Valutazione dei migliori pannelli operatore per il 2020

Il pannello operatore (può anche essere chiamato "pannello operatore" o "dispositivo HMI") è uno speciale dispositivo informatico di produzione seriale o di massa, che viene implementato sotto forma di un controllore industriale (ma non un computer), in cui viene utilizzata un'interfaccia uomo-macchina per il controllo individuale processi o dispositivi automatizzati. Può essere utilizzato sia in produzione che per esigenze domestiche (ad esempio, controllo “Smart Home”).

Caratteristiche del progetto

Un dispositivo HMI è solitamente una struttura frontale piatta con controlli o un display. Spesso questo elemento è protetto dagli effetti negativi dell'ambiente esterno o da danni meccanici (pellicola protettiva, facciata resistente agli urti, ecc.). Il pannello stesso non ha una grande profondità, il che gli consente di essere posizionato sia su un grande pannello operatore di produzione che su una parete di casa o su qualche superficie dell'apparato controllato.

La struttura interna del pannello, in linea di massima, è simile a quella di un computer industriale, con la sola differenza di condizioni operative e focalizzazione di specializzazione.

Un pannello tipico include:

• Mezzi di output delle informazioni visive: i modelli moderni hanno uno schermo grafico o di testo touchscreen; ai vecchi tempi venivano utilizzati tutti i tipi di display e indicatori elettronici, anche prima questa funzione veniva svolta da gruppi di lampade o LED. Il picco di popolarità è caduto sui modelli con display a cristalli liquidi.
• Mezzi di input tecnico e selezione dati, responsabili della navigazione attraverso le funzioni disponibili: pulsanti separati, tastiera completa, touch screen. È inoltre possibile utilizzare un joystick o un altro manipolatore (dal mouse alla trackball).
• Interfacce di comunicazione per la ricezione / trasmissione di dati in ingresso / ricevuti tra la centrale e i dispositivi controllati. Ciò include qualsiasi apparecchiatura di rete, da una rete cablata a un modem (esempi sono RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Dispositivi aggiuntivi: un'unità per l'archiviazione del sistema operativo, software, memoria volatile ad accesso casuale, memoria non volatile di sola lettura (disco rigido o memoria flash).

Funzionalità principali

Il pannello operatore fornisce le seguenti funzionalità:

• Rappresentazione visiva del processo (o oggetto) controllato e dei suoi parametri attuali sotto forma di testo o grafica;
• Elaborazione e gestione di messaggi / notifiche di emergenza, in cui viene registrata l'ora e la data del loro verificarsi;
• Inserimento di parametri procedurali e controllo diretto tramite touch screen o pulsanti funzione;
• Trasferimento dati con apparecchiature o sistemi periferici;
• Selezione di scenari caricabili per l'apparecchiatura controllata e possibilità di modificarli;
• Amministrazione di sistema dei diritti degli utenti sotto forma di imposizione di restrizioni alle azioni di persone non autorizzate (ad esempio, il divieto di mostrare "canali per adulti" da ricevitori televisivi nella Smart Home senza inserire una password segreta);
• Visualizzazione di andamenti e diagrammi statistici, visualizzazione di report di riepilogo sul funzionamento dei dispositivi monitorati ("storico di utilizzo");
• Archiviazione dei dati accumulati (anzi, occorre di più per i processi industriali);
• Esecuzione di comandi precedentemente impostati su un programma (ad esempio, accensione del riscaldamento automatico a pavimento in un determinato momento);
• Stampa delle informazioni selezionate.

Se il pannello è in modalità testo, tutti i processi vengono visualizzati come dati carattere. Per la modalità grafica la visualizzazione avviene tramite icone o diagrammi mnemonici. Quindi, si può vedere che l'ultima modalità è la più visiva e comoda, quindi la prima (testo) viene solitamente utilizzata in piccoli sistemi automatizzati, che non richiedono un controllo permanente e ravvicinato da parte dell'utente (questi includono un unico sistema di allarme e serrature su tutte le porte di una casa privata ).

Interazione con apparecchiature controllate

Di norma, gli stessi pannelli operatore nei sistemi automatizzati non controllano autonomamente gli elementi controllati, ma svolgono solo la funzione di emettere comandi. Al fine di ottenere dati sui processi in corso, scambiano dati con controller installati direttamente sulle apparecchiature che eseguono un determinato processo tramite una rete (ad esempio, un sistema SCADA).

