تصنيف أفضل لوحات التشغيل لعام 2020

لوحة المشغل (تسمى أيضًا "لوحة المشغل" أو "جهاز HMI") هي جهاز حوسبة خاص للإنتاج التسلسلي أو الضخم ، يتم تنفيذه في شكل وحدة تحكم صناعية (ولكن ليس جهاز كمبيوتر) ، حيث يتم استخدام واجهة بين الإنسان والآلة للتحكم في الفرد العمليات أو الأجهزة الآلية. يمكن استخدامه في كل من الإنتاج والاحتياجات المنزلية (على سبيل المثال ، التحكم في "المنزل الذكي").

ميزات التصميم

عادة ما يكون جهاز HMI عبارة عن هيكل أمامي مسطح به عناصر تحكم أو شاشة عرض. غالبًا ما يكون هذا العنصر محميًا من التأثيرات السلبية للبيئة الخارجية أو التلف الميكانيكي (طبقة واقية ، واجهة مقاومة للصدمات ، إلخ). لا تتمتع اللوحة نفسها بعمق كبير ، مما يسمح بوضعها على وحدة تحكم مشغل الإنتاج الكبيرة وعلى جدار المنزل أو بعض سطح الجهاز المتحكم فيه.

يشبه الهيكل الداخلي للوحة ، إلى حد كبير ، هيكل الكمبيوتر الصناعي ، مع الاختلاف الوحيد في ظروف التشغيل وتركيز التخصص.

تتضمن اللوحة النموذجية:

• وسائل إخراج المعلومات المرئية: تحتوي النماذج الحديثة على شاشة تعمل باللمس أو شاشة نصية ؛ في الأيام الخوالي ، تم استخدام جميع أنواع الشاشات والمؤشرات الإلكترونية ، حتى قبل ذلك تم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة مجموعات من المصابيح أو مصابيح LED. سقطت ذروة الشعبية على النموذج مع شاشات الكريستال السائل.
• وسائل الإدخال الفني واختيار البيانات ، المسؤولة عن التنقل عبر الوظائف المتاحة: أزرار منفصلة ، لوحة مفاتيح كاملة ، شاشة تعمل باللمس. يمكن أيضًا استخدام عصا التحكم أو أي مناور آخر (من الماوس إلى كرة التتبع).
• ربط الواجهات المستخدمة لاستقبال / إرسال بيانات الإدخال / المستلمة بين اللوحة والأجهزة التي يتم التحكم فيها. يتضمن ذلك أي معدات شبكة - من شبكة سلكية إلى مودم (من الأمثلة RS485 و RS232 و Ethernet و RS422).
• أجهزة إضافية: محرك أقراص لتخزين نظام التشغيل ، والبرامج ، وذاكرة الوصول العشوائي المتطايرة ، وذاكرة القراءة فقط غير المتطايرة (القرص الصلب أو ذاكرة فلاش).

الوظيفة الرئيسية

توفر لوحة المشغل الوظائف التالية:

• التمثيل المرئي للعملية الخاضعة للرقابة (أو الكائن) ومعلماتها الحالية في شكل نص أو رسومات ؛
• معالجة وإدارة رسائل / إخطارات الطوارئ ، حيث يتم تسجيل وقت وتاريخ حدوثها ؛
• إدخال معلمات العملية والتحكم المباشر عن طريق شاشة تعمل باللمس أو أزرار وظيفية ؛
• نقل البيانات مع المعدات الطرفية أو النظام ؛
• اختيار السيناريوهات القابلة للتحميل للمعدات الخاضعة للرقابة والقدرة على تحريرها ؛
• إدارة النظام لحقوق المستخدم في شكل فرض قيود على تصرفات الأشخاص غير المصرح لهم (على سبيل المثال ، حظر عرض "قنوات البالغين" من قبل أجهزة استقبال التلفزيون في المنزل الذكي دون إدخال كلمة مرور سرية) ؛
• عرض الاتجاهات والرسوم البيانية الإحصائية ، مع عرض تقارير موجزة عن تشغيل الأجهزة المراقبة ("تاريخ الاستخدام") ؛
• أرشفة البيانات المتراكمة (بدلاً من ذلك ، هناك حاجة إلى المزيد للعمليات الصناعية) ؛
• تنفيذ الأوامر المحددة مسبقًا وفقًا لجدول زمني (على سبيل المثال ، تشغيل التدفئة الأرضية التلقائية في وقت معين) ؛
• طباعة المعلومات المختارة.

