Ocena najlepszych paneli operatorskich na rok 2020

Panel operatorski (zwany także "panelem operatorskim" lub "urządzeniem HMI") jest specjalnym urządzeniem obliczeniowym produkcji seryjnej lub masowej, zaimplementowanym w postaci kontrolera przemysłowego (ale nie komputera), w którym interfejs człowiek-maszyna służy do sterowania indywidualnymi zautomatyzowane procesy lub urządzenia. Może być stosowany zarówno w produkcji, jak i na potrzeby gospodarstwa domowego (np. Sterowanie „Smart Home”).

Cechy konstrukcyjne

Urządzenie HMI to zazwyczaj płaska konstrukcja przednia z elementami sterującymi lub wyświetlaczem. Często element ten jest chroniony przed negatywnym wpływem środowiska zewnętrznego lub uszkodzeniami mechanicznymi (folia ochronna, elewacja odporna na wstrząsy itp.). Sam panel nie ma dużej głębokości, co pozwala na umieszczenie go zarówno na dużym produkcyjnym panelu operatorskim, jak i na domowej ścianie czy jakiejś powierzchni sterowanej aparatury.

Struktura wewnętrzna panelu jest w zasadzie podobna do struktury komputera przemysłowego, z jedyną różnicą w warunkach pracy i specjalizacji.

Typowy panel zawiera:

• Sposoby wyświetlania informacji wizualnej: nowoczesne modele mają ekran dotykowy lub ekran tekstowy; dawniej używano wszelkiego rodzaju wyświetlaczy i wskaźników elektronicznych, jeszcze wcześniej funkcję tę pełniły grupy lampek lub diod LED. Szczyt popularności przypadł na modele z wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi.
• Sposób wprowadzania danych technicznych i selekcji danych, odpowiedzialny za nawigację po dostępnych funkcjach: osobne przyciski, pełna klawiatura, ekran dotykowy. Można również użyć joysticka lub innego manipulatora (od myszy po trackball).
• Interfejsy komunikacyjne do odbierania / przesyłania danych wejściowych / odbieranych pomiędzy centralą a sterowanymi urządzeniami. Obejmuje to dowolny sprzęt sieciowy - od sieci przewodowej po modem (na przykład RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Urządzenia dodatkowe: dysk do przechowywania systemu operacyjnego, oprogramowanie, ulotna pamięć o dostępie swobodnym, nieulotna pamięć tylko do odczytu (dysk twardy lub pamięć flash).

Główna funkcjonalność

Panel operatora zapewnia następujące funkcje:

• Wizualne przedstawienie kontrolowanego procesu (lub obiektu) i jego aktualnych parametrów w formie tekstu lub grafiki;
• Przetwarzanie i zarządzanie komunikatami / powiadomieniami alarmowymi, w których rejestrowany jest czas i data ich wystąpienia;
• Wprowadzanie parametrów proceduralnych i bezpośrednie sterowanie za pomocą ekranu dotykowego lub przycisków funkcyjnych;
• Transfer danych za pomocą urządzeń peryferyjnych lub systemu;
• Dobór wczytywalnych scenariuszy dla sterowanego sprzętu i możliwość ich edycji;
• Administrowanie systemem prawami użytkowników w postaci nakładania ograniczeń na działania osób nieuprawnionych (np. Zakaz pokazywania „kanałów dla dorosłych” przez odbiorniki telewizyjne w Inteligentnym Domu bez podawania tajnego hasła);
• Wyświetlanie trendów i wykresów statystycznych, wyświetlanie zbiorczych raportów z pracy monitorowanych urządzeń („historia użytkowania”);
• Archiwizacja zgromadzonych danych (raczej potrzeba więcej w procesach przemysłowych);
• Wykonywanie wcześniej ustawionych poleceń zgodnie z harmonogramem (np. Włączenie automatycznego ogrzewania podłogowego o określonej godzinie);
• Wydruk wybranych informacji.

Jeśli panel jest w trybie tekstowym, wszystkie procesy są wyświetlane jako dane znakowe. W przypadku trybu graficznego wizualizacja odbywa się za pomocą ikon lub diagramów mnemonicznych. Stąd widać, że ostatni tryb jest najbardziej wizualny i wygodny, dlatego pierwszy (tekstowy) stosowany jest zwykle w małych automatycznych systemach, które nie wymagają stałej i ścisłej kontroli użytkownika (m.in. ).

Interakcja ze sterowanym sprzętem

Z reguły same panele operatorskie w systemach zautomatyzowanych nie sterują samodzielnie sterowanymi elementami, a jedynie pełnią funkcję wydawania poleceń. W celu uzyskania danych o trwających procesach wymieniają dane z kontrolerami, które są instalowane bezpośrednio na sprzęcie wykonującym dany proces za pośrednictwem sieci (np. System SCADA).