Per chiarezza, vale la pena dare il seguente esempio: viene inviato un comando dal pannello di controllo comune "Smart Home" per accendere il riscaldamento a pavimento in un momento specificato. Questo comando viene ricevuto dal controllore installato nel convettore a pavimento, e al momento opportuno lo esegue, compreso il riscaldamento delle resistenze nel dispositivo “subordinato”.

Pertanto, possono esserci un pannello operatore e diversi controller collegati. Allo stesso tempo, non è necessario che tutte queste apparecchiature siano dello stesso modello o della stessa marca. Di conseguenza, il pannello operatore è responsabile dell'avvio / arresto dei sistemi controllati, della scelta della loro modalità di funzionamento, dell'inserimento di nuovi scenari operativi, del monitoraggio online del processo, della visualizzazione dei dati attuali sul processo e della loro registrazione.

Può essere utilizzato anche il sistema "controllore-quadro", in cui il controllore è dotato di potenze più ampie, e l'apparecchiatura ad esso subordinata dispensa dai comandi del pannello o dalla partecipazione dell'operatore. Nei sistemi industriali è possibile utilizzare loop di controllo multilivello, in cui più dispositivi HMI possono essere subordinati a un pannello di controllo master con diritti di accesso estesi. Di solito in produzione viene utilizzata una cosiddetta rete Industrial Ethernet. A livello familiare, i sistemi multistadio non vengono quasi mai trovati.

Tipi esistenti di dispositivi HMI

Per uso domestico vengono solitamente utilizzati due tipi di apparecchiature simili:

• Grafica, testo-grafica e pulsantiera - si concentrano sulle principali funzioni gestionali e non sulla visualizzazione dei processi. I modelli economici sono spesso dotati di uno schermo monocromatico. L'inserimento dei dati avviene tramite chiavi (questo è conveniente per le industrie pericolose, quando l'operatore deve lavorare con i guanti. A livello domestico, questo fattore è chiaramente ridondante).Nonostante l'apparente semplicità di questo tipo di operpanel, è conveniente utilizzarli in case in cui la funzionalità di controllo è ridotta, così come per le esigenze di magazzini, sistemi di trattamento dell'acqua, sistemi di controllo delle caldaie nei condomini, sarà rilevante anche per le stazioni di pompaggio.
• Sensoriale - in questi dispositivi è molto più conveniente programmare controlli e grafici per i compiti tecnologici necessari. I moderni touchpad sono in grado di fornire immagini realistiche in risoluzione HD.

Hardware

L'architettura hardware del pannello operatore è realizzata come un normale personal computer, solo nella maggior parte dei casi viene utilizzata una memoria flash al posto di un hard disk (date le dimensioni di quest'ultimo). Le soluzioni hardware standard includono:

• Processore RISK a 32 bit;
• RAM SDRAM (non molto grande);
• Memoria Flash-EEPROM (incorporata), in cui sono archiviati il ​​sistema operativo e le informazioni utente accumulate;
• Diverse porte di espansione e interfacce per il collegamento di dispositivi esterni.

In termini di complessità hardware, i dispositivi HMI possono essere disposti nella seguente gradazione (dal peggiore al migliore):

• Pulsantiera: controllata da pulsanti fisici, le informazioni vengono fornite su indicatori o su uno schermo a cristalli liquidi.
• Visualizzazione del testo - è un pannello con visualizzazione visiva di informazioni sotto forma di diagrammi mnemonici o testo. Il programma stesso può essere eseguito direttamente nel pannello o semplicemente trasferito immediatamente al controller desiderato.
• Pannello grafico - uguale al precedente, solo il testo e gli schemi mnemonici vengono sostituiti con i pittogrammi disegnati;
• Touch panel - ha un display sensibile alla pressione, attraverso il quale vengono inseriti i dati e le informazioni vengono visualizzate allo stesso tempo;
• Un computer industriale - soprattutto sembra un server moderno, ma, di regola, ha un'interfaccia specializzata ed è permanentemente connesso alla rete industriale. Il suo corpo è solitamente protetto da influenze dannose.

