Kaip HMI pagerina pramonės automatizavimą: funkcijos, PLC integravimas, atrankos ir keitimo vadovas

HMI dažnai apibūdinamas kaip mašinos ekranas, tačiau šiame aprašyme trūksta tikrosios vertės. Pramoninėje automatizacijoje žmogaus ir mašinos sąsaja sujungia operatorius su informacija ir komandomis, kurias tvarko PLC, pavaros, jutikliai ir kiti valdymo įrenginiai. Naudingas HMI leidžia lengviau suprasti mašinos būseną, lengviau ištirti gedimus ir lengviau valdyti įprastinius veikimo pakeitimus.

Svarbus klausimas yra ne tik tai, kas yra HMI. Inžinieriai ir pirkėjai taip pat turi žinoti, kaip jis dera su valdymo architektūra, dėl ko vienas HMI iš tikrųjų tinkamas programai ir kodėl norint pakeisti senesnį skydelį reikia daugiau nei suderinti ekrano dydį.

Šiame vadove pagrindinis dėmesys skiriamas tiems praktiniams sprendimams. Jame paaiškinama, kaip veikia HMI, kaip jis gali pagerinti pramonines operacijas, ką patikrinti prieš pasirenkant ir kaip keičiasi procesas, kai keičiate seną HMI.

Kas yra pramoninės automatikos HMI ir kas tai nėra?

HMI vaidmuo

Pramoninis HMI yra operatoriaus sąsaja tarp žmonių ir mašinos valdymo sistemos. Jis gali rodyti proceso vertes, mašinos būsenas, pavojaus signalus, tendencijas, receptus, produkcijos skaičių ir diagnostinę informaciją. Įgalioti operatoriai taip pat gali jį naudoti norėdami pakeisti nustatytas vertes, pasirinkti darbo režimus, įkelti receptus arba išduoti komandas.

HMI paprastai nepakeičia PLC. PLC vykdo valdymo logiką, o HMI pateikia atitinkamus duomenis ir suteikia operatoriui kontroliuojamą būdą sąveikauti su ta logika.

Pavyzdžiui, ant pakavimo linijos HMI gali rodyti konvejerio greitį, gaminių skaičių, pavaros būseną ir aktyvų pavojaus signalą. Operatorius gali pasirinkti receptą arba paprašyti paleisti mašiną, tačiau PLC vis tiek įvertina sąlygas ir vykdo valdymo seką.

HMI vs PLC vs SCADA

Šios trys technologijos dažnai naudojamos kartu, tačiau jų vaidmenys skiriasi.

Įrenginio lygio HMI paprastai keičiasi duomenimis tiesiogiai su vienu ar daugiau PLC. SCADA sistema gali rinkti duomenis iš daugelio valdiklių ir užtikrinti platesnį įrenginio matomumą.

Norėdami gauti išsamesnį sistemos lygio palyginimą, žrPLC vs HMI vs SCADA vadovaso ne paversti šį straipsnį kitu architektūros palyginimu.

Kaip HMI veikia tikroje automatizavimo sistemoje?

Iš jutiklio duomenų į operatoriaus ekraną

Įprastas mašinos valdymo kelias atrodo taip:

Jutiklis arba VFD → PLC → pramoninis tinklas → HMI → operatorius

PLC gauna lauko informaciją, vykdo valdymo programą ir pasirinktas žymas arba registrus pateikia HMI. HMI konvertuoja šias reikšmes į suprantamus ekranus, būsenos indikatorius, aliarmus, tendencijas ir valdymo valdiklius.

Kryptis taip pat veikia atvirkščiai:

Operatoriaus įvestis → HMI → PLC → pavara arba pavara

Jei operatorius pakeičia leistiną kontrolinę vertę HMI, HMI įrašo prašomą reikšmę į valdiklį. Tada PLC logika nustato, kaip ši reikšmė naudojama. Šis skirtumas yra svarbus, nes HMI yra sąveikos sluoksnis, o ne tiesiog jutiklinis ekranas, siunčiantis nekontroliuojamas komandas tiesiai į įrangą.

