Kako HMI izboljšuje industrijsko avtomatizacijo: funkcije, integracija PLC-ja, vodnik za izbiro in zamenjavo

HMI je pogosto opisan kot zaslon na stroju, vendar ta opis nima svoje prave vrednosti. V industrijski avtomatizaciji vmesnik človek-stroj povezuje operaterje z informacijami in ukazi, ki jih upravljajo PLC-ji, pogoni, senzorji in druge krmilne naprave. Uporaben HMI omogoča lažje razumevanje stanja stroja, lažje raziskovanje napak in lažje upravljanje rutinskih sprememb delovanja.

Pomembno vprašanje ni le, kaj je HMI. Inženirji in kupci morajo tudi vedeti, kako se prilega nadzorni arhitekturi, zakaj je en HMI pravzaprav primeren za aplikacijo in zakaj zamenjava starejše plošče zahteva več kot le ujemanje velikosti zaslona.

Ta vodnik se osredotoča na te praktične odločitve. Pojasnjuje, kako deluje HMI, kako lahko izboljša industrijske operacije, kaj preveriti, preden ga izberete, in kako se postopek spremeni, ko zamenjate stari HMI.

Kaj je HMI v industrijski avtomatizaciji in kaj ni?

Vloga HMI

Industrijski HMI je upravljavski vmesnik med ljudmi in nadzornim sistemom stroja. Lahko prikaže procesne vrednosti, stanja stroja, alarme, trende, recepte, štetje proizvodnje in diagnostične informacije. Pooblaščeni operaterji ga lahko uporabljajo tudi za spreminjanje nastavljenih točk, izbiro načinov delovanja, nalaganje receptov ali izdajanje ukazov.

HMI običajno ne nadomesti PLC-ja. PLC izvaja krmilno logiko, medtem ko HMI predstavlja ustrezne podatke in omogoča operaterju nadzorovan način interakcije s to logiko.

Na primer, na pakirni liniji lahko HMI prikaže hitrost tekočega traku, število izdelkov, stanje pogona in aktivni alarm. Operater lahko izbere recept ali zahteva zagon stroja, vendar PLC še vedno oceni pogoje in izvede krmilno zaporedje.

HMI proti PLC proti SCADA

Te tri tehnologije se pogosto uporabljajo skupaj, vendar so njihove vloge različne.

HMI na ravni stroja običajno izmenjuje podatke neposredno z enim ali več PLC-ji. Sistem SCADA lahko zbira podatke od številnih krmilnikov in zagotavlja širšo preglednost obrata.

Za globljo primerjavo sistemske ravni glejte našoVodnik PLC proti HMI proti SCADAnamesto da bi ta članek spremenili v še eno primerjavo arhitekture.

Kako HMI deluje v resničnem sistemu avtomatizacije?

Od podatkov senzorja do zaslona operaterja

Običajna krmilna pot stroja izgleda takole:

Senzor ali VFD → PLC → industrijsko omrežje → HMI → operater

PLC prejme informacije o polju, izvede nadzorni program in da izbrane oznake ali registre na voljo HMI. HMI pretvori te vrednosti v razumljive zaslone, indikatorje statusa, alarme, trende in kontrole delovanja.

Smer deluje tudi obratno:

Operaterski vnos → HMI → PLC → aktuator ali pogon

Če operater spremeni dovoljeno nastavljeno točko na HMI, HMI zapiše zahtevano vrednost v krmilnik. Logika PLC nato določi, kako se ta vrednost uporabi. Ta razlika je pomembna, ker je HMI interakcijska plast, ne le zaslon na dotik, ki pošilja nenadzorovane ukaze neposredno opremi.

Katere informacije izmenjuje HMI?

Tipični podatki HMI spadajo v tri skupine.

Podatki spremljanjavključuje stanje stroja, hitrost motorja, temperaturo, tlak, štetje proizvodnje in vrednosti procesa.

Operaterski vnosilahko vključuje nastavitvene točke, izbiro načina, izbiro recepta, zahteve za ponastavitev ali ukaze za zagon in zaustavitev.

Diagnostične informacijevključuje alarme, kode napak, status naprave, sporočila o vzdrževanju in zgodovinske dogodke.

Natančni podatki so odvisni od aplikacije in programa krmilnika. Preprost samostojen stroj lahko uporablja le nekaj zaslonov, medtem ko HMI proizvodne linije lahko zahteva obsežne funkcije alarma, trenda, receptov in vzdrževanja.

