии с требованиями технологического процесса.

Многие начинают выбор панели оператора с анализа рынка и просмотра существующих функций HMI и выбора программного обеспечения, которые на первый взгляд соответствуют потребностям. Тем не менее, более прагматичный и надежный подход заключается в обратном направлении, то есть изучении конкретных потребностей технологического процесса, чтобы подтвердить выбор всех необходимых параметров и функций.

Условия окружающей среды

Условия окружающей среды для целевого применения должны быть оценены в первую очередь, потому что HMI должна быть способна физически выживать в тех условиях, где она будет эксплуатироваться. Большинство из этих вариантов интуитивно понятны, а некоторые нет.

Для HMI эксплуатируемых в условиях, где они подвергаются воздействию падающей воды или направленного потока, требуется подбирать панель в корпусе, обеспечивающем степень защиты IP в соответствие с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96).

Если существует вероятность наличия в воздухе чистящих химикатов, технологических химических веществ или других агрессивных сред загрязнения, которые могут воздействовать на HMI, то необходимо выбирать те панели, в которых платы обработаны дополнительным слоем защитного лака или компаундом.

Другой вопрос заключается в том, будет панель SCADA установлена в помещении или на улице. Степень защиты IP предполагает использование оборудования только внутри помещений, и никак не учитывает температуру окружающего воздуха и другие факторы. Даже самые яркие HMI будут подвержены солнечным бликам на улице, а прямой солнечный свет может вызвать их перегрев. Наружные HMI необходимо располагать в более защищенных зонах или оснастить их солнцезащитными экранами.

HMI панели оператора, как правило, содержат чувствительные элементы дисплея и подсветку и из-за этого более ограничены в диапазонах рабочих температур, чем другие компоненты автоматизации. Яркость дисплея (обычно выражается в канделах на м²) и средний срок службы подсветки следует оценивать осторожно. Яркость является ключевым показателем того, насколько легко будет просматривать экран дисплея.

Физический размер дисплея HMI и особенности интерфейса

Выбор правильного размера дисплея часто требует оптимизированного подхода, ведь чем больше размер, тем он дороже стоит. Большинство операторов предпочли бы максимально возможный размер дисплея, особенно если им нужно управлять процессом с помощью сенсора, а также если панель предназначена только для мониторинга состояний или если они хотят наблюдать за изменениями на дисплее на расстоянии. Так же большие дисплеи предоставляют программистам больше возможностей для разработки графики. Но большие HMI панели стоят дороже и могут занимать и без того «драгоценное место» для установки их на дверцу шкафа.

Дисплей должен быть установлен на рабочей высоте, подходящей для большинства сотрудников, часто составляет около 165 см от уровня пола до середины дисплея.

Большинство интерфейсов HMI многоцветные, но помимо выбора физического размера дисплея пользователи должны обратить внимание на разрешение экрана в пикселях, которое определяет, насколько детализированной может быть графика.

В некоторых устройствах при вводе данных пользователи могут использовать встроенную клавиатуру или подключить внешнюю клавиатуру и мышь. Однако большинство потребителей следуют примеру мобильных устройств и устанавливают сенсорные экраны.

Важно отметить, что многие сенсорные устройства используют емкостный мультитач (от англ. Multi—touch — «множественное касание»). Эта технология обычно не воспринимает пальцы в перчатках и может перестать работать из-за воздействия воды, но она способна распознавать несколько одновременных касаний или жестов, например, изменение масштаба изображения. С другой стороны, промышленные HMI часто используют резистивную технологию с одним касанием. Резистивные сенсорные экраны работают даже с пальцами в перчатках и правильно реагируют только на одно касание за раз, что часто является лучшим вариантом для промышленного применения.

Помни про память

В дополнение к физическим размерам HMI, необходимо обратить внимание на объем возможной памяти и производительность процессора. Разработчикам необходимо оценить объем предполагаемой к использованию графики и сделать приблизительную оценку количества тегов, чтобы понять примерный объем требуемой памяти. Существуют панели управления с расширяемой памятью, что может увеличить ее возможности.

Для HMI стало обычным делом поддерживать один или несколько слотов SD-карт, чтобы пользователи могли добавлять необходимое количество памяти для хранения данных.