Dla jasności warto podać następujący przykład: ze wspólnego panelu sterującego „Smart Home” zostaje wysłane polecenie włączenia ogrzewania podłogowego o określonej godzinie. Polecenie to odbiera sterownik zamontowany w konwektorze podłogowym iw odpowiednim czasie je wykonuje łącznie z nagrzewaniem elementów grzejnych w „podrzędnym” urządzeniu.

Zatem może być jeden panel operatorski i kilka podłączonych kontrolerów. Jednocześnie nie jest konieczne, aby cały ten sprzęt był tego samego modelu lub tej samej marki. W efekcie urządzenie HMI odpowiada za uruchamianie / zatrzymywanie sterowanych systemów, wybieranie ich trybu pracy, wprowadzanie nowych scenariuszy operacyjnych, monitorowanie online procesu, wyświetlanie aktualnych danych o procesie oraz ich rejestrowanie.

Można również zastosować system „panel-kontroler”, w którym sterownik posiada szersze uprawnienia, a sprzęt mu podporządkowany rezygnuje z poleceń z panelu lub udziału operatora. W systemach przemysłowych można stosować wielopoziomowe pętle sterowania, w których kilka urządzeń HMI może być podporządkowanych głównej centrali z rozszerzonymi prawami dostępu. Zwykle w produkcji wykorzystuje się do tego tak zwaną sieć Industrial Ethernet. Na poziomie gospodarstwa domowego prawie nigdy nie spotyka się systemów wielostopniowych.

Istniejące typy urządzeń HMI

Do użytku domowego zwykle stosuje się dwa rodzaje podobnego sprzętu:

• Graficzne, tekstowo-graficzne i przyciskowe - koncentrują się na głównych funkcjach zarządczych, a nie na wizualizacji procesów. Modele budżetowe są często wyposażone w monochromatyczny ekran. Wprowadzanie danych odbywa się za pomocą klawiszy (jest to wygodne w przypadku niebezpiecznych branż, gdy operator musi pracować w rękawiczkach. Na poziomie gospodarstwa domowego ten czynnik jest wyraźnie zbędny).Pomimo pozornej prostoty tego typu paneli, są one wygodne w użyciu w domach, w których funkcjonalność sterowania jest niewielka, a także na potrzeby magazynów, systemów uzdatniania wody, systemów sterowania kotłami w budynkach mieszkalnych, a to będzie odpowiednie również dla przepompowni.
• Sensoryczny - w tych urządzeniach znacznie wygodniej jest programować sterowanie i grafikę dla niezbędnych zadań technologicznych. Nowoczesne panele dotykowe są w stanie wyświetlać realistyczne obrazy w rozdzielczości HD.

Sprzęt komputerowy

Architektura sprzętowa urządzenia HMI jest wykonana jak standardowy komputer osobisty, tylko w większości przypadków zamiast dysku twardego używana jest pamięć flash (ze względu na rozmiar tego ostatniego). Standardowe rozwiązania sprzętowe obejmują:

• 32-bitowy procesor RISK;
• SDRAM RAM (niezbyt duży);
• Pamięć Flash-EEPROM (wbudowana), w której przechowywany jest system operacyjny i zgromadzone informacje o użytkowniku;
• Różne porty rozszerzeń i interfejsy do podłączania urządzeń zewnętrznych.

Pod względem złożoności sprzętowej, urządzenia HMI można ustawić w następującej gradacji (od najgorszej do najlepszej):

• Panel z przyciskami - sterowany fizycznymi przyciskami, informacje podawane są na wskaźnikach lub ekranie ciekłokrystalicznym.
• Wyświetlacz tekstowy - to panel z wizualnym wyświetlaniem informacji w postaci schematów mnemonicznych lub tekstu. Sam program można uruchomić bezpośrednio w panelu lub po prostu od razu przenieść do wybranego sterownika.
• Panel graficzny - taki sam jak poprzedni, jedynie diagramy tekstowe i mnemoniczne zastępowane są rysowanymi piktogramami;
• Panel dotykowy - posiada wrażliwy na nacisk wyświetlacz, przez który jednocześnie wprowadza się dane i wyświetla informacje;
• Komputer przemysłowy - przede wszystkim wygląda jak nowoczesny serwer, ale z reguły posiada wyspecjalizowany interfejs i jest na stałe połączony z siecią przemysłową. Jego ciało jest zwykle chronione przed szkodliwymi wpływami.