Skupni komunikacijski vmesniki HMI

Fizična vrata Ethernet ne pomenijo samodejno, da lahko dve napravi komunicirata. Inženirji bi morali ločiti tri vprašanja:

Kateri fizični vmesnik je na voljo? Kateri protokol se uporablja? Ali HMI podpira zahtevani gonilnik krmilnika?

Odvisno od platforme avtomatizacije lahko komunikacija HMI vključuje Ethernet, serijske povezave, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA ali druge protokole.

Preden izberete HMI, preverite točen model PLC-ja, zahtevano komunikacijsko metodo, podprt gonilnik HMI, zahteve glede vrat in inženirsko programsko opremo. To je bolj zanesljivo kot predvidevanje združljivosti samo na podlagi blagovne znamke ali vrste priključka.

Kako HMI izboljšajo industrijsko avtomatizacijo v praksi

Vrednost HMI je lažje razumeti, ko je vsaka funkcija povezana z rezultatom delovanja.

Hitrejše odkrivanje napak in odpravljanje težav

Ko se stroj ustavi, lahko uporaben HMI prikaže aktivni alarm, čas pojava, povezano stanje naprave, kodo napake in nedavne informacije o trendu. To lahko vzdrževalnemu osebju pomaga zmanjšati težavo, preden pregleda vsako komponento.

Če se na primer izklopi pogon tekočega traku, lahko HMI prikaže napako pogona skupaj s povratno informacijo o hitrosti in stanjem stroja v času dogodka. HMI ne popravi pogona, lahko pa skrajša pot od "linija ustavljena" do "to je področje, ki ga moramo raziskati."

Bolj dosledno delovanje stroja

Standardni zasloni, odobrene nastavitvene točke, recepti, uporabniška dovoljenja in vodeni koraki delovanja lahko zmanjšajo nepotrebne razlike med operaterji in izmenami. Cilj ni odpraviti človeške napake. Namen je narediti dovoljeni operativni proces jasnejši in doslednejši.

Hitrejša menjava izdelkov

Aplikacije, ki temeljijo na receptih, lahko zmanjšajo ponavljajoče se ročno vnašanje parametrov. Pri pakiranju, predelavi hrane in serijskih aplikacijah lahko operater izbere odobren recept za izdelek in preveri novo stanje stroja, namesto da bi ločeno vnašal številne vrednosti.

Boljše odločitve o vzdrževanju

Pretekli alarmi, ure delovanja, ponavljajoče se napake, trendi in diagnostični zasloni lahko pomagajo vzdrževalnim ekipam prepoznati vzorce. Če se motor večkrat izklopi pod enakimi delovnimi pogoji, lahko trend ali zgodovina dogodkov pomaga tehnikom raziskati vzrok z več konteksta.

Oddaljena diagnostika in podpora

Nekateri sistemi omogočajo oddaljen dostop HMI ali oddaljeno diagnostično podporo. To lahko pomaga inženirju obrata, izdelovalcu strojev ali sistemskemu integratorju pregledati informacije o stroju, ne da bi bil fizično na plošči. Oddaljeni dostop mora še vedno upoštevati zahteve spletnega mesta glede kibernetske varnosti, vključno z ustreznim preverjanjem pristnosti, dovoljenji, zasnovo omrežja in segmentacijo.

Vrednost HMI je zato treba ovrednotiti glede na operativne rezultate, ne samo glede na specifikacije zaslona.

Kje se uporabljajo industrijski HMI?

Industrijski HMI se uporabljajo povsod, kjer operaterji potrebujejo jasno interakcijo z avtomatizirano opremo.

noterdiskretna izdelava in pakiranje, običajno prikazujejo stanja stroja, informacije o transportnem traku, status VFD, recepte, alarme in nadzor preklopa.

noterenergetske in komunalne aplikacije, lahko HMI zagotovijo vpogled v podatke krmilnika, stanje opreme, vrednosti procesa, pogone, alarme in izbrane oddaljene funkcije. NašRešitve za energetsko industrijostran prikazuje, kako se izdelki PLC, HMI in VFD lahko prilegajo tem okoljem.

noternadzor nad procesom in okoljem, lahko operaterji spremljajo temperaturo, tlak, vlažnost, stanje serije, trende in alarme.

Zaproizvajalci strojev in proizvajalci originalne opreme, izbira HMI vpliva tudi na zagon, standardizacijo operaterja, združljivost PLC-jev, zasnovo plošče in prihodnje načrtovanje rezervnih delov.