إذا كانت اللوحة في وضع النص ، فسيتم عرض جميع العمليات كبيانات شخصية. بالنسبة للوضع الرسومي ، يحدث التصور من خلال الرموز أو الرسوم البيانية للذاكرة. ومن ثم ، يمكن ملاحظة أن الوضع الأخير هو الأكثر وضوحًا وملاءمة ، لذلك يتم استخدام أول (نص) عادةً في الأنظمة الآلية الصغيرة ، والتي لا تتطلب تحكمًا دائمًا ودائمًا من قبل المستخدم (وتشمل هذه نظام إنذار واحد وأقفال على جميع الأبواب في منزل خاص ).

التفاعل مع المعدات الخاضعة للرقابة

كقاعدة عامة ، لا تتحكم لوحات المشغل نفسها في الأنظمة الآلية بشكل مستقل في العناصر الخاضعة للرقابة ، ولكنها تؤدي فقط وظيفة إصدار الأوامر. من أجل الحصول على بيانات حول العمليات الجارية ، فإنهم يتبادلون البيانات مع وحدات التحكم المثبتة مباشرة على المعدات التي تؤدي عملية معينة عبر شبكة (على سبيل المثال ، نظام SCADA).

من أجل الوضوح ، يجدر إعطاء المثال التالي: يتم إرسال أمر من لوحة التحكم العامة "المنزل الذكي" لتشغيل تدفئة الأرضية في وقت محدد. يتم تلقي هذا الأمر بواسطة وحدة التحكم المثبتة في المسخن الأرضي ويتم تنفيذها في الوقت المناسب ، بما في ذلك تسخين عناصر التسخين في الجهاز "التابع".

وبالتالي ، يمكن أن تكون هناك لوحة تشغيل واحدة والعديد من وحدات التحكم المتصلة. في الوقت نفسه ، ليس من الضروري أن تكون جميع هذه المعدات من نفس الطراز أو من نفس العلامة التجارية. نتيجة لذلك ، يكون جهاز HMI مسؤولاً عن بدء / إيقاف الأنظمة الخاضعة للرقابة ، واختيار وضع التشغيل الخاص بها ، وإدخال سيناريوهات تشغيل جديدة ، ومراقبة العملية عبر الإنترنت ، وعرض البيانات الحالية حول العملية وتسجيلها.

أيضًا ، يمكن استخدام نظام "لوحة التحكم" ، حيث يُمنح جهاز التحكم صلاحيات أوسع ، ويستغني الجهاز التابع له عن أوامر من اللوحة أو مشاركة المشغل. في الأنظمة الصناعية ، يمكن استخدام سلاسل التحكم متعددة المستويات ، حيث يمكن أن تخضع العديد من أجهزة HMI للوحة تحكم رئيسية مع حقوق وصول ممتدة. عادة ما يتم استخدام ما يسمى بشبكة Ethernet الصناعية لهذا في الإنتاج. على مستوى الأسرة ، يكاد لا يتم العثور على أنظمة متعددة المراحل.

الأنواع الحالية من أجهزة HMI

للاستخدام المنزلي ، عادةً ما يتم استخدام نوعين من المعدات المماثلة:

• الرسم والنص الرسم والزر - يركزون على وظائف الإدارة الرئيسية ، وليس على تصور العمليات. غالبًا ما تكون نماذج الميزانية مزودة بشاشة أحادية اللون. يتم إدخال البيانات عن طريق المفاتيح (هذا مناسب للصناعات الخطرة ، عندما يجب على المشغل العمل بالقفازات. على مستوى الأسرة ، من الواضح أن هذا العامل زائد عن الحاجة).على الرغم من البساطة الواضحة لهذا النوع من وحدات التشغيل ، إلا أنها ملائمة للاستخدام في المنازل حيث تكون وظيفة التحكم صغيرة ، وكذلك لاحتياجات المستودعات وأنظمة معالجة المياه وأنظمة التحكم في الغلايات في المباني السكنية ، وسيكون هذا مناسبًا أيضًا لمحطات الضخ.
• حسي - في هذه الأجهزة ، يكون أكثر ملاءمة لبرمجة عناصر التحكم والرسومات للمهام التكنولوجية الضرورية. لوحات اللمس الحديثة قادرة على تقديم صور واقعية بدقة HD.

