Kuidas HMI täiustab tööstuslikku automatiseerimist: funktsioonid, PLC integreerimine, valiku- ja asendamisjuhend

HMI-d kirjeldatakse sageli kui masina ekraani, kuid sellel kirjeldusel puudub selle tegelik väärtus. Tööstusautomaatikas ühendab inim-masina liides operaatorid PLC-de, ajamite, andurite ja muude juhtimisseadmete hallatava teabe ja käskudega. Kasulik kasutajaliides muudab masina olekut hõlpsamini mõistetavaks, tõrkeid on lihtsam uurida ja rutiinseid töömuudatusi on lihtsam hallata.

Oluline küsimus ei ole lihtsalt see, mis on HMI. Samuti peavad insenerid ja ostjad teadma, kuidas see sobib juhtimisarhitektuuriga, mis teeb ühe HMI tegelikult rakenduse jaoks sobivaks ja miks vanema paneeli asendamine nõuab enamat kui ekraani suuruse sobitamist.

See juhend keskendub neile praktilistele otsustele. See selgitab, kuidas HMI töötab, kuidas see saab parandada tööstuslikke toiminguid, mida kontrollida enne selle valimist ja kuidas protsess muutub, kui asendate pärand HMI.

Mis on HMI tööstusautomaatikas ja mis see ei ole?

HMI roll

Tööstuslik HMI on kasutajaliides inimeste ja masina juhtimissüsteemi vahel. See võib kuvada protsessiväärtusi, masina olekuid, häireid, suundumusi, retsepte, tootmisloendeid ja diagnostikateavet. Volitatud operaatorid võivad seda kasutada ka seadeväärtuste muutmiseks, töörežiimide valimiseks, retseptide laadimiseks või käskude andmiseks.

HMI tavaliselt ei asenda PLC-d. PLC täidab juhtimisloogikat, samal ajal kui HMI esitab asjakohaseid andmeid ja annab operaatorile kontrollitud viisi selle loogikaga suhtlemiseks.

Näiteks võib HMI pakkimisliinil kuvada konveieri kiirust, toodete arvu, ajami olekut ja aktiivset häiret. Operaator saab valida retsepti või taotleda masina käivitamist, kuid PLC hindab siiski tingimusi ja täidab juhtimisjärjestuse.

HMI vs PLC vs SCADA

Neid kolme tehnoloogiat kasutatakse sageli koos, kuid nende rollid on erinevad.

Masina tasemel HMI vahetab tavaliselt andmeid otse ühe või mitme PLC-ga. SCADA-süsteem võib koguda andmeid paljudelt kontrolleritelt ja pakkuda laiemat tehase nähtavust.

Süsteemi taseme põhjalikuma võrdluse saamiseks vaadake meiePLC vs HMI vs SCADA juhendselle asemel, et muuta see artikkel järjekordseks arhitektuurivõrdluseks.

Kuidas HMI tegelikus automatiseerimissüsteemis töötab?

Anduri andmetest operaatoriekraanile

Tavaline masina juhtimistee näeb välja selline:

Andur või VFD → PLC → tööstusvõrk → HMI → operaator

PLC võtab vastu väljateavet, käivitab juhtprogrammi ja teeb valitud sildid või registrid HMI-le kättesaadavaks. HMI teisendab need väärtused arusaadavateks ekraanideks, olekuindikaatoriteks, häireteks, suundumusteks ja juhtnuppudeks.

Suund töötab ka vastupidiselt:

Operaatori sisend → HMI → PLC → täiturmehhanism või ajam

Kui kasutaja muudab HMI lubatud seadeväärtust, kirjutab HMI soovitud väärtuse kontrollerile. Seejärel määrab PLC loogika, kuidas seda väärtust kasutatakse. See eristus on oluline, kuna HMI on interaktsioonikiht, mitte lihtsalt puuteekraan, mis saadab kontrollimatuid käske otse seadmetele.

Millist teavet HMI vahetab?

Tüüpilised HMI andmed jagunevad kolme rühma.

Jälgimisandmedhõlmab masina olekut, mootori kiirust, temperatuuri, rõhku, tootmismahtu ja protsessi väärtusi.

Operaatori sisendidvõib sisaldada sättepunkte, režiimi valikut, retsepti valikut, lähtestamistaotlusi või käivitus- ja seiskamiskäske.

Diagnostiline teavesisaldab häireid, veakoode, seadme olekut, hooldusteateid ja ajaloolisi sündmusi.

