Рейтинг на най-добрите операторски панели за 2020 г.

Операторският панел (може да се нарече и „операторски панел“ или „HMI устройство“) е специално изчислително устройство от серийно или масово производство, което е реализирано под формата на индустриален контролер (но не и компютър), в който интерфейс човек-машина се използва за управление на отделни автоматизирани процеси или устройства. Може да се използва както в производството, така и за битови нужди (например управление „Умен дом“).

Дизайнерски характеристики

Устройството HMI обикновено е плоска предна конструкция с контроли или дисплей. Често този елемент е защитен от негативното въздействие на външната среда или механични повреди (защитно фолио, устойчива на удари фасада и др.). Самият панел няма голяма дълбочина, което му позволява да бъде поставен както на голям производствен панел на оператора, така и на домашна стена или някаква повърхност на контролирания апарат.

Вътрешната структура на панела, като цяло, е подобна на тази на индустриалния компютър, с единствената разлика в условията на работа и фокуса на специализацията.

Типичен панел включва:

• Средства за визуално извеждане на информация: съвременните модели имат сензорен графичен или текстов екран; в старите дни се използват всички видове електронни дисплеи и индикатори, дори по-рано тази функция се изпълняваше от групи лампи или светодиоди. Върхът на популярността падна върху моделите с дисплеи с течни кристали.
• Средства за техническо въвеждане и избор на данни, отговорни за навигацията през наличните функции: отделни бутони, пълна клавиатура, сензорен екран. Може да се използва и джойстик или друг манипулатор (от мишка до тракбол).
• Комуникационни интерфейси за приемане / предаване на вход / получени данни между панела и контролираните устройства. Това включва всяко мрежово оборудване - от кабелна мрежа до модем (примери са RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Допълнителни устройства: устройство за съхранение на операционната система, софтуер, променлива памет с произволен достъп, енергонезависима памет само за четене (твърд диск или флаш памет).

Основна функционалност

Операторският панел предоставя следната функционалност:

• Визуално представяне на контролирания процес (или обект) и текущите му параметри под формата на текст или графика;
• Обработка и управление на аварийни съобщения / известия, в които се записват часът и датата на тяхното възникване;
• Въвеждане на параметри на процеса и директно управление с помощта на сензорен екран или функционални бутони;
• Пренос на данни с периферно оборудване или система;
• Избор на зареждаеми сценарии за контролираното оборудване и възможност за тяхното редактиране;
• Системно администриране на потребителските права под формата на налагане на ограничения върху действията на неупълномощени лица (например забрана за показване на „канали за възрастни“ от телевизионни приемници в Умния дом без въвеждане на тайна парола);
• Показване на тенденции и статистически диаграми, показващи обобщени доклади за работата на наблюдаваните устройства („история на употреба“);
• Архивиране на натрупани данни (по-скоро са необходими повече за индустриални процеси);
• Изпълнение на предварително зададени команди по график (например включване на автоматично подово отопление в определено време);
• Разпечатка на избрана информация.

Ако панелът е в текстов режим, тогава всички процеси се показват като символни данни. За графичния режим визуализацията се осъществява чрез икони или мнемонични диаграми. Следователно, може да се види, че последният режим е най-визуален и удобен, следователно първият (текст) обикновено се използва в малки автоматизирани системи, които не изискват постоянен и плътен контрол от потребителя (те включват една алармена система и ключалки на всички врати в частна къща ).

Взаимодействие с контролирано оборудване

По правило самите операторски панели в автоматизирани системи не контролират независимо контролираните елементи, а само изпълняват функцията за издаване на команди. За да получат данни за текущи процеси, те обменят данни с контролери, които са инсталирани директно на оборудването, изпълняващо определен процес чрез мрежа (например SCADA система).

За по-голяма яснота си струва да дадете следния пример: от общия контролен панел „Умен дом“ се изпраща команда за включване на подово отопление в определено време. Тази команда се получава от контролера, монтиран в подовия конвектор, и в точното време го изпълнява, включително нагряване на нагревателните елементи в "подчиненото" устройство.

По този начин може да има един операторски панел и няколко свързани контролера. В същото време не е необходимо цялото това оборудване да е от един и същ модел или от една и съща марка. В резултат на това HMI устройството е отговорно за стартиране / спиране на контролираните системи, избор на техния режим на работа, въвеждане на нови оперативни сценарии, онлайн наблюдение на процеса, показване на текущи данни за процеса и регистрирането им.

Може да се използва и системата "контролер-панел", при която контролерът е надарен с по-широки правомощия, а подчиненото му оборудване се освобождава от команди от панела или участието на оператора. В индустриалните системи могат да се използват многостепенни контури за управление, където няколко HMI устройства могат да бъдат подчинени на главен контролен панел с разширени права за достъп. Обикновено в производството се използва така наречената промишлена Ethernet мрежа. На ниво домакинства многостепенни системи почти никога не се намират.