Oprogramowanie

Standardowe oprogramowanie dla operpaneli obejmuje:

• System operacyjny otwarty na przeprogramowanie zewnętrzne - alternatywnie Linux, Windows CE, iOS lub Android;
• Ewentualnym zamiennikiem powyższego systemu operacyjnego może być oprogramowanie układowe producenta (tzw. „Własnościowy system operacyjny” lub oprogramowanie układowe);
• Oprogramowanie do tworzenia projektów wizualizacji, skryptów, harmonogramów zadań.

Główna charakterystyka

Najważniejszymi cechami panelu operatorskiego będą:

• Rozmiar i wygląd wyświetlacza - rozmiar może się wahać od skromnych 128x128 dpi do imponujących 1024x768 (a nawet więcej). Liczbę wyświetlanych przez niego kolorów można obliczyć od 2 (monochromatyczne) do 16 milionów (24 bity). Te parametry znacząco wpływają na użyteczność.
• Organizacja sterowania - można zastosować przezroczysty wyświetlacz dotykowy (pojemnościowy lub rezystancyjny), sprzężony z fizycznymi przyciskami lub manipulatorami, które znajdują się z przodu. Można również zastosować w pełni dotykowy ekran, z którego sterowanie odbywa się bezpośrednio. Nie ma jednak ekranów całkowicie dotykowych - producent zawsze buduje fizyczny przycisk zatrzymania awaryjnego dla wszystkich procesów w obudowie.
• Liczba wbudowanych interfejsów sieciowych i używanych protokołów komunikacyjnych - ich liczba będzie zależna od możliwości zainstalowanego systemu operacyjnego. Standardowo można zastosować Profibus DP, Industrial Ethernet lub Modbus RTU / TCP.
• Ustalony stopień ochrony - dla części przedniej to norma europejska IP65, dla pozostałych części - IP20. Istnieją jednak próbki, w których wszystkie części są chronione zgodnie ze standardem IP67 - może to być spowodowane trudnościami instalacyjnymi.
• Czułość zintegrowanej pamięci flash i szybkość procesora - te cechy wpływają na szybkość przetwarzania i przesyłania danych.
• Rodzaj matrycy zastosowanej w czujniku - parametr ten będzie określał dokładność kursora na ekranie, czułość naciśnięcia oraz czas odpowiedzi na to.

Ogólny przegląd produktów popularnych producentów

SIEMENS

Marka oferuje szeroką gamę produktów. Co dziwne, firma specjalizuje się w produkcji najprostszych, budżetowych urządzeń z serii BASIC, przeznaczonych do prostej wizualizacji. Bardziej złożone próbki obejmują linię „Comfort”.

Proste urządzenia z przyciskiem oszczędzają około 60% czasu instalacji i podłączenia. Jednocześnie nie we wszystkich krajach są certyfikowane jako komputerowe urządzenia sterujące. Ale linia „Comfort” posiada w pełni uznany międzynarodowy certyfikat.

Każdy zestaw zawiera próbki przewodowe i bezprzewodowe. Jednak SIEMENS bardziej skupia się na produkcji urządzeń do użytku w trudnych warunkach przemysłowych.

ONI

Próbki z wyświetlaczami dotykowymi i tekstowymi są dostępne w handlu. Wszystkie urządzenia są dostarczane z własnym oprogramowaniem - „ONI-VisualStudio”. Z łatwością wizualizuje ustalone procesy, stosując wysokiej jakości grafikę wizualną i elementy animacji. Możesz również korzystać ze skryptów, makr i harmonogramów stworzonych przez firmę dla większości typowych procesów. Cechę produktów tej marki można nazwać faktem, że produkuje również modele ramowe z serii „OEM”, które można łatwo zintegrować bezpośrednio ze ścianą lub panelem sterowanego sprzętu. Jednak zarówno tradycyjny plastik, jak i metal są używane na równych zasadach we wszystkich liniach.

WIELAND

Renomowana niemiecka marka z ponad 100-letnią historią - rozpoczęła się od produkcji przekaźników, zacisków, łączników elektrycznych. Wyróżniał się tym, że w 2018 roku uruchomił linię dotykowych paneli sterujących, które pracowały w rozszerzonym zakresie temperatur - od +60 do -10 stopni Celsjusza. Wcześniej uważano, że określone limity dla próbek z czujników nie mogą zostać osiągnięte. Prawie wszystkie modele są wyposażone we wzmocnioną klasę ochrony zgodnie ze standardem IP66. Każdy panel może informować o stanie procesu technologicznego nie tylko poprzez wyświetlenie informacji na ekranie, ale także poprzez e-mail i SMS. Cały asortyment charakteryzuje się „wielojęzycznością” - prawie wszystkie panele są kompatybilne z innymi producentami. Osiągnięto to poprzez zawarcie partnerstwa z ponad 40 innymi markami-producentami podobnych produktów.

