Classificació dels millors panells d'operadors per al 2020

El tauler d'operador (també anomenat "tauler d'operador" o "dispositiu HMI") és un dispositiu informàtic especial de producció en sèrie o en massa, que s'implementa en forma de controlador industrial (però no un ordinador), en el qual s'utilitza una interfície home-màquina per controlar individus processos o dispositius automatitzats. Es pot utilitzar tant en producció com per a necessitats domèstiques (per exemple, control "Smart Home").

Funcions de disseny

Un dispositiu HMI sol ser una estructura frontal plana amb controls o pantalla. Sovint, aquest element està protegit dels efectes negatius de l’entorn extern o de danys mecànics (pel·lícula protectora, façana resistent als cops, etc.). El panell en si no té una gran profunditat, cosa que permet col·locar-lo tant en un panell de gran operador de producció com en una paret domèstica o alguna superfície de l’aparell controlat.

L’estructura interna del panell, en general, és similar a la d’un ordinador industrial, amb l’única diferència en les condicions de funcionament i el focus d’especialització.

Un panell típic inclou:

• Mitjans de sortida d'informació visual: els models moderns tenen una pantalla tàctil gràfica o de text; antigament s'utilitzaven tot tipus de pantalles i indicadors electrònics, fins i tot abans aquesta funció la feien grups de làmpades o LED. El pic de popularitat va recaure en els models amb pantalles de cristall líquid.
• Mitjans d’entrada tècnica i selecció de dades, responsables de la navegació a través de les funcions disponibles: botons separats, teclat complet, pantalla tàctil. També es pot utilitzar un joystick o un altre manipulador (des del ratolí fins al trackball).
• Interfícies de comunicació per rebre / transmetre dades d’entrada / recepció entre el panell i els dispositius controlats. Això inclou qualsevol equip de xarxa, des d'una xarxa cablejada fins a un mòdem (exemples són RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Dispositius addicionals: una unitat per emmagatzemar el sistema operatiu, programari, memòria d’accés aleatori volàtil, memòria no volàtil de només lectura (disc dur o memòria flash).

Funcionalitat principal

El tauler d'operador proporciona les funcions següents:

• Representació visual del procés (o objecte) controlat i dels seus paràmetres actuals en forma de text o gràfics;
• Processament i gestió de missatges / notificacions d’emergència, en què es registri l’hora i la data de la seva aparició;
• Introducció de paràmetres procedimentals i control directe mitjançant una pantalla tàctil o botons de funció;
• Transferència de dades amb equips o sistemes perifèrics;
• Selecció d’escenaris carregables per a l’equip controlat i la possibilitat d’editar-los;
• Administració del sistema de drets d’usuari en forma d’imposar restriccions a les accions de persones no autoritzades (per exemple, la prohibició de mostrar “canals per a adults” per part dels receptors de televisió al Smart Home sense introduir cap contrasenya secreta);
• Mostrar tendències i diagrames estadístics, mostrar informes resum sobre el funcionament dels dispositius monitoritzats ("historial d'ús");
• Arxivament de dades acumulades (més aviat cal més per als processos industrials);
• Execució d’ordres establertes prèviament en un horari (per exemple, activar la calefacció automàtica del sòl en un moment determinat);
• Impressió de la informació seleccionada.

Si el tauler està en mode text, tots els processos es mostraran com a dades de caràcters. Per al mode gràfic, la visualització es produeix mitjançant icones o diagrames mnemotècnics. Per tant, es pot veure que l’últim mode és el més visual i convenient, per tant, el primer (text) s’utilitza generalment en petits sistemes automatitzats, que no requereixen un control permanent i proper per part de l’usuari (inclouen un sistema d’alarma únic i panys a totes les portes d’una casa privada). ).

Interacció amb equips controlats

Com a regla general, els panells de l’operador en sistemes automatitzats no controlen de forma independent els elements controlats, sinó que només fan la funció d’emetre ordres. Per obtenir dades sobre processos en curs, intercanvien dades amb controladors que s’instal·len directament a l’equip que realitza un determinat procés a través d’una xarxa (per exemple, un sistema SCADA).