Подключение HMI к PLC

Связь также является ключевым фактором при выборе HMI. Чаще всего пользователям нужен порт Ethernet, чтобы панель HMI могла обмениваться данными в сети с программируемым логическим контроллером (ПЛК) (англ. Programmable Logic Controller, PLC). Однако в некоторых задачах все еще могут использоваться последовательные соединения RS232C или RS422/485. Последовательные разъемы чаще всего имеют 15-контактный тип D-Sub, но также возможны RJ-12 или даже разъемы в виде клеммника. Крайне важно, чтобы требования к присоединению к ПЛК были определены до окончания выбора HMI.

Порты USB выпускаются в двух версиях: тип A и тип B. Порты типа A (как на ПК) позволяют пользователям добавлять периферийные устройства, такие как клавиатура, мышь, карта памяти, сканер штрих-кода или другие совместимые интерфейсные устройства. Тип B (часто встречается на принтерах) позволяет пользователям подключать программный кабель для загрузки/выгрузки настроек с ПК напрямую к HMI, не отключая сеть Ethernet.

Другая необходимая функция — это выходной порт HDMI. Соединение HDMI может передавать информацию на второй монитор, например, широкоформатный телевизор, расположенный на удалении. Оператор может работать локально на дисплее HMI, в то время как другие операторы могут следить за процессом из комнаты для мониторинга.

Для очень специфических задач могут потребоваться дополнительные эзотерические соединения, такие как «аудиовыход» или «вход микрофона». Чтобы обеспечить необходимое подключение HMI, разработчикам рекомендуется составить список всех необходимых подключений и, возможно, нарисовать архитектурную схему системы.

Чек-лист программного обеспечения

Выбор правильного программного обеспечения для HMI требует детального изучения. Оно должно оцениваться по трем критериям:

Среда разработки HMI — это то, на что программисты тратят большую часть своего времени. Для конечного заказчика важно выяснить требуется ли покупка лицензии или программное обеспечение будет бесплатным. Разработчики же будут заинтересованы в простоте использования программного обеспечения и таких функциях, как редактирование с помощью перетаскивания (drag-and-drop), создание объекта по щелчку мыши и база предопределенных наиболее часто используемых объектов. Программисты захотят узнать, имеет ли программное обеспечение хорошую поддержку импорта/экспорта и инструменты для работы с базами данных, имеются ли эффективные способы копирования и дублирования работы, и есть ли встроенная среда моделирования или тестирования, чтобы разработчики могли протестировать и проверить работоспособность программы без реального оборудования.

Программисты используют программы настройки для создания тегов, которые взаимодействуют с ПЛК и другими устройствами при разработке графики, связанной с этими тегами, и для настройки других встроенных функций HMI. Вот 10 наиболее важных функций, которые следует учитывать пользователям во время выбора:

Разработчики должны понимать, что заявленные в документации технические характеристики HMI панели оператора могут не совпадать с фактическими. Для пользователей, которым требуется особый внешний вид и функциональность, лучший подход — это раскадровка нескольких типов конфигураций HMI, составление списка необходимых функций и получение версии программного обеспечения для его тестирования.

Сложные системы автоматизации могут потребовать изучения очень глубоких элементов HMI, прежде чем выбрать модель. Насколько хорошо HMI обрабатывает теги с плавающей запятой и любые связанные математические вычисления или это может стать проблемой. Логика обычно выполняется в ПЛК, а информация отображается на HMI, но некоторые HMI предлагают встроенную логику, оценку триггеров, возможность действий и функции менеджера событий

Расширение функциональности HMI

Некоторые из наиболее интересных разработок в области HMI за последние годы были связаны с удаленным доступом. Современные панели часто включают в себя встроенные веб-серверы, которые позволяют просматривать экран на любых внешних устройствах, поддерживающих веб-браузер, таких как ноутбук, смартфон или планшет.

Встроенные серверы протокола передачи файлов (FTP) облегчают разработчикам удаленное обновление и резервное копирование конфигураций HMI. Наконец, некоторые HMI могут инициировать исходящие электронные письма, чтобы удаленно уведомлять пользователей о рабочем состоянии оборудования или предупреждениях.

Функции удаленного доступа могут расширить возможности автоматизации оборудования и могут стать решающим фактором при выборе HMI панели.