Täpsed andmed sõltuvad rakendusest ja kontrolleri programmist. Lihtne iseseisev masin võib kasutada vaid mõnda ekraani, samas kui tootmisliini HMI võib nõuda ulatuslikke häire-, trendi-, retsepti- ja hooldusfunktsioone.

Ühised HMI sideliidesed

Füüsiline Etherneti port ei tähenda automaatselt, et kaks seadet saaksid suhelda. Insenerid peaksid eraldama kolm küsimust:

Milline füüsiline liides on saadaval? Millist protokolli kasutatakse? Kas HMI toetab nõutavat kontrolleri draiverit?

Sõltuvalt automatiseerimisplatvormist võib HMI side hõlmata Etherneti, jadaühendusi, PROFINETi, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA või muid protokolle.

Enne HMI valimist kontrollige täpset PLC mudelit, nõutavat sidemeetodit, toetatud HMI draiverit, pordinõudeid ja inseneritarkvara. See on usaldusväärsem kui eeldada ühilduvust ainult kaubamärgi või konnektori tüübi järgi.

Kuidas HMI-d tööstuslikku automatiseerimist praktikas täiustavad

HMI väärtust on lihtsam mõista, kui iga funktsioon on ühendatud töötulemusega.

Kiirem tõrketuvastus ja tõrkeotsing

Kui masin peatub, võib kasulik kasutajaliides näidata aktiivset häiret, esinemisaega, seotud seadme olekut, veakoodi ja viimast trendi teavet. See võib aidata hooldustöötajatel probleemi enne iga komponendi kontrollimist kitsendada.

Näiteks kui konveieri ajam rakendub, võib HMI näidata ajami tõrget koos kiiruse tagasiside ja masina olekuga sündmuse ajal. HMI ei paranda draivi, kuid võib lühendada teed "liin peatus" kuni "see on valdkond, mida peame uurima".

Masina ühtlasem töö

Standardsed ekraanid, heakskiidetud sättepunktid, retseptid, kasutajaload ja juhitud tööetapid võivad vähendada tarbetut erinevust operaatorite ja vahetuste vahel. Eesmärk ei ole inimliku vea kõrvaldamine. See on selleks, et muuta lubatud tööprotsess selgemaks ja järjepidevamaks.

Kiirem tootevahetus

Retseptipõhised rakendused võivad vähendada korduvat käsitsi parameetrite sisestamist. Pakendamise, toiduainete töötlemise ja partiirakenduste puhul võib operaator valida heakskiidetud tooteretsepti ja kontrollida masina uut olekut, selle asemel et palju väärtusi eraldi sisestada.

Paremad hooldusotsused

Ajaloolised häired, käitustunnid, korduvad tõrked, trendid ja diagnostikakuvad võivad aidata hooldusmeeskondadel mustreid tuvastada. Kui mootor käivitub korduvalt samades töötingimustes, võib suundumus või sündmuste ajalugu aidata tehnikutel põhjust põhjalikumalt uurida.

Kaugdiagnostika ja tugi

Mõned süsteemid võimaldavad kaugjuurdepääsu HMI-le või kaugdiagnostika tuge. See võib aidata tehaseinseneril, masinaehitajal või süsteemiintegraatoril masinateavet üle vaadata ilma füüsiliselt paneeli juures viibimata. Kaugjuurdepääs peaks siiski järgima saidi küberturvalisuse nõudeid, sealhulgas asjakohast autentimist, õigusi, võrgukujundust ja segmenteerimist.

HMI väärtust tuleks seetõttu hinnata töötulemuste, mitte ainult ekraani spetsifikatsioonide järgi.

Kus kasutatakse tööstuslikke HMI-sid?

Tööstuslikke HMI-sid kasutatakse kõikjal, kus operaatorid vajavad selget suhtlemist automatiseeritud seadmetega.

sissediskreetne tootmine ja pakendamine, kuvavad need tavaliselt masina olekuid, konveieriteavet, VFD olekut, retsepte, häireid ja ülemineku juhtelemente.

sisseenergia- ja kommunaalrakendused, HMI-d võimaldavad näha kontrolleri andmeid, seadmete olekut, protsessi väärtusi, draive, häireid ja valitud kaugfunktsioone. MeieEnergiatööstuse lahendusedleht näitab, kuidas PLC, HMI ja VFD tooted nendesse keskkondadesse sobituvad.

sisseprotsessi ja keskkonna kontrolli, saavad operaatorid jälgida temperatuuri, rõhku, niiskust, partii olekut, suundumusi ja häireid.