Съществуващи видове HMI устройства

За битови нужди обикновено се използват два вида подобно оборудване:

• Графичен, текстово-графичен и бутон - те се фокусират върху основните функции на управление, а не върху визуализацията на процесите. Бюджетните модели често са оборудвани с монохромен екран. Въвеждането на данни се извършва с ключове (това е удобно за опасни индустрии, когато операторът трябва да работи с ръкавици. На ниво домакинство този фактор е очевидно излишен).Въпреки очевидната простота на този тип операционни панели, те са удобни за използване в къщи, където функционалността за управление е малка, както и за нуждите на складове, системи за пречистване на вода, системи за управление на котел в жилищни сгради и това ще бъде от значение и за помпените станции.
• Сензорна - в тези устройства е много по-удобно да се програмират контроли и графики за необходимите технологични задачи. Съвременните тъчпада могат да предоставят реалистични изображения в HD резолюция.

Хардуер

Хардуерната архитектура на HMI устройството е направена подобно на стандартните персонални компютри, само че в повечето случаи се използва флаш памет вместо твърд диск (поради размерите на последния). Стандартните хардуерни решения включват:

• 32-битов RISK процесор;
• SDRAM RAM (не много голяма);
• Flash-EEPROM памет (вградена), където се съхраняват операционната система и натрупаната потребителска информация;
• Различни портове за разширение и интерфейси за свързване на външни устройства.

По отношение на хардуерната сложност, HMI устройствата могат да бъдат класирани в следната степенуване (от най-лошото до най-доброто):

• Панел с бутони - управлява се от физически бутони, информацията се предоставя на индикатори или LCD екран.
• Показване на текст - представлява панел с визуално показване на информация под формата на мнемонични диаграми или текст. Самата програма може да бъде изпълнена директно в панела или просто незабавно да бъде прехвърлена на желания контролер.
• Графичен панел - същият като предишния, само текст и мнемонични диаграми се заменят с начертани пиктограми;
• Сензорен панел - има чувствителен на натиск дисплей, през който се въвеждат данни и едновременно се извежда информация;
• Индустриален компютър - най-вече прилича на модерен сървър, но като правило той има специализиран интерфейс и е постоянно свързан с индустриалната мрежа. Тялото му обикновено е защитено от вредни влияния.

Софтуер

Стандартният софтуер за операционни панели включва:

• Операционна система, отворена за външно препрограмиране - алтернативно Linux, Windows CE, iOS или Android;
• Възможна замяна на горната операционна система може да бъде фърмуер от производителя (така наречената „собствена ОС“ или фърмуер);
• Софтуер за разработване на проекти за визуализация, скриптове, графици на задачи.

Основни характеристики

Най-важните характеристики за операторския панел ще бъдат:

• Размер на дисплея и външен вид - размерът може да варира от скромните 128x128 dpi до впечатляващите 1024x768 (и дори повече). Броят на показваните от него цветове може да бъде изчислен от 2 (монохромен) до 16 милиона (24 бита). Тези параметри значително влияят върху използваемостта.
• Организация на контрола - може да се използва прозрачен сензорен дисплей (капацитивен или резистивен), съчетан с физически бутони или манипулатори, които са разположени отпред. И също така може да се използва напълно сензорен екран, от който директно се осъществява управлението. Няма обаче напълно сензорни екрани - производителят винаги вгражда физически бутон за аварийно спиране за всички процеси в кутията.
• Броят на вградените мрежови интерфейси и използваните комуникационни протоколи - броят им ще зависи от възможностите на инсталираната операционна система. Като стандарт могат да се използват Profibus DP, Industrial Ethernet или Modbus RTU / TCP.
• Установената степен на защита - за предната част това е европейският стандарт IP65, за останалите части - IP20. Има обаче проби, в които всички части са защитени съгласно стандарта IP67 - това може да се дължи на трудности при инсталирането.
• Отзивчивостта на вградената флаш памет и скоростта на процесора - тези характеристики влияят на скоростта на обработка и трансфер на данни.
• Типът матрица, използван в сензора - този параметър ще определи точността на курсора на екрана, чувствителността на натискане и времето за реакция към него.

Общ преглед на продукти от популярни производители

SIEMENS

Марката предлага широка гама от продукти. Колкото и да е странно, компанията е специализирана в производството на най-простите бюджетни устройства от серията BASIC, предназначени за проста визуализация. По-сложните проби включват линията "Комфорт".

Обикновените устройства с бутон спестяват около 60% от времето за инсталиране и свързване. В същото време те не са сертифицирани във всички страни като компютърни контролни устройства. Но линията "Комфорт" има напълно признат международен сертификат.

Всяка гама съдържа както жични, така и безжични мостри. SIEMENS обаче е по-фокусиран върху производството на устройства за използване в тежки индустриални условия.