Kokia informacija keičiasi HMI?

Tipiški HMI duomenys skirstomi į tris grupes.

Stebėjimo duomenysapima mašinos būseną, variklio greitį, temperatūrą, slėgį, gamybos skaičių ir proceso vertes.

Operatoriaus įėjimaigali apimti nustatytas vertes, režimo pasirinkimą, recepto pasirinkimą, atstatymo užklausas arba paleidimo ir sustabdymo komandas.

Diagnostinė informacijaapima pavojaus signalus, gedimų kodus, įrenginio būseną, priežiūros pranešimus ir istorinius įvykius.

Tikslūs duomenys priklauso nuo programos ir valdiklio programos. Paprastas atskiras įrenginys gali naudoti tik kelis ekranus, o gamybos linijos HMI gali prireikti daug aliarmo, tendencijų, receptų ir priežiūros funkcijų.

Bendrosios HMI ryšio sąsajos

Fizinis Ethernet prievadas automatiškai nereiškia, kad du įrenginiai gali bendrauti. Inžinieriai turėtų atskirti tris klausimus:

Kokia fizinė sąsaja galima? Koks protokolas naudojamas? Ar HMI palaiko reikiamą valdiklio tvarkyklę?

Priklausomai nuo automatizavimo platformos, HMI ryšys gali apimti Ethernet, nuosekliąsias jungtis, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA ar kitus protokolus.

Prieš pasirinkdami HMI, patikrinkite tikslų PLC modelį, reikalingą ryšio metodą, palaikomą HMI tvarkyklę, prievado reikalavimus ir inžinerinę programinę įrangą. Tai patikimiau, nei manyti, kad suderinamumas yra tik prekės pavadinimas ar jungties tipas.

Kaip HMI tobulina pramoninę automatizavimą praktikoje

HMI reikšmę lengviau suprasti, kai kiekviena funkcija susieta su veikimo rezultatu.

Greitesnis gedimų aptikimas ir trikčių šalinimas

Kai mašina sustoja, naudingas HMI gali parodyti aktyvų aliarmą, įvykio laiką, susijusio įrenginio būseną, gedimo kodą ir naujausių tendencijų informaciją. Tai gali padėti techninės priežiūros darbuotojams susiaurinti problemą prieš tikrinant kiekvieną komponentą.

Pavyzdžiui, suveikia konvejerio pavara, HMI gali parodyti pavaros gedimą kartu su greičio grįžtamuoju ryšiu ir mašinos būsena įvykio metu. HMI netaiso disko, bet gali sutrumpinti kelią nuo „sustabdytos linijos“ iki „tai sritis, kurią turime ištirti“.

Nuoseklus mašinos veikimas

Standartiniai ekranai, patvirtintos nustatytos vertės, receptai, naudotojo leidimai ir vadovaujami veikimo veiksmai gali sumažinti nereikalingus operatorių ir pamainų skirtumus. Tikslas nėra pašalinti žmogiškųjų klaidų. Taip siekiama, kad leidžiamas veikimo procesas būtų aiškesnis ir nuoseklesnis.

Greitesnis produktų keitimas

Receptais pagrįstos programos gali sumažinti kartotinį parametrų įvedimą rankiniu būdu. Pakavimo, maisto perdirbimo ir partijų programose operatorius gali pasirinkti patvirtintą produkto receptą ir patikrinti naujos mašinos būseną, o ne atskirai įvesti daug verčių.

Geresni priežiūros sprendimai

Istoriniai pavojaus signalai, veikimo valandos, pasikartojantys gedimai, tendencijos ir diagnostikos ekranai gali padėti techninės priežiūros komandoms nustatyti modelius. Jei variklis pakartotinai suveikia esant toms pačioms eksploatacinėms sąlygoms, tendencija arba įvykių istorija gali padėti technikai ištirti priežastį, atsižvelgiant į išsamesnį kontekstą.