Выводы и основные тезисы

SCADA HMI панели оператора являются важным элементом во многих проектах промышленной автоматизации. Аппаратные и программные функции заслуживают пристального внимания разработчиков при выборе HMI. Коммерческие же вопросы рассматривают стоимость оборудования и программного обеспечения, срок действия гарантии и возможность бесплатной поддержки. Для задач со сложными или нестандартными функциями рекомендуется получить тестовый образец аппаратного и программного обеспечения HMI, чтобы удостовериться, что оно соответствует потребностям проекта. Если программное обеспечение включает режим симуляции, доступный по низкой цене или бесплатно, то конечным пользователям гораздо проще протестировать HMI, чтобы убедиться, что она соответствует их потребностям.

Источник

Панели оператора для применения с контроллерами

Для обеспечения возможности удобного взаимодействия человека с системой автоматизации служит панель оператора, представляющая собой устройство ввода-вывода информации, и тем самым являющаяся главным средством человеко-машинного взаимодействия. Зачастую панель оператора бывает связана с одним или несколькими контроллерами, что в различных отраслях промышленности отнюдь не редкость.

Панель оператора программируется специально под управляемое оборудование так, чтобы оператор мог легко выбрать режим работы системы, ввести параметры для управления оборудованием, контролировать рабочий процесс, и получать информацию как о текущем состоянии системы, так и о предшествующих состояниях (возможно сохранение данных).

Кроме того, панель оператора позволяет вовремя выявить аварию или неполадку. Связанный с панелью контроллер осуществляет автоматическое управление, будучи соединен с панелью через современный интерфейс.

Так, панели оператора находят самое обширное применение в промышленности, в медицинской сфере, в системах автоматизированного управления зданиями и т.д.

Благодаря панелям операторов отпадает необходимость в установке большого количества управляющей и сигнальной аппаратуры, как это традиционно бывает в обычных системах автоматизации.

Панель оператора исключает необходимость установки большого количества кнопок, индикаторов, переключателей, табло, и занимает при этом очень мало места, получается своего рода многофункциональный операторский пульт.

Операторская панель легко размещается на удобном месте, будь то пульт управления, дверь шкафа, где установлено управляемое оборудование, или уже существующая панель автоматизированной системы управления технологическим процессом. Панель при этом обладает достаточным классом защиты оболочки IP.

Вот главные составные части типичной панели оператора:

Дисплей, который может быть графическим, текстовым или текстово-графическим;

Устройство ввода, которым может быть клавиатура, сенсорный экран или джойстик;

Память, ОЗУ и Flash, например в виде карты памяти;

В некоторых моделях имеется встроенный программируемый логический контроллер;

Интерфейсы для связи с внешними контроллерами и для программирования;

В комплект входит специализированное ПО.

Сегодня на рынке операторских панелей имеется большой выбор устройств различного исполнения, однако разделить их можно на следующие виды:

Панели оператора графические;

Панели оператора сенсорные;

Панели оператора текстово-графические с клавиатурой;

Панели оператора сенсорные логические.

У графических и текстово-графических панелей, оснащенных клавиатурой, имеется набор кнопок, для каждой из которых устанавливается функциональное назначение и создается группа соответствующих экранов. Здесь возможно отображение диаграмм и графиков. Для целей промышленной автоматизации графические и текстово-графические операторские панели — то, что нужно.

Примером может служить текстово-графическая панель оператора модели TP04P от Delta Electronics. Она оснащена пленочной клавиатурой, имеет монохромный LCD-дисплей, и работает под управлением интегрированного ПЛК. Поддерживается до 32 входов и выходов.

Меню многоязычное, есть часы реального времени, и, конечно, коммуникационные порты. Разные конфигурации выходов и входов панели делают доступными несколько различных ее модификаций:

TP04P-16TP1R: 8 дискретных входов, 8 дискретных выходов;

TP04P-32TP1R: 16 дискретных входов, 16 дискретных выходов;

TP04P-22XA1R: 8 дискретных входов, 8 дискретных выходов, 4 аналоговых входа, 2 аналоговых выхода;

TP04P-21EX1R: 8 дискретных входов, 8 дискретных выходов, 2 аналоговых входа, 1 аналоговый выход, 2 входа для сигналов с датчиков температуры.