ONI

Налични в търговската мрежа мостри с тъч и текстови дисплеи. Цялото оборудване се доставя със собствен софтуер - "ONI-VisualStudio". Той лесно визуализира посочените процеси, като същевременно прилага висококачествена визуална графика, анимационни елементи. Можете също да използвате предварително създадени от компанията скриптове, макроси и графици за най-често срещаните процеси. Характеристика на продуктите на тази марка може да се нарече фактът, че произвежда и модели с отворена рамка от серията "OEM", които лесно се интегрират директно в стената или панела на контролираното оборудване. Въпреки това, както традиционната пластмаса, така и металът се използват еднакво във всички линии.

ВИЛАНДИЯ

Известна немска марка с повече от 100 години история - тя започна с производството на релета, терминали, електрически ключове. Той се отличи с факта, че през 2018 г. пусна линия от сензорни контролни панели, работещи в разширен температурен диапазон - от +60 до -10 градуса по Целзий. Преди се смяташе, че определените граници за сензорни проби не могат да бъдат постигнати. Почти всички негови модели са оборудвани с подсилен клас на защита съгласно стандарта IP66. Всеки панел може да информира за състоянието на технологичния процес не само чрез показване на информация на екрана, но и чрез електронна поща и SMS. Цялата гама се характеризира с „многоезичие“ - почти всички панели са съвместими с други производители. Това беше постигнато чрез сключването на партньорства с повече от 40 други производители на подобни продукти.

Рейтинг на най-добрите операторски панели за 2020 г.

5-то място: OMRON NT2S

Това е един от най-малките и най-прости модели HMI устройства, които могат да бъдат програмирани. Оборудван с четириредов LCD екран и шест функционални клавиша. Корпусът е с IP65. Допълнителните функции включват часовник в реално време и възможност за свързване на принтер. Пробата има малка дълбочина на монтаж, което прави изключително лесно интегрирането на поддържащия панел на почти всяка повърхност.

• Икономично решение;
• Компактни размери;
• Подсилена защита на корпуса.

• Малка функционалност.

4-то място: OMRON NT31

Програмируем терминал с цветен четириредов дисплей. Той има паралелен порт за свързване на принтер и порт за свързване на лаптоп от предишни поколения (което означава ръчни компютри на Macintosh). За удобство при четене на информация от сензорния екран, устройството е оборудвано с LED подсветка, проектирана за поне петдесет хиляди часа работа. Комплектът включва патентован софтуер за стандартни нужди.

• Конфигурируеми функционални клавиши;
• Възможността за свързване на външни устройства;
• Собствен софтуер.

• Голяма дълбочина на монтаж.

3 място: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Комбинирано устройство, което съчетава както бутони, така и сензорни контроли.Разполага със седем инчов екран с увеличено цветопредаване (шестдесет и пет хиляди цвята). Работи върху операционната система Windows CE плюс съдържа безплатен собствен софтуер с отворен код, който ви позволява да програмирате устройството да контролира почти всеки процес.

• Персонализиращ се софтуер;
• Удължена гаранция;
• Повишено цветопредаване.

• Малък дисплей за високо цветен екран.

2-ро място: СИМАТИЧЕН КОМФОРТЕН ПАНЕЛ KP700

Мултифункционален инструмент с широкоформатен пълен сензорен дисплей. Предоставя изход от шестнадесет милиона цвята. Доставя се само с най-новите версии на Windows CE. Той използва стандартните интерфейси PROFINET и MPI / PROFIBUS DP за управление, които са съвместими с много контролери на трети страни. Софтуерът е с отворен код. Устройството разполага със собствена 12 MB флаш памет.

• Собствена флаш памет;
• Сензорен екран с висока разделителна способност;
• Редактируем софтуер;
• Подобрена хардуерна съвместимост;
• Работи с най-новите версии на Windows CE;
• Действително съотношение цена / качество.

• Не е намерен.

1-во място: Weintek eMT3150A

Мощно HMI устройство с голям дисплей (петнадесет инча) и отлично графично възпроизвеждане на цветовете при двадесет и четири бита. Корпусът е защитен от всички страни към IP66. Моделът има няколко паралелни порта за свързване на външни устройства, както и USB порт. Възможност за безжично предаване на данни. Функционални работни температури - от +60 до -20 градуса по Целзий. Освен това е вграден контролер за аварийна безопасност Samos Pro Compact.

• Персонализиращ се софтуер;
• Подобрен сензорен дисплей;
• Допълнителен контролер за безопасност.

• Висока цена.

Вместо епилог

Поради факта, че описаните устройства са технически сложни и скъпи, единственият начин да спестите от цената е да ги поръчате директно от производителя. В този случай обаче си струва да се помни, че изчислителното устройство, внесено на територията на Руската федерация, трябва да премине задължително сертифициране. За щастие е почти невъзможно да се намери оперпанел (с изключение на азиатските дизайни), който няма международен сертификат, признат от Руската федерация. По този начин разходите за поръчка през интернет ще се различават значително от цената на дребно. В същото време практиката показва, че цената на същото устройство, включено в прогнозите на руските фирми за подреждането на Умната къща, ще бъде надценена с поне 25 процента.