المعدات

تم تصميم بنية الأجهزة لجهاز HMI على غرار أجهزة الكمبيوتر الشخصية القياسية ، فقط في معظم الحالات يتم استخدام ذاكرة فلاش بدلاً من القرص الصلب (بسبب أبعاد الأخير). تشمل حلول الأجهزة القياسية:

• معالج مخاطر 32 بت
• ذاكرة الوصول العشوائي SDRAM (ليست كبيرة جدًا) ؛
• ذاكرة Flash-EEPROM (مدمجة) ، حيث يتم تخزين نظام التشغيل ومعلومات المستخدم المتراكمة ؛
• منافذ وواجهات توسعة متنوعة لتوصيل الأجهزة الخارجية.

من حيث تعقيد الأجهزة ، يمكن ترتيب أجهزة HMI بالتدرج التالي (من الأسوأ إلى الأفضل):

• لوحة زر الضغط - يتم التحكم فيها عن طريق الأزرار المادية ، ويتم توفير المعلومات على المؤشرات أو شاشة الكريستال السائل.
• عرض النص - عبارة عن لوحة مع عرض مرئي للمعلومات في شكل رسوم بيانية أو نصوص. يمكن تنفيذ البرنامج نفسه مباشرة في اللوحة ، أو ببساطة نقله على الفور إلى وحدة التحكم المطلوبة.
• لوحة الرسوم - مثل السابقة ، يتم استبدال الرسوم التخطيطية النصية والذاكرة فقط بالصور التوضيحية المرسومة ؛
• لوحة اللمس - تحتوي على شاشة حساسة للضغط ، يتم من خلالها إدخال البيانات وعرض المعلومات في نفس الوقت ؛
• يشبه الكمبيوتر الصناعي في الغالب خادمًا حديثًا ، ولكن كقاعدة عامة ، له واجهة متخصصة ومتصل بشكل دائم بالشبكة الصناعية. عادة ما يكون جسمها محميًا من التأثيرات الضارة.

البرمجيات

تتضمن البرامج القياسية للوحات التشغيل:

• نظام تشغيل مفتوح لإعادة البرمجة الخارجية - أو Linux أو Windows CE أو iOS أو Android ؛
• يمكن أن يكون البديل المحتمل لنظام التشغيل المذكور أعلاه هو البرامج الثابتة من الشركة المصنعة (ما يسمى ب "نظام التشغيل الخاص" أو البرنامج الثابت)
• برمجيات لتطوير مشاريع التصور والنصوص وجداول المهام.

الخصائص الرئيسية

ستكون أهم خصائص لوحة المشغل:

• حجم الشاشة ومظهرها - يمكن أن يختلف الحجم من 128 × 128 نقطة في البوصة إلى 1024 × 768 مثيرة للإعجاب (وأكثر من ذلك). يمكن حساب عدد الألوان التي تعرضها من 2 (أحادية اللون) إلى 16 مليون (24 بت). تؤثر هذه المعلمات بشكل كبير على قابلية الاستخدام.
• تنظيم التحكم - يمكن استخدام شاشة لمس شفافة (سعوية أو مقاومة) بالاقتران مع الأزرار المادية أو المعالجات الموجودة في المقدمة. وأيضًا يمكن استخدام شاشة تعمل باللمس بالكامل ، والتي يتم التحكم من خلالها مباشرة. ومع ذلك ، لا توجد شاشات تعمل باللمس تمامًا - تقوم الشركة المصنعة دائمًا بإنشاء زر إيقاف طارئ فعلي لجميع العمليات في العلبة.
• عدد واجهات الشبكة المضمنة وبروتوكولات الاتصال المستخدمة - سيعتمد عددها على إمكانيات نظام التشغيل المثبت. يمكن استخدام Profibus DP أو Industrial Ethernet أو Modbus RTU / TCP كمعيار.
• درجة الحماية المحددة - بالنسبة للجزء الأمامي هو المعيار الأوروبي IP65 ، للأجزاء الأخرى - IP20. ومع ذلك ، هناك عينات يتم فيها حماية جميع الأجزاء وفقًا لمعيار IP67 - قد يكون ذلك بسبب صعوبات التثبيت.
• استجابة ذاكرة الفلاش المدمجة وسرعة المعالج - تؤثر هذه الخصائص على سرعة المعالجة ونقل البيانات.
• نوع المصفوفة المستخدمة في المستشعر - ستحدد هذه المعلمة دقة المؤشر على الشاشة ، وحساسية الضغط ووقت الاستجابة لها.