Ocena najlepszych paneli operatorskich na rok 2020

5 miejsce: OMRON NT2S

Jest to jeden z najmniejszych i najprostszych modeli urządzeń HMI, które można zaprogramować. Wyposażony w czterowierszowy ekran LCD i sześć klawiszy funkcyjnych. Obudowa posiada stopień ochrony IP65. Dodatkowe funkcje obejmują zegar czasu rzeczywistego oraz możliwość podłączenia drukarki. Próbka ma niewielką głębokość montażową, co sprawia, że ​​niezwykle łatwo jest zintegrować panel nośny z prawie każdą powierzchnią.

• Ekonomiczne rozwiązanie;
• Kompaktowe wymiary;
• Wzmocniona ochrona kadłuba.

• Mała funkcjonalność.

4 miejsce: OMRON NT31

Programowalny terminal z kolorowym czteroliniowym wyświetlaczem. Posiada port równoległy do ​​podłączenia drukarki oraz port do podłączenia laptopa poprzednich generacji (czyli PDA z Macintosha). Dla wygody czytania informacji z ekranu dotykowego urządzenie zostało wyposażone w podświetlenie LED, zaprojektowane na co najmniej pięćdziesiąt tysięcy godzin pracy. W zestawie autorskie oprogramowanie na standardowe potrzeby.

• Konfigurowalne klawisze funkcyjne;
• Możliwość podłączenia urządzeń zewnętrznych;
• Własne oprogramowanie.

• Duża głębokość montażu.

III miejsce: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Połączone urządzenie, które łączy w sobie przyciski i przyciski dotykowe.Posiada siedmiocalowy ekran ze zwiększonym oddawaniem barw (sześćdziesiąt pięć tysięcy kolorów). Działa w systemie operacyjnym Windows CE oraz zawiera bezpłatne zastrzeżone oprogramowanie open source, które umożliwia zaprogramowanie urządzenia do sterowania prawie każdym procesem.

• Oprogramowanie z możliwością dostosowania;
• Rozszerzona gwarancja;
• Zwiększone oddawanie barw.

• Mały wyświetlacz na kolorowy ekran.

2 miejsce: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Wielofunkcyjny instrument z dużym ekranem dotykowym. Zapewnia szesnaście milionów kolorów. Jest dostarczany tylko z najnowszymi wersjami systemu Windows CE. Do sterowania wykorzystuje standardowe interfejsy PROFINET i MPI / PROFIBUS DP, które są kompatybilne z wieloma sterownikami innych firm. Oprogramowanie jest open source. Urządzenie posiada własną pamięć flash 12 MB.

• Własna pamięć flash;
• Ekran dotykowy o wysokiej rozdzielczości;
• Oprogramowanie do edycji;
• Poprawiona kompatybilność sprzętu;
• Działa z najnowszymi wersjami Windows CE;
• Rzeczywisty stosunek ceny do jakości.

• Nie znaleziono.

1. miejsce: Weintek eMT3150A

Potężne urządzenie HMI z dużym wyświetlaczem (piętnaście cali) i doskonałą graficzną reprodukcją kolorów na poziomie dwudziestu czterech bitów. Obudowa jest chroniona ze wszystkich stron do IP66. Model posiada kilka portów równoległych do podłączania urządzeń zewnętrznych, a także port USB. Zdolne do bezprzewodowego przesyłania danych. Funkcjonalne temperatury pracy - od +60 do -20 stopni Celsjusza. Dodatkowo wbudowany jest kontroler bezpieczeństwa Samos Pro Compact.

• Oprogramowanie z możliwością dostosowania;
• Ulepszony ekran dotykowy;
• Dodatkowy kontroler bezpieczeństwa.

• Wysoka cena.

Zamiast epilogu

Ze względu na to, że opisane urządzenia są skomplikowane technicznie i drogie, jedynym sposobem na zaoszczędzenie na cenie jest zamówienie ich bezpośrednio u producenta. Jednak w tym przypadku warto pamiętać, że urządzenie obliczeniowe importowane na terytorium Federacji Rosyjskiej musi przejść obowiązkową certyfikację. Na szczęście prawie niemożliwe jest znalezienie operpanelu (z wyjątkiem konstrukcji azjatyckich), który nie ma międzynarodowego certyfikatu uznawanego przez Federację Rosyjską. Tym samym koszt zamówienia przez Internet będzie się znacznie różnić od ceny detalicznej. Jednocześnie praktyka pokazuje, że cena tego samego urządzenia uwzględniona w szacunkach rosyjskich firm za aranżację inteligentnego domu będzie zawyżona o co najmniej 25 proc.