Sestmasinaehitajad ja originaalseadmete valmistajad, HMI valik mõjutab ka kasutuselevõttu, operaatori standardimist, PLC-ühilduvust, paneeli disaini ja tulevast varuosade planeerimist.

Kuidas valida õige tööstuslik HMI: praktiline kontrollnimekiri

HMI valik peaks algama süsteeminõuetest, mitte suurimast ekraanist või madalaimast ühikuhinnast.

Üks valdkond väärib erilist tähelepanu: tarkvara ja püsivara ühilduvus. Asenduspaneel võib sobida korpusega ja kasutada õiget sideporti, kuid see nõuab siiski projekti teisendamist, teistsugust insenerikeskkonda või püsivara tööd. Kontrollige täpset põlvkonda ja versiooni, selle asemel, et käsitleda tooteperekonda ühe vahetatava platvormina.

Kas teil on juba HMI osanumber?Kui hankite uue süsteemi asemel olemasolevat seadet, võite minna otse täpse mudeli ja saadavuse kontrollimise juurde. Sirvige meieHMI tootevalikvõi koostage teave allolevas asenduskontroll-loendis.

Uus HMI projekt vs pärand HMI asendamine: valikuprotsess on erinev

Uue automatiseerimisprojekti jaoks

Uus projekt annab insenerimeeskonnale rohkem vabadust. Praktiline tellimus on järgmine:

Rakendusnõuded → PLC arhitektuur → side → HMI funktsioonid → ekraan ja keskkond → tarkvara → elutsükkel

Eesmärk on valida platvorm, mis sobib masinaga kohe, jäädes samal ajal hooldatavaks selle eeldatava kasutusaja jooksul.

Olemasoleva masina jaoks

Asendamine algab paigaldatud süsteemist, mitte ideaalsest uuest spetsifikatsioonist.

Kasutage seda tellimust:

Olemasolev HMI osanumber → PLC või kontroller → projekti varundus → side → püsivara ja tarkvara → väljalõige ja pistikud → asendusvõimalus

Kui masin on maas, võib esmatähtis olla töö taastamine minimaalsete tehniliste muudatustega. Kui asendus on plaanis, võib uuema platvormi hindamiseks rohkem aega olla.

Miks sarnase välimusega HMI ei pruugi ühilduda?

Kahel paneelil võib olla sama ekraani suurus ja need võivad siiski mitmel olulisel viisil erineda.

Riistvaralised erinevused võivad hõlmata väljalõike mõõtmeid, võimsusnõudeid, pistikuid ja paigaldussügavust. Sideerinevused võivad hõlmata protokolli ja draiverite tuge. Tarkvaraerinevused võivad hõlmata püsivara, inseneritarkvara, käitusaegse versiooni ja projekti teisendamise nõudeid. Sama kaubamärgi erinevad põlvkonnad võivad kasutada ka erinevaid arenduskeskkondi.

Sama ekraani suurus ei tähenda asendamise vähenemist.

See on koht, kus brändipõhine juhend muutub kasulikuks. Kui töötate Rockwelli seadmetega, siis meieAllen-Bradley PanelView valiku- ja asendusjuhendhõlmab PanelView perekondi ning selle ökosüsteemi kohta kehtivaid täiendavaid tarkvara, püsivara ja katalooginumbrite küsimusi.

Millist teavet peaksite enne asendus-HMI hankimist ette valmistama?

Täielik taotlus aitab vähendada edasi-tagasi, enne kui saab arutada saadavust või ühilduvust.

Kui teil on juba osanumber või selge nimesildi foto, lisage see oma päringule. Asendusprojekti puhul on eriti kasulikud ka PLC mudel ja projekti varunduse olek.

Levinud HMI valikuvead

Valik ainult ekraani suuruse järgi.Ekraani suurus ütleb väga vähe side, tarkvara, paigalduse või projekti ühilduvuse kohta.

Sama kaubamärgi eeldamine tähendab automaatset ühilduvust.Toote põlvkonnad, kontrolleri draiverid, inseneritarkvara ja püsivara võivad sama tootja piires muutuda.

Projektifaili ja inseneritarkvara ignoreerimine.Mehaaniliselt ühilduv asendus võib siiski tekitada täiendavat inseneritööd, kui olemasolevat rakendust ei saa otse üle kanda.

Toote elutsükli ignoreerimine.Tänase probleemi lahendav HMI võib hiljem siiski varuosaprobleeme tekitada, kui ei arvestata elutsükli olekut ja tulevast saadavust.