Поскольку встроенный в панель ПЛК имеет ядро SS2, есть возможность подключать выходы и входы различного назначения. Есть индикаторы состояний выходов и входов. Клавиатура программируется под потребности конкретного производства. Программное обеспечение загружается в панель и через USB-порт. Есть пара портов RS485.

Эти панели активно используют сегодня в коммунальном хозяйстве, промышленности, и в других областях, где требуется автоматизация и управление. Сочетание панели с ПЛК делает данную панель не только экономически доступной, но и достаточно прагматичным решением, она занимает мало места, легко монтируется, и неприхотлива в процессе эксплуатации. ПО доступно на официальном сайте производителя. При помощи специальной карты памяти TP-PCC01 можно скопировать ПО с одной панели на другую.

Большую возможность для реализации творчества в проектировании АСУ ТП предоставляют сенсорные панели оператора. Здесь, в отличие от текстово-графических и графических панелей, доступны уникальные графические элементы и экраны с наборами всевозможных элементов. Пользователь может сам загружать свою графику, а управление осуществляется посредством сенсорной матрицы самого экрана, реагирующей на прикосновение.

Примером сенсорных панелей оператора могут служить панели серии GP-S070 от Autonics. Это поистине современные средства реализации человеко-машинного интерфейса с поддержкой не только USB, но и RS422, RS232, и Ethernet для обмена данными и их сбора с внешних сканеров штрих-кодов, ПЛК, принтеров, с последующим выводом на ЖК экран с TFT-матрицей.

В серию входят две модификации: GP-S070-T9D6 и GP-S070-T9D7. В первой портов RS422 и RS232 по одному, а во второй — пара RS232. Безукоризненно комфортный для глаз дисплей, с возможностью легкого сенсорного управления. Поддерживается множество шрифтов и библиотек изображений.

Для загрузки файлов и для управления ими служат порты USB Host и USB Device. Для взаимодействия с внешними устройствами — RS422, RS232, и Ethernet. Возможность регистрации данных также присутствует. Свежее ПО всегда доступно на официальном сайте разработчика. Для управления подключенными ПЛК и для мониторинга их параметров, предназначен порт ПЛК. Возможны любые языковые настройки отображения. Пользователь может самостоятельно разрабатывать ПО при помощи GP Editor.

Сегодня панели серии GP-S070 можно встретить в различных отраслях промышленности, где они применяются для управления и диспетчеризации, а также в других сферах, в частности в ЖКХ. Данные терминалы упрощают сложные автоматизированные системы управления технологическими процессами, и облегчают их внедрение.

Сенсорные логические панели операторов обладают встроенным ПЛК, что позволяет еще более расширить возможности для проектирования АСУ ТП, ведь здесь можно и создать и визуализировать программу, и все это в одном устройстве.

В качестве примера сенсорной логической панели можно привести TP70P от Delta Electronics. Эта панель имеет встроенный логический контроллер, и предназначена для работы в современных автоматизированных системах управления. Благодаря сочетанию цветного сенсорного дисплея с интегрированным программируемым логическим контроллером, возможна реализация широкого набора функций, гораздо большего, чем у стандартных операторских панелей.

Возможность подключения множества внешних устройств позволяет спроектировать на базе TP70P системы управления сервоприводами, температурными датчиками и реализовать многие другие проекты практически в любых сферах промышленности и хозяйства.

Серия TP70P включает четыре модификации с различием по количеству и типу выходов и входов, а также дополнительную пятую модификацию RM0 с расширением в виде интерфейса RS-485. Конкретная модель подбирается под требования пользователя, исходя из набора внешне подключаемого оборудования.

Полноцветный сенсорный TFT-дисплей разрешением 800 на 400 может отображать свыше 60000 оттенков для максимально четкой визуализации информации, это могут быть графики, диаграммы, счетчики дистанции и индикаторы.

Через порт USB в панель загружается ПО. Датчики температуры подключаются напрямую к панели. Все входы высокоскоростные. Встроенный ПЛК поддерживает программы до 8000 шагов длительностью, и может запомнить до 5000 слов. ПЛК оснащен индивидуальным портом для связи.