Software

Il software standard per gli operpanel include:

• Un sistema operativo aperto alla riprogrammazione esterna - in alternativa Linux, Windows CE, iOS o Android;
• Un possibile sostituto del suddetto sistema operativo può essere il firmware del produttore (il cosiddetto "sistema operativo proprietario" o firmware);
• Software per lo sviluppo di progetti di visualizzazione, script, pianificazioni delle attività.

Caratteristiche principali

Le caratteristiche più importanti per un pannello operatore saranno:

• Dimensioni e aspetto del display: le dimensioni possono variare da un modesto 128x128 dpi a un impressionante 1024x768 (e anche di più). Il numero di colori visualizzati da esso può essere calcolato da 2 (monocromatico) a 16 milioni (24 bit). Questi parametri influenzano in modo significativo l'usabilità.
• Organizzazione del controllo: è possibile utilizzare un touch screen trasparente (capacitivo o resistivo) in combinazione con pulsanti fisici o manipolatori, che si trovano sulla parte anteriore. È inoltre possibile utilizzare uno schermo completamente touch, dal quale viene eseguito direttamente il controllo. Tuttavia, non ci sono schermi completamente touch: il produttore integra sempre un pulsante di arresto di emergenza fisico per tutti i processi nel case.
• Il numero di interfacce di rete integrate e protocolli di comunicazione utilizzati: il loro numero dipenderà dalle capacità del sistema operativo installato. Come standard è possibile utilizzare Profibus DP, Industrial Ethernet o Modbus RTU / TCP.
• Il grado di protezione stabilito - per la parte frontale è lo standard europeo IP65, per le parti restanti - IP20. Tuttavia, ci sono campioni in cui tutte le parti sono protette secondo lo standard IP67 - ciò potrebbe essere dovuto a difficoltà di installazione.
• La reattività della memoria flash integrata e la velocità del processore: queste caratteristiche influenzano la velocità di elaborazione e trasferimento dei dati.
• Il tipo di matrice utilizzata nel sensore: questo parametro determinerà la precisione del cursore sullo schermo, la sensibilità della pressione e il tempo di risposta ad esso.

Panoramica generale dei prodotti di produttori famosi

SIEMENS

Il marchio offre una vasta gamma di prodotti. Stranamente, l'azienda è specializzata nella produzione dei dispositivi economici più semplici della serie BASIC, progettati per una visualizzazione semplice. Campioni più complessi includono la linea "Comfort".

I semplici dispositivi a pulsante consentono di risparmiare circa il 60% dei tempi di installazione e connessione. Allo stesso tempo, non sono certificati in tutti i paesi come dispositivi di controllo del computer. Ma la linea "Comfort" ha un certificato internazionale pienamente riconosciuto.

Ogni formazione contiene campioni cablati e wireless. Tuttavia, SIEMENS è più focalizzata sulla produzione di dispositivi per l'uso in ambienti industriali difficili.

ONI

Sono disponibili in commercio campioni con display tattili e di testo. Tutte le apparecchiature vengono fornite con il proprio software "ONI-VisualStudio". Visualizza facilmente i processi impostati, mentre applica elementi di animazione e grafica visiva di alta qualità. È inoltre possibile utilizzare script, macro e pianificazioni pre-creati dall'azienda per i processi più comuni. Una caratteristica dei prodotti di questo marchio può essere definita il fatto che produce anche modelli open-frame della serie "OEM", facilmente integrabili direttamente nella parete o nel pannello di apparecchiature controllate. Tuttavia, sia la plastica tradizionale che il metallo vengono utilizzati su un piano di parità in tutte le linee.

WIELAND

Un marchio tedesco di grande reputazione con più di 100 anni di storia - è iniziato con la produzione di relè, terminali, interruttori elettrici. Si è distinto per il fatto che nel 2018 ha lanciato una linea di pannelli di controllo touch che funzionavano in un intervallo di temperatura esteso, da +60 a -10 gradi Celsius. In precedenza, si riteneva che i limiti specificati per i campioni del sensore non potessero essere raggiunti. Quasi tutti i suoi modelli sono dotati di una classe di protezione rinforzata secondo lo standard IP66. Qualsiasi pannello può informare sullo stato del processo tecnologico non solo visualizzando le informazioni sullo schermo, ma anche tramite e-mail e SMS. L'intera gamma è caratterizzata dal "multilinguismo": quasi tutti i pannelli sono compatibili con altri produttori. Ciò è stato ottenuto attraverso la conclusione di partnership con oltre 40 altri marchi-produttori di prodotti simili.