Kaugjuurdepääsu lisamine ilma turvaplaanita.Kaugfunktsioonid tuleks kavandada koos kasutajaõiguste, autentimise, võrguarhitektuuri ja tehase turvapoliitikaga.

Millal tuleks like asendada Like vastu ja millal uuendada?

Ühte õiget vastust pole. Otsus sõltub seisakuajast, ühilduvusest, inseneriressurssidest, masina järelejäänud tööeast ja tugiriskist.

Uuem HMI ei ole automaatselt odavam valik. Migratsioon võib hõlmata tarkvara, programmeerimist, võrgumuudatusi, paneeli muutmist, valideerimist ja tootmise seisakuid. Teisest küljest võib vananenud paneeli korduv hankimine muutuda piisavalt keeruliseks, et kavandatud uuendus on praktilisem.

Kuidas SZCT Automation toetab HMI valikut ja asendamist

SZCT Automation tarnib tööstusautomaatika tooteid HMI, PLC, VFD ja nendega seotud juhtimiskategooriates. Meie praegune HMI-valik sisaldab ABB, Allen{1}}Bradley, Mitsubishi, Omroni, Schneideri ja Siemensi tooteid.

Kui teate juba vajalikku osanumbrit, alustage vastava margikategooriaga ja kontrollige täpset mudelit. Kui asendate vanema juhtpaneeli, esitage täielik osanumber, nimesildi foto, PLC mudel, kogus ja kogu teadaolev side- või projektiteave.

Brändispetsiifiliste inseneriküsimuste korral kasutage meie seotud tehnilisi juhendeid selle asemel, et käsitleda iga HMI-d vahetatavatena. Toote hankimisel tuleb järgmise sammuna kindlaks teha täpne riistvaranõue ja seejärel kinnitada saadavusKüsi hinnapakkumist.

Järeldus

Tööstusliku HMI valimine peaks algama rakenduse, juhtimisarhitektuuri ja ühilduvusnõuetega, mitte ainult ekraani suurusest. Uute projektide puhul projekteerige süsteeminõuetest lähtuvalt. Pärandasenduste puhul töötage tagasi alates installitud osanumbrist, kontrollerist, tarkvarast, sidest ja füüsilisest installist.

Kui asendate olemasoleva HMI, koguge esmalt tüübisildi teave. See üksainus samm võib ära hoida paljusid levinumaid valiku- ja hankimisvigu.

KKK

 

 

Mis on HMI tööstusautomaatikas?

HMI on kasutajaliides, mida kasutatakse masina visualiseerimiseks või teabe töötlemiseks ja volitatud käskude sisestamiseks. Tavaliselt vahetab see andmeid PLC või muu kontrolleriga ning kuvab olekut, häireid, suundumusi, retsepte ja diagnostikateavet.

Kuidas HMI suhtleb PLC-ga?

HMI suhtleb toetatud füüsilise liidese, protokolli ja kontrolleri draiveri kaudu. Sõltuvalt platvormist võib see hõlmata Etherneti, jadasidet, PROFINETi, EtherNet/IP-d, Modbus TCP-d, OPC UA-d või mõnda muud toetatud meetodit.

Mis vahe on HMI-l ja PLC-l?

PLC täidab peamiselt juhtimisloogikat. HMI esitleb peamiselt teavet ja annab operaatoritele kontrollitud viisi automatiseerimissüsteemiga suhtlemiseks. Nad töötavad sageli koos, kuid täidavad erinevaid süsteemirolle.

Kas HMI võib töötada teise tootja PLC-ga?

Mõnikord jah. Brändidevaheline suhtlus sõltub protokolli toest, saadaolevatest HMI draiveritest, kontrolleri konfiguratsioonist ning täpsest kaasatud riist- ja tarkvarast. Ärge eeldage ühilduvust ainult Etherneti ühendusega.

Kas vananenud HMI saab asendada uuema mudeliga?

Sageli, kuid uuem mudel ei pruugi olla otsene asendus. Enne asendamise või üleviimise otsustamist kontrollige sidet, draivereid, püsivara, inseneritarkvara, projekti teisendamist, paneeli väljalülitamist, toidet, pistikuid ja olemasolevat PLC-d.

Millist teavet on vaja asendus-HMI tuvastamiseks?

Alustage tootjast, täielikust osanumbrist, andmesildi fotost, PLC mudelist, sidemeetodist, projekti varundamise olekust, paigaldusteabest, kogusest ja nõutavast tarnekuupäevast.

Tasuta konsultatsioon