نظرة عامة على المنتجات من الشركات المصنعة الشهيرة

سيمنز

تقدم العلامة التجارية مجموعة واسعة من المنتجات. من الغريب أن الشركة متخصصة في إنتاج أبسط أجهزة الميزانية من سلسلة BASIC ، المصممة للتصور البسيط. تشمل العينات الأكثر تعقيدًا خط "الراحة".

توفر الأجهزة البسيطة التي تعمل بضغطة زر حوالي 60٪ من وقت التثبيت والاتصال. في الوقت نفسه ، لم يتم اعتمادها في جميع البلدان كأجهزة تحكم في الكمبيوتر. لكن خط "Comfort" لديه شهادة دولية معترف بها بالكامل.

تحتوي كل تشكيلة على عينات سلكية ولاسلكية. ومع ذلك ، تركز شركة SIEMENS بشكل أكبر على إنتاج الأجهزة للاستخدام في البيئات الصناعية القاسية.

ONI

العينات مع كل من شاشات اللمس والنص متاحة تجارياً. جميع المعدات مزودة ببرنامجها الخاص - "ONI-VisualStudio". إنه يتخيل بسهولة العمليات المحددة ، أثناء تطبيق الرسومات المرئية عالية الجودة وعناصر الرسوم المتحركة. يمكنك أيضًا استخدام البرامج النصية ووحدات الماكرو والجداول التي أنشأتها الشركة مسبقًا للعمليات الأكثر شيوعًا. يمكن تسمية ميزة منتجات هذه العلامة التجارية بأنها تنتج أيضًا نماذج ذات إطار مفتوح من سلسلة "OEM" ، والتي يسهل دمجها مباشرة في الجدار أو لوحة المعدات التي يتم التحكم فيها. ومع ذلك ، يتم استخدام كل من البلاستيك والمعدن التقليديين بالتساوي في جميع الخطوط.

ويلاند

علامة تجارية ألمانية ذات سمعة طيبة مع أكثر من 100 عام من التاريخ - بدأت بإنتاج المرحلات والمحطات والمفاتيح الكهربائية. ميز نفسه بحقيقة أنه أطلق في عام 2018 مجموعة من لوحات التحكم باللمس التي تعمل في نطاق درجة حرارة ممتدة - من +60 إلى -10 درجة مئوية. في السابق ، كان يُعتقد أنه لا يمكن تحقيق الحدود المحددة لعينات المستشعرات. تم تجهيز جميع موديلاتها تقريبًا بفئة حماية IP66 معززة. يمكن لأي لوحة الإبلاغ عن حالة العملية التكنولوجية ليس فقط من خلال عرض المعلومات على الشاشة ، ولكن أيضًا عن طريق البريد الإلكتروني والرسائل النصية القصيرة. تتميز المجموعة الكاملة بـ "تعدد اللغات" - جميع اللوحات تقريبًا متوافقة مع الشركات المصنعة الأخرى. وقد تحقق ذلك من خلال عقد شراكات مع أكثر من 40 شركة مصنعة لمنتجات مماثلة.

تصنيف أفضل لوحات التشغيل لعام 2020

المركز الخامس: OMRON NT2S

إنه أحد أصغر وأبسط طرازات أجهزة HMI التي يمكن برمجتها. مزود بشاشة LCD من أربعة أسطر وستة مفاتيح وظيفية. الغلاف مصنف IP65. تتضمن الوظائف الإضافية ساعة الوقت الحقيقي والقدرة على توصيل طابعة. تتميز العينة بعمق تركيب ضحل ، مما يجعل من السهل للغاية دمج لوحة الدعم على أي سطح تقريبًا.