Per a més claredat, val la pena donar el següent exemple: s'envia una ordre des del tauler de control comú "Smart Home" per activar la calefacció per terra radiant en un moment determinat. Aquesta ordre la rep el controlador instal·lat al convector de sòl i, en el moment adequat, l'executa, inclòs l'escalfament dels elements calefactors del dispositiu "subordinat".

Per tant, pot haver-hi un tauler d’operador i diversos controladors connectats. Al mateix temps, no és necessari que tot aquest equipament sigui del mateix model o de la mateixa marca. Com a resultat, l’HMI és l’encarregat d’iniciar / aturar els sistemes controlats, seleccionar el seu mode de funcionament, introduir nous escenaris operatius, supervisar en línia el procés, mostrar les dades actuals sobre el procés i registrar-los.

També es pot utilitzar el sistema "panell del controlador", en el qual el controlador està dotat de potències més àmplies i els equips subordinats a aquest prescinden de les ordres del panell o de la participació de l'operador. En sistemes industrials, es poden utilitzar bucles de control multinivell, on diversos dispositius HMI poden estar subordinats a un tauler de control mestre amb drets d'accés ampliats. Normalment, a la producció s’utilitza l’anomenada xarxa Ethernet industrial. A nivell domèstic, gairebé mai no es troben sistemes de diverses etapes.

Tipus de dispositius HMI existents

Per a ús domèstic, normalment s’utilitzen dos tipus d’equips similars:

• Gràfic, text-gràfic i polsador - se centren en les principals funcions de gestió i no en la visualització de processos. Els models econòmics solen equipar-se amb una pantalla monocroma. L’entrada de dades es fa mitjançant claus (això és convenient per a indústries perilloses, quan l’operador ha de treballar amb guants. A nivell domèstic, aquest factor és clarament redundant).Tot i l'aparent simplicitat d'aquest tipus d'operpanels, és convenient utilitzar-los en cases on la funcionalitat de control sigui petita, així com per a les necessitats de magatzems, sistemes de tractament d'aigua, sistemes de control de calderes en edificis d'apartaments, també serà rellevant per a les estacions de bombament.
• Sensorial - en aquests dispositius és molt més convenient programar controls i gràfics per a les tasques tecnològiques necessàries. Els moderns teclats tàctils són capaços d’oferir imatges realistes en resolució HD.

Maquinari

L'arquitectura de maquinari del dispositiu HMI es fa com un ordinador personal estàndard, només en la majoria dels casos s'utilitza memòria flash en lloc d'un disc dur (a causa de la mida d'aquest últim). Les solucions de maquinari estàndard inclouen:

• Processador de RISC de 32 bits;
• RAM SDRAM (no molt gran);
• Memòria Flash-EEPROM (integrada), on s'emmagatzema el sistema operatiu i la informació acumulada de l'usuari;
• Diversos ports d’expansió i interfícies per connectar dispositius externs.

En termes de complexitat del maquinari, els dispositius HMI es poden organitzar en la següent gradació (del pitjor al millor):

• Tauler de botons: controlat per botons físics, es proporciona informació en indicadors o en una pantalla de cristall líquid.
• Visualització de text: és un plafó amb visualització d'informació en forma de diagrames mnemotècnics o text. El programa en si es pot executar directament al tauler o simplement transferir-lo immediatament al controlador desitjat.
• Tauler gràfic: igual que l'anterior, només es substitueixen els diagrames de text i mnemotècnics per pictogrames dibuixats;
• Tauler tàctil: té una pantalla sensible a la pressió, a través de la qual s'introdueixen dades i es mostra la informació al mateix temps;
• Un ordinador industrial: sobretot sembla un servidor modern, però, en general, té una interfície especialitzada i està permanentment connectat a la xarxa industrial. El seu cos sol estar protegit contra les influències nocives.