Nuotolinė diagnostika ir palaikymas

Kai kurios sistemos leidžia nuotolinę HMI prieigą arba nuotolinę diagnostikos palaikymą. Tai gali padėti gamyklos inžinieriui, mašinų gamintojui ar sistemos integratoriui peržiūrėti mašinos informaciją fiziškai nebūnant prie skydelio. Nuotolinė prieiga vis tiek turėtų atitikti svetainės kibernetinio saugumo reikalavimus, įskaitant tinkamą autentifikavimą, leidimus, tinklo dizainą ir segmentavimą.

Todėl HMI vertė turėtų būti vertinama pagal veikimo rezultatus, o ne tik pagal ekrano specifikacijas.

Kur naudojami pramoniniai HMI?

Pramoniniai HMI naudojami visur, kur operatoriams reikia aiškios sąveikos su automatizuota įranga.

Įatskira gamyba ir pakavimas, jie dažniausiai rodo mašinos būsenas, konvejerio informaciją, VFD būseną, receptus, pavojaus signalus ir perjungimo valdiklius.

Įenergetikos ir komunalinių paslaugų srityse, HMI gali užtikrinti valdiklio duomenų, įrangos būsenos, proceso verčių, pavarų, aliarmų ir pasirinktų nuotolinių funkcijų matomumą. MūsųEnergetikos pramonės sprendimaipuslapyje parodyta, kaip PLC, HMI ir VFD produktai gali tilpti į šią aplinką.

Įproceso ir aplinkos kontrolė, operatoriai gali stebėti temperatūrą, slėgį, drėgmę, partijos būseną, tendencijas ir aliarmus.

Užmašinų gamintojai ir originalios įrangos gamintojai, HMI pasirinkimas taip pat turi įtakos paleidimui, operatoriaus standartizavimui, PLC suderinamumui, skydelio dizainui ir būsimų atsarginių dalių planavimui.

Kaip pasirinkti tinkamą pramoninį HMI: praktinis kontrolinis sąrašas

HMI pasirinkimas turėtų prasidėti nuo sistemos reikalavimų, o ne nuo didžiausio ekrano ar mažiausios vieneto kainos.

Viena sritis nusipelno ypatingo dėmesio: programinės įrangos ir programinės įrangos suderinamumas. Pakaitinis skydelis gali tilpti į korpusą ir naudoti tinkamą ryšio prievadą, bet vis tiek reikės projekto konvertavimo, kitos inžinerinės aplinkos arba programinės įrangos darbo. Patikrinkite tikslią kartą ir versiją, o ne traktuokite produktų šeimą kaip vieną keičiamą platformą.

Jau turite HMI dalies numerį?Jei perkate esamą įrenginį, o ne kuriate naują sistemą, galite pereiti prie tikslaus modelio ir prieinamumo patikrų. Naršykite mūsųHMI produktų asortimentasarba paruoškite informaciją toliau pateiktame pakeitimo kontroliiniame sąraše.

Naujas HMI projektas ir senasis HMI pakeitimas: atrankos procesas skiriasi

Naujam automatizavimo projektui

Naujas projektas suteikia inžinierių komandai daugiau laisvės. Praktinė tvarka yra tokia:

Programos reikalavimai → PLC architektūra → ryšys → HMI funkcijos → ekranas ir aplinka → programinė įranga → gyvavimo ciklas

Tikslas yra pasirinkti platformą, kuri dabar tinka mašinai ir išliks prižiūrėta per numatomą jos tarnavimo laiką.

Esamai mašinai

Keitimas prasideda nuo įdiegtos sistemos, o ne nuo idealios naujos specifikacijos.