• حل اقتصادي
• أبعاد مدمجة
• عززت حماية الهيكل.

• وظائف صغيرة.

المركز الرابع: OMRON NT31

محطة قابلة للبرمجة مع شاشة ملونة بأربعة أسطر. يحتوي على منفذ متوازي لتوصيل طابعة ، ومنفذ لتوصيل كمبيوتر محمول من الأجيال السابقة (بمعنى أجهزة المساعد الرقمي الشخصي من Macintosh). لتوفير الراحة لقراءة المعلومات من شاشة اللمس ، فإن الجهاز مزود بإضاءة خلفية LED ، مصممة لما لا يقل عن خمسين ألف ساعة من التشغيل. تتضمن المجموعة برامج احتكارية لتلبية الاحتياجات القياسية.

• مفاتيح الوظائف القابلة للتكوين ؛
• القدرة على توصيل الأجهزة الخارجية ؛
• البرامج الخاصة.

• عمق تركيب كبير.

المركز الثالث: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

جهاز مدمج يجمع بين أزرار التحكم التي تعمل بالضغط واللمس.يحتوي على شاشة مقاس 7 بوصات مع زيادة عرض الألوان (خمسة وستون ألف لون). يعمل على نظام التشغيل Windows CE بالإضافة إلى أنه يحتوي على برنامج مجاني مفتوح المصدر يسمح لك ببرمجة الجهاز للتحكم في أي عملية تقريبًا.

• برنامج قابل للتخصيص
• ضمان ممدد؛
• زيادة تجسيد اللون.

• شاشة صغيرة لشاشة ملونة عالية.

المركز الثاني: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

أداة متعددة الوظائف مع شاشة لمس كاملة الحجم كبيرة الحجم. يوفر إخراج ستة عشر مليون لون. مزود بأحدث إصدارات Windows CE فقط. يستخدم واجهات PROFINET و MPI / PROFIBUS DP القياسية للتحكم ، والتي تتوافق مع العديد من وحدات التحكم التابعة لجهات خارجية. البرنامج مفتوح المصدر. يحتوي الجهاز على ذاكرة فلاش 12 ميجا بايت.

• ذاكرة فلاش خاصة
• شاشة تعمل باللمس عالية الدقة ؛
• برنامج قابل للتحرير
• تحسين توافق الأجهزة ؛
• يعمل مع أحدث إصدارات Windows CE ؛
• نسبة السعر / الجودة الفعلية.

• لا يوجد لا تجد.

المركز الأول: Weintek eMT3150A

جهاز HMI قوي بشاشة كبيرة (15 بوصة) واستنساخ ألوان رسومية ممتاز بأربع وعشرين بت. الغلاف محمي من جميع الجوانب لـ IP66. يحتوي النموذج على عدة منافذ متوازية لتوصيل الأجهزة الخارجية ، بالإضافة إلى منفذ USB. قادرة على نقل البيانات لاسلكيا. درجات حرارة العمل الوظيفية - من +60 إلى -20 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، تم دمج وحدة تحكم السلامة في حالات الطوارئ Samos Pro Compact.

• برنامج قابل للتخصيص
• شاشة تعمل باللمس محسنة ؛
• تحكم أمان إضافي.

• غالي السعر.

بدلا من الخاتمة

نظرًا لحقيقة أن الأجهزة الموصوفة معقدة تقنيًا ومكلفة ، فإن الطريقة الوحيدة للتوفير في السعر هي طلبها مباشرة من الشركة المصنعة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يجدر بنا أن نتذكر أن جهاز الكمبيوتر المستورد إلى أراضي الاتحاد الروسي يجب أن يخضع لشهادة إلزامية. لحسن الحظ ، يكاد يكون من المستحيل العثور على لوحة تشغيل (باستثناء التصميمات الآسيوية) لا تحتوي على شهادة دولية معترف بها من قبل الاتحاد الروسي. وبالتالي ، فإن تكلفة الطلب عبر الإنترنت ستختلف بشكل كبير عن سعر التجزئة. في الوقت نفسه ، تُظهر الممارسة أن سعر الجهاز نفسه المدرج في تقديرات الشركات الروسية لترتيب البيت الذكي سيكون مبالغًا فيه بنسبة 25 بالمائة على الأقل.