Valutazione dei migliori pannelli operatore per il 2020

5 ° posto: OMRON NT2S

È uno dei modelli di dispositivi HMI più piccoli e semplici programmabili. Dotato di uno schermo LCD a quattro righe e sei tasti funzione. L'involucro è classificato IP65. Altre funzioni includono un orologio in tempo reale e la possibilità di collegare una stampante. Il campione ha una profondità di montaggio ridotta, il che rende estremamente facile integrare il pannello di supporto su quasi tutte le superfici.

• Soluzione economica;
• Dimensioni compatte;
• Protezione dello scafo rinforzata.

• Piccola funzionalità.

4 ° posto: OMRON NT31

Terminale programmabile con display a quattro righe a colori. Ha una porta parallela per il collegamento di una stampante e una porta per il collegamento di un laptop delle generazioni precedenti (ovvero PDA da Macintosh). Per la comodità di leggere le informazioni dal touch screen, il dispositivo è dotato di retroilluminazione a LED, progettata per almeno cinquantamila ore di funzionamento. Il set include software proprietario per esigenze standard.

• Tasti funzione configurabili;
• La possibilità di collegare dispositivi esterni;
• Proprio software.

• Grande profondità di installazione.

3 ° posto: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Un dispositivo combinato che combina pulsanti e comandi touch.Ha uno schermo da sette pollici con resa cromatica aumentata (sessantacinquemila colori). Funziona sul sistema operativo Windows CE e contiene software open source proprietario gratuito che consente di programmare il dispositivo per controllare quasi tutti i processi.

• Software personalizzabile;
• Garanzia estesa;
• Migliore resa cromatica.

• Display piccolo per schermi ad alto colore.

2 ° posto: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Strumento multifunzionale con schermo full touch di grande formato. Fornisce un output di sedici milioni di colori. Viene fornito solo con le ultime versioni di Windows CE. Utilizza interfacce standard PROFINET e MPI / PROFIBUS DP per il controllo, compatibili con molti controller di terze parti. Il software è open source. Il dispositivo dispone di una propria memoria flash da 12 MB.

• Propria memoria flash;
• Touch screen ad alta risoluzione;
• Software modificabile;
• Migliore compatibilità hardware;
• Funziona con le ultime versioni di Windows CE;
• Rapporto qualità prezzo effettivo.

• Non trovato.

1 ° posto: Weintek eMT3150A

Potente dispositivo HMI con ampio display (quindici pollici) ed eccellente riproduzione grafica dei colori a ventiquattro bit. L'involucro è protetto da tutti i lati a IP66. Il modello dispone di diverse porte parallele per il collegamento di dispositivi esterni, oltre a una porta USB. Capace di trasmettere dati in modalità wireless. Temperature di lavoro funzionali - da +60 a -20 gradi Celsius. Inoltre, il controller di sicurezza di emergenza Samos Pro Compact è integrato.

• Software personalizzabile;
• Display touchscreen migliorato;
• Controller di sicurezza aggiuntivo.

• Alto prezzo.

Invece di un epilogo

Dato che i dispositivi descritti sono tecnicamente complessi e costosi, l'unico modo per risparmiare sul prezzo è ordinarli direttamente dal produttore. Tuttavia, in questo caso, vale la pena ricordare che un dispositivo informatico importato nel territorio della Federazione Russa deve essere sottoposto a certificazione obbligatoria. Fortunatamente, è quasi impossibile trovare un pannello operatorio (ad eccezione dei modelli asiatici) che non abbia un certificato internazionale riconosciuto dalla Federazione Russa. Pertanto, il costo dell'ordine tramite Internet sarà notevolmente diverso dal prezzo al dettaglio. Allo stesso tempo, la pratica mostra che il prezzo dello stesso dispositivo incluso nelle stime delle aziende russe per la sistemazione della Smart House sarà sopravvalutato di almeno il 25%.