Naudokite šį užsakymą:

Esamas HMI dalies numeris → PLC arba valdiklis → projekto atsarginė kopija → ryšys → programinė įranga ir programinė įranga → išjungimas ir jungtys → galimybė pakeisti

Jei mašina neveikia, pirmenybė gali būti teikiama veikimo atkūrimui su minimaliais inžineriniais pakeitimais. Jei planuojama pakeisti, gali likti daugiau laiko įvertinti naujesnę platformą.

Kodėl panašiai atrodantis HMI gali būti nesuderinamas?

Dviejų skydelių ekranas gali būti vienodo dydžio ir vis tiek skiriasi keliais svarbiais būdais.

Aparatūros skirtumai gali apimti išpjovos matmenis, galios reikalavimus, jungtis ir montavimo gylį. Ryšio skirtumai gali apimti protokolo ir tvarkyklės palaikymą. Programinės įrangos skirtumai gali apimti programinę-aparatinę įrangą, inžinerinę programinę įrangą, vykdymo laiko versiją ir projekto konvertavimo reikalavimus. Skirtingos to paties prekės ženklo kartos taip pat gali naudoti skirtingas kūrimo aplinkas.

Toks pat ekrano dydis nereiškia, kad jį reikia pakeisti.

Čia praverčia konkretaus prekės ženklo vadovas. Jei dirbate su Rockwell įranga, mūsųAllen{0}}Bradley PanelView pasirinkimo ir pakeitimo vadovasapima PanelView šeimas ir papildomą programinės įrangos, programinės įrangos ir katalogo numerio klausimus, taikomus tai ekosistemai.

Kokią informaciją turėtumėte paruošti prieš įsigydami pakaitinį HMI?

Išsami užklausa padeda sumažinti pirmyn ir atgal, kol bus galima aptarti pasiekiamumą arba suderinamumą.

Jei jau turite dalies numerį arba aiškią vardinės lentelės nuotrauką, įtraukite ją į savo užklausą. Pakeitimo projektui taip pat ypač naudingas PLC modelis ir projekto atsarginės kopijos būsena.

Dažnos HMI pasirinkimo klaidos

Renkantis tik pagal ekrano dydį.Ekrano dydis labai mažai pasako apie ryšį, programinę įrangą, montavimą ar projekto suderinamumą.

Darant prielaidą, kad tas pats prekės ženklas reiškia automatinį suderinamumą.Produktų kartos, valdiklių tvarkyklės, inžinerinė programinė įranga ir programinė įranga gali keistis to paties gamintojo viduje.

Projekto failo ir inžinerinės programinės įrangos ignoravimas.Mechaniškai suderinamas pakeitimas vis tiek gali sukurti papildomų inžinerinių darbų, jei esamos programos negalima tiesiogiai perkelti.

Nepaisoma produkto gyvavimo ciklo.HMI, kuris išsprendžia šiandieninę problemą, vėliau gali sukelti atsarginių dalių problemą, jei neatsižvelgiama į gyvavimo ciklo būseną ir būsimą prieinamumą.

Nuotolinės prieigos pridėjimas be saugos plano.Nuotolinės funkcijos turėtų būti sukurtos kartu su vartotojo leidimais, autentifikavimu, tinklo architektūra ir gamyklos saugos politika.

Kada turėtumėte pakeisti „Like“ į „Like“ ir kada atnaujinti?

Vieno teisingo atsakymo nėra. Sprendimas priklauso nuo prastovos, suderinamumo, inžinerinių išteklių, likusio mašinos naudojimo laiko ir palaikymo rizikos.

Naujesnis HMI automatiškai nėra pigesnis pasirinkimas. Perkėlimas gali apimti programinę įrangą, programavimą, tinklo pakeitimus, skydelio modifikavimą, patvirtinimą ir gamybos prastovą. Kita vertus, pakartotinai įsigyti pasenusio skydelio gali būti pakankamai sunku, kad planuojamas atnaujinimas būtų praktiškesnis.