Programari

El programari estàndard per a operpanels inclou:

• Un sistema operatiu obert a la reprogramació externa: alternativament Linux, Windows CE, iOS o Android;
• Un possible reemplaçament del sistema operatiu anterior pot ser el firmware del fabricant (l'anomenat "sistema operatiu propietari" o firmware);
• Programari per al desenvolupament de projectes de visualització, scripts, programacions de tasques.

Característiques principals

Les característiques més importants per a un panell d’operador seran:

• Mida i aparença de la pantalla: la mida pot variar des de 128 x 128 ppp fins a un impressionant 1024 x 768 (i fins i tot més). El nombre de colors que mostra es pot calcular des de 2 (monocrom) fins a 16 milions (24 bits). Aquests paràmetres afecten significativament la usabilitat.
• Organització del control: es pot utilitzar una pantalla tàctil transparent (capacitiva o resistiva), juntament amb botons físics o manipuladors, que es troben a la part frontal. També es pot utilitzar una pantalla totalment tàctil, des de la qual es realitza el control directament. Tot i això, no hi ha pantalles tàctils completament: el fabricant sempre crea un botó físic d’aturada d’emergència per a tots els processos del cas.
• El nombre d’interfícies de xarxa integrades i protocols de comunicació que s’utilitzen; el seu nombre dependrà de les capacitats del sistema operatiu instal·lat. Es poden utilitzar com a estàndard Profibus DP, Industrial Ethernet o Modbus RTU / TCP.
• El grau de protecció establert - per a la part frontal és la norma europea IP65, per a la resta de parts - IP20. Tanmateix, hi ha mostres en què totes les parts estan protegides segons l’estàndard IP67; això pot ser degut a dificultats d’instal·lació.
• La capacitat de resposta de la memòria flash integrada i la velocitat del processador: aquestes característiques afecten la velocitat de processament i la transferència de dades.
• El tipus de matriu que s’utilitza al sensor: aquest paràmetre determinarà la precisió del cursor a la pantalla, la sensibilitat de prémer i el temps de resposta al mateix.

Descripció general dels productes de fabricants populars

SIEMENS

La marca ofereix una àmplia gamma de productes. Curiosament, l’empresa s’especialitza en la producció dels dispositius de pressupost més senzills de la sèrie BASIC, dissenyats per a una visualització senzilla. Les mostres més complexes inclouen la línia "Comfort".

Els dispositius simples amb botó pols estalvien aproximadament el 60% del temps d’instal·lació i connexió. Al mateix temps, no estan certificats a tots els països com a dispositius de control informàtic. Però la línia "Comfort" té un certificat internacional totalment reconegut.

Cada formació conté mostres tant per cable com sense fils. Tot i això, SIEMENS està més centrat en la producció de dispositius per a ús en entorns industrials durs.

ONI

Les mostres amb pantalla tàctil i de text estan disponibles comercialment. Tots els equips es subministren amb el seu propi programari: "ONI-VisualStudio". Visualitza fàcilment els processos establerts, tot aplicant gràfics visuals i elements d’animació d’alta qualitat. També podeu utilitzar scripts, macros i programacions precreades per l’empresa per als processos més habituals. Una característica dels productes d'aquesta marca es pot anomenar el fet que també produeix models de marc obert de la sèrie "OEM", que són fàcils d'integrar directament a una paret o panell d'equips controlats. Tanmateix, tant el plàstic tradicional com el metall s’utilitzen en igualtat de condicions en totes les línies.

WIELAND

Una marca alemanya de gran reputació amb més de 100 anys d’història: va començar amb la producció de relés, terminals i interruptors elèctrics. Es va distingir pel fet que el 2018 va llançar una línia de panells de control tàctil que funcionaven en un rang de temperatura ampliat (de +60 a -10 graus centígrads). Anteriorment, es creia que no es podien assolir els límits especificats per a mostres de sensors. Gairebé tots els seus models estan equipats amb una classe de protecció reforçada segons la norma IP66. Qualsevol panell pot informar sobre l’estat del procés tecnològic no només mostrant informació a la pantalla, sinó també per correu electrònic i SMS. Tota la gamma es caracteritza pel "multilingüisme": gairebé tots els panells són compatibles amb altres fabricants. Això es va aconseguir mitjançant la conclusió d’associacions amb més de 40 marques fabricants de productes similars.