Фактически, в руках разработчика оказывается полноценный инструмент для управления не только простыми станками, но и сложными автоматическими системами и контрольно-измерительным оборудованием. Панель подходит не только для предприятий, но и для реализации систем «умный дом».

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Все о панелях оператора

Первые модели систем автоматизации в промышленности, обслуживании зданий и т. п. оснащались широким рядом светосигнальной и управляющей аппаратуры. С ее помощью оператор получал сведения о каждом участке для оперативного изменения параметров всего комплекса. Однако такой подход был достаточно неудобным, поэтому требовал специального управляющего устройства.

Упростить работу с автоматическими системами позволило создание систем управления – специальных приборов, объединяющих множество отдельных устройств в компактном терминале.

Что такое панель оператора

Панель оператора представляет собой устройство, при помощи которого обеспечивается быстрое введение и отображение информации в автоматизированных системах. Ее применение делает возможным обмен данными между контроллером и удаленным ПК. Устройство используется для управления отдельными приборами, технологическими процессами. Панели оператора широко применяются в разных сферах промышленности, в медицинской отрасли, в системах управления зданиями.

Виды и модели панелей оператора

Существует большое количество моделей панелей, среди них следующие:

Выбор зависит от сферы применения, целей установки и т. д.

Устройство панели

Панель оператора представляет собой плоскую конструкцию. Она оснащена дисплеем, элементами управления. Панель защищена от повреждений, негативного воздействия окружающей среды. Незначительная толщина позволяет размещать устройство на дверцу специального шкафа.

Стандартная панель оператора состоит из следующих элементов:

Некоторые устройства оснащены программируемым логическим контроллером.

Функции

Основные функции панели оператора:

Визуализация процессов в графическом режиме осуществляется с применением пиктограмм, мнемосхем. В текстовом режиме информация отображается в виде специальных символов. По причине низкой информативности текста при визуализации процессов такие панели применяются достаточно редко. Они используются в случаях, когда автоматизированные системы не отличаются большими размерами, а также когда отсутствует необходимость в постоянном контроле со стороны оператора.

Сферы применения и возможности

Панели операторов часто используются в качестве пульта управления. Получение данных о процессе осуществляется посредством обмена информацией между контроллером и другими промышленными устройствами. При этом задействуется производственная сеть. Обмен информацией производится с несколькими контроллерами одновременно. Допускается применение устройств от разных производителей, если при этом все они совместимы.

Операторская панель с контроллером обеспечивает полноценное управление производственной техникой без вмешательства персонала или при его минимальном участии.

Панели операторов часто интегрируются в АСУ ТП/АСУП. Процесс сопровождается обменом данными, что необходимо для нормального управления производственным процессом. Связь создается при помощи локальной сети компании или сервиса Industrial Ethernet.

Мониторы панелей воспроизводят насыщенные картинки в высоком разрешении. Скоростной USB-интерфейс позволяет значительно снизить время загрузки/выгрузки программы, для защиты используется пароль. Функционал также включает возможность установки ограничений на частоту копирования данных. USB-интерфейс обеспечивает эффективную защиту панелей, упрощает сервис.

Операторские панели находят широкое применение в разных отраслях производства, в медицинской сфере. Они незаменимы при автоматизации управления зданиями. Панели считаются отличной альтернативой светосигнальным приборам, управляющим устройствам. При подключении контроллера к операторской панели используется всего один интерфейсный кабель. Для обеспечения функционирования обычных автоматизированных систем применяется намного больше кабелей.

Установка панели оператора позволяет избежать использования многочисленных переключателей, кнопок, индикаторов. Все эти устройства не только снижают энергоэффективность системы, но и занимают много места. Операторская панель позволяет избежать лишних сложностей при эксплуатации автоматизированных систем. Устройство отличается компактными размерами, многофункциональностью, прочной оболочкой. Габариты панели позволяют установить ее в любом удобном месте.

Операторская панель освобождает от необходимости устанавливать дополнительные многочисленные кнопки, табло, переключатели и индикаторы, которые не только потребляют большое количество электроэнергии, но и занимают полезное пространство. Это компактное, но многофункциональное устройство, обладающее довольно прочной оболочкой, которое легко разместить в любом удобном для пользователя месте.

Источник