Kaip SZCT Automation palaiko HMI pasirinkimą ir keitimą

SZCT Automation tiekia pramoninės automatikos produktus HMI, PLC, VFD ir susijusioms valdymo kategorijoms. Mūsų dabartinį HMI asortimentą sudaro ABB, Allen{1}}Bradley, Mitsubishi, Omron, Schneider ir Siemens produktai.

Jei jau žinote reikiamą dalies numerį, pradėkite nuo atitinkamos prekės ženklo kategorijos ir patikrinkite tikslų modelį. Jei keičiate senesnį operatoriaus skydelį, pateikite visą dalies numerį, vardinės lentelės nuotrauką, PLC modelį, kiekį ir bet kokią žinomą komunikacijos ar projekto informaciją.

Kilus specifiniams prekės ženklo inžineriniams klausimams, naudokite mūsų susijusius techninius vadovus, o ne kiekvieną HMI kaip sukeičiamą. Jei norite įsigyti produktą, kitas žingsnis yra nustatyti tikslius aparatinės įrangos reikalavimus ir patvirtinti prieinamumąPrašyti kainos pasiūlymo.

Išvada

Pramoninio HMI pasirinkimas turėtų prasidėti nuo programos, valdymo architektūros ir suderinamumo reikalavimų, o ne vien nuo ekrano dydžio. Naujiems projektams projektuokite pagal sistemos reikalavimus. Jei norite pakeisti senus, dirbkite atgal nuo įdiegto dalies numerio, valdiklio, programinės įrangos, ryšių ir fizinio diegimo.

Jei keičiate esamą HMI, pirmiausia surinkite vardinės lentelės informaciją. Šis vienintelis žingsnis gali užkirsti kelią daugeliui dažniausiai pasitaikančių atrankos ir tiekimo klaidų.

DUK

 

 

Kas yra pramoninės automatikos HMI?

HMI yra operatoriaus sąsaja, naudojama įrenginio vizualizavimui arba informacijai apdoroti ir įgaliotoms komandoms įvesti. Jis paprastai keičiasi duomenimis su PLC ar kitu valdikliu ir gali rodyti būseną, pavojaus signalus, tendencijas, receptus ir diagnostinę informaciją.

Kaip HMI bendrauja su PLC?

HMI palaiko ryšį per palaikomą fizinę sąsają, protokolą ir valdiklio tvarkyklę. Priklausomai nuo platformos, tai gali būti Ethernet, nuoseklusis ryšys, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA arba kitas palaikomas metodas.

Kuo skiriasi HMI ir PLC?

PLC pirmiausia vykdo valdymo logiką. HMI pirmiausia pateikia informaciją ir suteikia operatoriams kontroliuojamą būdą sąveikauti su automatikos sistema. Jie dažnai dirba kartu, tačiau atlieka skirtingus sistemos vaidmenis.

Ar HMI gali dirbti su kito gamintojo PLC?

Kartais, taip. Ryšys tarp prekių ženklų priklauso nuo protokolo palaikymo, turimų HMI tvarkyklių, valdiklio konfigūracijos ir tikslios aparatinės bei programinės įrangos. Nemanykite, kad suderinamumas yra tik Ethernet ryšys.

Ar pasenusį HMI galima pakeisti naujesniu modeliu?

Dažnai, bet naujesnis modelis negali būti tiesioginis pakaitalas. Prieš nuspręsdami, pakeisti ar perkelti, patikrinkite ryšį, tvarkykles, programinę-aparatinę įrangą, inžinerinę programinę įrangą, projekto konvertavimą, skydelio išjungimą, maitinimą, jungtis ir esamą PLC.

Kokios informacijos reikia norint nustatyti pakaitinį HMI?

Pradėkite nuo gamintojo, pilno dalies numerio, vardinės lentelės nuotraukos, PLC modelio, ryšio būdo, projekto atsarginės kopijos būsenos, montavimo informacijos, kiekio ir reikiamos pristatymo datos.

Nemokama konsultacija