Classificació dels millors panells d'operadors per al 2020

5è classificat: OMRON NT2S

És un dels models de dispositius HMI més petits i senzills que es poden programar. Equipat amb una pantalla LCD de quatre línies i sis tecles de funció. La carcassa té una classificació IP65. Les funcions addicionals inclouen un rellotge en temps real i la possibilitat de connectar una impressora. La mostra té una profunditat de muntatge poc profunda, cosa que facilita la integració del panell de suport a gairebé qualsevol superfície.

• Solució econòmica;
• Dimensions compactes;
• Protecció reforçada del casc.

• Funcionalitat petita.

4t lloc: OMRON NT31

Terminal programable amb pantalla de quatre línies en color. Té un port paral·lel per connectar una impressora i un port per connectar un portàtil de generacions anteriors (és a dir, PDA de Macintosh). Per a la comoditat de llegir informació des de la pantalla tàctil, el dispositiu està equipat amb retroiluminació LED, dissenyat per a almenys cinquanta mil hores de funcionament. El conjunt inclou programari propietari per a necessitats estàndard.

• Tecles de funció configurables;
• La possibilitat de connectar dispositius externs;
• Programari propi.

• Gran profunditat d'instal·lació.

3r classificat: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Un dispositiu combinat que combina controls de botons i tàctils.Té una pantalla de set polzades amb una representació de color augmentada (seixanta-cinc mil colors). Funciona amb el sistema operatiu Windows CE i conté programari de codi obert propietari gratuït que us permet programar el dispositiu per controlar gairebé qualsevol procés.

• Programari personalitzable;
• Garantia ampliada;
• Representació del color augmentada.

• Pantalla petita per a pantalla de color alt.

2n classificat: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Instrument multifuncional amb pantalla tàctil completa de gran format. Ofereix una producció de setze milions de colors. Només s’envia amb les darreres versions de Windows CE. Utilitza interfícies estàndard PROFINET i MPI / PROFIBUS DP per al control, que són compatibles amb molts controladors de tercers. El programari és de codi obert. El dispositiu té la seva pròpia memòria flash de 12 MB.

• Memòria flash pròpia;
• Pantalla tàctil d'alta resolució;
• Programari editable;
• Millora de la compatibilitat del maquinari;
• Funciona amb les últimes versions de Windows CE;
• Relació preu / qualitat real.

• No trobat.

1r classificat: Weintek eMT3150A

Potent dispositiu HMI amb pantalla gran (quinze polzades) i una excel·lent reproducció gràfica en color de vint-i-quatre bits. La carcassa està protegida de tots els costats fins a IP66. El model té diversos ports paral·lels per connectar dispositius externs, així com un port USB. Capaç de transmetre dades sense fils. Temperatures de treball funcionals: de +60 a -20 graus centígrads. A més, s’inclou el controlador de seguretat d’emergència Samos Pro Compact.

• Programari personalitzable;
• Millora de la pantalla tàctil;
• Controlador de seguretat addicional.

• Alt preu.

En lloc d’un epíleg

Atès que els dispositius descrits són tècnicament complexos i cars, l’única manera d’estalviar preu és demanar-los directament al fabricant. No obstant això, en aquest cas, val la pena recordar que un dispositiu informàtic importat al territori de la Federació Russa ha de passar per una certificació obligatòria. Afortunadament, és gairebé impossible trobar un operpanel (excepte dissenys asiàtics) que no tingui un certificat internacional reconegut per la Federació Russa. Per tant, el cost de la comanda a través d’Internet diferirà significativament del preu al detall. Al mateix temps, la pràctica demostra que el preu del mateix dispositiu inclòs en les estimacions de les empreses russes per a l’arranjament de l’Smart House serà exagerat en un 25% com a mínim.