Kako izbrati pravi industrijski HMI: Praktični kontrolni seznam

Izbira HMI se mora začeti s sistemskimi zahtevami, ne z največjim zaslonom ali najnižjo ceno na enoto.

Eno področje si zasluži dodatno pozornost: združljivost programske in vdelane programske opreme. Nadomestna plošča se lahko prilega ohišju in uporablja pravilna komunikacijska vrata, vendar še vedno zahteva pretvorbo projekta, drugačno inženirsko okolje ali delo z vdelano programsko opremo. Preverite natančno generacijo in različico, namesto da družino izdelkov obravnavate kot eno samo zamenljivo platformo.

Že imate številko dela HMI?Če nabavljate obstoječo enoto in ne načrtujete novega sistema, lahko preskočite neposredno na preverjanje natančnega modela in razpoložljivosti. Prebrskajte našoPaleta izdelkov HMIali pripravite informacije na spodnjem kontrolnem seznamu za zamenjavo.

Nov projekt HMI v primerjavi s podedovano zamenjavo HMI: izbirni postopek je drugačen

Za nov projekt avtomatizacije

Nov projekt daje inženirski ekipi več svobode. Praktični vrstni red je:

Zahteve za uporabo → PLC arhitektura → komunikacija → HMI funkcije → zaslon in okolje → programska oprema → življenjski cikel

Cilj je izbrati platformo, ki zdaj ustreza stroju, hkrati pa jo je mogoče vzdrževati v pričakovani življenjski dobi.

Za obstoječi stroj

Zamenjava se začne z nameščenim sistemom, ne z idealno novo specifikacijo.

Uporabite ta vrstni red:

Obstoječa številka dela HMI → PLC ali krmilnik → varnostna kopija projekta → komunikacija → vdelana programska oprema in programska oprema → izrez in konektorji → razpoložljivost zamenjave

Če stroj ne deluje, je lahko takojšnja prednostna naloga obnovitev delovanja z minimalnimi inženirskimi spremembami. Če je zamenjava načrtovana, bo morda na voljo več časa za oceno novejše platforme.

Zakaj podoben HMI morda ni združljiv

Dve plošči imata lahko enako velikost zaslona, ​​vendar se še vedno razlikujeta v več pomembnih pogledih.

Razlike v strojni opremi lahko vključujejo dimenzije izreza, zahteve glede napajanja, priključke in globino vgradnje. Razlike v komunikaciji lahko vključujejo podporo za protokol in gonilnik. Razlike v programski opremi lahko vključujejo vdelano programsko opremo, inženirsko programsko opremo, različico izvajalnega okolja in zahteve za pretvorbo projekta. Različne generacije znotraj iste znamke lahko uporabljajo tudi različna razvojna okolja.

Enaka velikost zaslona ne pomeni zmanjšanja zamenjave.

Tukaj postane uporaben vodnik za posamezne blagovne znamke. Če delate z opremo Rockwell, našAllen-Bradley Vodnik za izbiro in zamenjavo PanelViewzajema družine PanelView in vprašanja o dodatni programski opremi, vdelani programski opremi in kataloški številki, ki veljajo za ta ekosistem.

Katere informacije morate pripraviti, preden pridobite nadomestni HMI?

Popolna zahteva pomaga zmanjšati naprej in nazaj, preden je mogoče razpravljati o razpoložljivosti ali združljivosti.

Če že imate številko dela ali jasno fotografijo tablice z imenom, jo ​​vključite v zahtevo. Za nadomestni projekt sta še posebej uporabna tudi model PLC in status varnostne kopije projekta.

Pogoste napake pri izbiri HMI

Izbira samo glede na velikost zaslona.Velikost zaslona pove zelo malo o komunikaciji, programski opremi, namestitvi ali združljivosti projektov.

Predpostavka iste znamke pomeni samodejno združljivost.Generacije izdelkov, gonilniki krmilnikov, inženirska programska oprema in vdelana programska oprema se lahko spreminjajo znotraj istega proizvajalca.

Ignoriranje projektne datoteke in inženirske programske opreme.Mehansko združljiva zamenjava lahko vseeno povzroči dodatno inženirsko delo, če obstoječe aplikacije ni mogoče neposredno prenesti.

Ignoriranje življenjskega cikla izdelka.HMI, ki rešuje današnjo težavo, lahko pozneje še vedno povzroči težavo z rezervnimi deli, če se ne upošteva status življenjskega cikla in prihodnja razpoložljivost.

Dodajanje oddaljenega dostopa brez varnostnega načrta.Oddaljene funkcije je treba oblikovati skupaj z uporabniškimi dovoljenji, avtentikacijo, omrežno arhitekturo in varnostno politiko obrata.

Kdaj bi morali zamenjati Like za Like in kdaj bi morali nadgraditi?

En sam pravilen odgovor ni. Odločitev je odvisna od izpadov, združljivosti, inženirskih virov, preostale življenjske dobe stroja in tveganja podpore.

Novejši HMI ni samodejno nižja možnost. Migracija lahko vključuje programsko opremo, programiranje, spremembe v omrežju, spreminjanje plošče, preverjanje veljavnosti in izpad proizvodnje. Po drugi strani pa lahko večkratno pridobivanje zastarele plošče postane dovolj težko, da je načrtovana nadgradnja bolj praktična.

Kako avtomatizacija SZCT podpira izbiro in zamenjavo HMI

SZCT Automation dobavlja izdelke za industrijsko avtomatizacijo v HMI, PLC, VFD in sorodnih kategorijah krmiljenja. Naša trenutna ponudba HMI vključuje izdelke ABB, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron, Schneider in Siemens.

Če že poznate zahtevano številko dela, začnite z ustrezno kategorijo znamke in preverite točen model. Če nadomeščate starejšo upravljalno ploščo, navedite celotno številko dela, fotografijo imenske tablice, model PLC, količino in vse znane informacije o komunikaciji ali projektu.

Za inženirska vprašanja, specifična za blagovno znamko, uporabite naše povezane tehnične vodnike, namesto da bi vsak HMI obravnavali kot zamenljivega. Pri pridobivanju izdelkov je naslednji korak določitev natančne zahteve glede strojne opreme in nato potrditev razpoložljivostiZahtevajte ponudbo.

Zaključek

Izbira industrijskega HMI se mora začeti z aplikacijo, arhitekturo nadzora in zahtevami glede združljivosti, ne pa samo z velikostjo zaslona. Za nove projekte načrtujte od sistemskih zahtev naprej. Za podedovane zamenjave delajte nazaj od nameščene številke dela, krmilnika, programske opreme, komunikacije in fizične namestitve.

Če nadomeščate obstoječi HMI, najprej zberite podatke z imenske tablice. Ta en sam korak lahko prepreči številne najpogostejše napake pri izbiri in nabavi.

pogosta vprašanja

 

 

Kaj je HMI v industrijski avtomatizaciji?

HMI je uporabniški vmesnik, ki se uporablja za vizualizacijo informacij o stroju ali procesu in vnos pooblaščenih ukazov. Običajno izmenjuje podatke s PLC-jem ali drugim krmilnikom in lahko prikaže status, alarme, trende, recepte in diagnostične informacije.

Kako HMI komunicira s PLC-jem?

HMI komunicira prek podprtega fizičnega vmesnika, protokola in gonilnika krmilnika. Odvisno od platforme lahko to vključuje Ethernet, serijsko komunikacijo, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA ali drugo podprto metodo.

Kakšna je razlika med HMI in PLC?

PLC primarno izvaja krmilno logiko. HMI predstavlja predvsem informacije in omogoča operaterjem nadzorovan način interakcije s sistemom avtomatizacije. Pogosto delata skupaj, vendar opravljata različne sistemske vloge.

Ali lahko HMI deluje s PLC-jem drugega proizvajalca?

Včasih, ja. Komunikacija med blagovnimi znamkami je odvisna od podpore za protokol, razpoložljivih gonilnikov HMI, konfiguracije krmilnika ter natančne vključene strojne in programske opreme. Ne domnevajte združljivosti zgolj iz ethernetne povezave.

Ali je mogoče zastareli HMI zamenjati z novejšim modelom?

Pogosto, vendar novejši model morda ni neposredna zamenjava. Preverite komunikacijo, gonilnike, vdelano programsko opremo, inženirsko programsko opremo, pretvorbo projekta, izrez plošče, napajanje, konektorje in obstoječi PLC, preden se odločite za zamenjavo ali selitev.

Katere informacije so potrebne za identifikacijo nadomestnega HMI?

Začnite s proizvajalcem, celotno številko dela, fotografijo tablice z imenom, modelom PLC-ja, načinom komunikacije, stanjem varnostne kopije projekta, informacijami o montaži, količino in zahtevanim datumom dostave.

Brezplačno svetovanje