Classificação dos melhores painéis de operação para 2020

O painel do operador (também pode ser chamado de "painel do operador" ou "dispositivo HMI") é um dispositivo de computação especial de produção em série ou em massa, que é implementado na forma de um controlador industrial (mas não um computador), no qual uma interface homem-máquina é usada para controlar o indivíduo processos ou dispositivos automatizados. Ele pode ser usado tanto na produção quanto para as necessidades domésticas (por exemplo, controle “Smart Home”).

Características de design

Um dispositivo IHM é geralmente uma estrutura frontal plana com controles ou um display. Freqüentemente, este elemento é protegido dos efeitos negativos do ambiente externo ou de danos mecânicos (película protetora, fachada resistente a choques, etc.). O painel em si não tem uma grande profundidade, o que permite que seja colocado tanto em um grande console do operador de produção quanto em uma parede doméstica ou em alguma superfície do aparelho controlado.

A estrutura interna do painel, em geral, é semelhante à de um computador industrial, com a única diferença nas condições de funcionamento e foco de especialização.

Um painel típico inclui:

• Meio de saída de informação visual: os modelos modernos possuem tela touchscreen gráfica ou tela de texto; Antigamente, todos os tipos de displays eletrônicos e indicadores eram usados, ainda antes essa função era realizada por grupos de lâmpadas ou LEDs. O pico de popularidade caiu no modelo com telas de cristal líquido.
• Meio de entrada técnica e seleção de dados, responsável pela navegação pelas funções disponíveis: botões separados, teclado completo, tela sensível ao toque. Um joystick ou outro manipulador (do mouse para o trackball) também pode ser usado.
• Interfaces de comunicação para receber / transmitir dados de entrada / recebidos entre o painel e dispositivos controlados. Isso inclui qualquer equipamento de rede - de uma rede com fio a um modem (exemplos são RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Dispositivos adicionais: uma unidade para armazenar um sistema operacional, software, memória de acesso aleatório volátil, memória somente leitura não volátil (disco rígido ou memória flash).

Funcionalidade principal

O painel do operador oferece a seguinte funcionalidade:

• Representação visual do processo (ou objeto) controlado e seus parâmetros atuais na forma de texto ou gráfico;
• Processamento e gerenciamento de mensagens / notificações de emergência, nas quais fica registrada a hora e a data de sua ocorrência;
• Entrada de parâmetros de processo e controle direto por meio de tela sensível ao toque ou botões de função;
• Transferência de dados com equipamento ou sistema periférico;
• Seleção de cenários carregáveis ​​para o equipamento controlado e a capacidade de editá-los;
• Administração do sistema de direitos do usuário na forma de impor restrições às ações de pessoas não autorizadas (por exemplo, proibição de mostrar “canais adultos” por receptores de televisão na Casa Inteligente sem inserir uma senha secreta);
• Exibição de tendências e diagramas estatísticos, mostrando relatórios resumidos sobre o funcionamento dos dispositivos monitorados (“histórico de uso”);
• Arquivamento de dados acumulados (em vez disso, é necessário mais para processos industriais);
• Execução de comandos previamente configurados em uma programação (por exemplo, ligar o aquecimento automático do piso em um determinado horário);
• Impressão das informações selecionadas.

Se o painel estiver em modo de texto, todos os processos serão exibidos como dados de caracteres. Para o modo gráfico, a visualização ocorre por meio de ícones ou diagramas mnemônicos. Assim, pode-se ver que o último modo é o mais visual e conveniente, pois o primeiro (texto) é geralmente usado em pequenos sistemas automatizados, que não requerem controle permanente e próximo por parte do usuário (estes incluem um sistema de alarme único e fechaduras em todas as portas de uma casa privada )

Interação com equipamentos controlados

Como regra, os próprios painéis de operação em sistemas automatizados não controlam de forma independente os elementos controlados, mas apenas desempenham a função de emitir comandos. Para obter dados sobre os processos em andamento, eles trocam dados com controladores instalados diretamente no equipamento que realiza determinado processo por meio de uma rede (por exemplo, um sistema SCADA).

Para maior clareza, vale a pena dar o seguinte exemplo: um comando é enviado do painel de controle comum "Casa inteligente" para ligar o aquecimento do piso em um horário especificado. Este comando é recebido pelo controlador instalado no convetor de piso, e no momento certo executa-o, inclusive aquecendo os elementos de aquecimento do dispositivo “subordinado”.

Portanto, pode haver um painel de operação e vários controladores conectados. Ao mesmo tempo, não é necessário que todos esses equipamentos sejam do mesmo modelo ou da mesma marca. Como resultado, o dispositivo HMI é responsável por iniciar / parar os sistemas controlados, selecionar seu modo de operação, inserir novos cenários de operação, monitorar online do processo, exibir dados atuais sobre o processo e registrá-los.

Também pode ser utilizado o sistema "painel de controle", no qual o controlador é dotado de poderes mais amplos, e os equipamentos a ele subordinados não possuem comandos do painel ou a participação do operador. Em sistemas industriais, loops de controle multinível podem ser usados, onde vários dispositivos IHM podem ser subordinados a um painel de controle mestre com direitos de acesso estendidos. Normalmente, uma chamada rede Ethernet industrial é usada para isso na produção. No nível doméstico, os sistemas multiestágios quase nunca são encontrados.

Tipos existentes de dispositivos HMI

Para uso doméstico, geralmente são usados ​​dois tipos de equipamentos semelhantes:

• Gráfico, gráfico de texto e botão - focam nas principais funções de gestão, e não na visualização de processos. Os modelos econômicos geralmente são equipados com uma tela monocromática. A entrada de dados é feita por meio de chaves (isso é conveniente para indústrias perigosas, quando o operador deve trabalhar com luvas. No nível doméstico, esse fator é claramente redundante).Apesar da aparente simplicidade deste tipo de operpanels, eles são convenientes para uso em casas onde a funcionalidade de controle é pequena, bem como para as necessidades de armazéns, sistemas de tratamento de água, sistemas de controle de caldeira em edifícios de apartamentos, e isso também será relevante para estações de bombeamento.
• Sensorial - nestes dispositivos é muito mais conveniente programar controles e gráficos para as tarefas tecnológicas necessárias. Touchpads modernos são capazes de fornecer imagens realistas em resolução HD.

Hardware

A arquitetura de hardware do dispositivo HMI é feita como um computador pessoal padrão, apenas na maioria dos casos a memória flash é usada em vez de um disco rígido (devido ao tamanho deste último). As soluções de hardware padrão incluem:

• Processador RISK de 32 bits;
• RAM SDRAM (não muito grande);
• Memória Flash-EEPROM (embutida), onde são armazenados o sistema operacional e as informações acumuladas do usuário;
• Várias portas de expansão e interfaces para conectar dispositivos externos.

Em termos de complexidade de hardware, os dispositivos HMI podem ser classificados na seguinte gradação (do pior para o melhor):

• Painel de botões - controlado por botões físicos, as informações são fornecidas em indicadores ou em uma tela LCD.
• Exibição de texto - é um painel com exibição visual de informações na forma de diagramas mnemônicos ou texto. O programa em si pode ser executado diretamente no painel ou simplesmente transferido imediatamente para o controlador desejado.
• Painel gráfico - igual ao anterior, apenas texto e diagramas mnemônicos são substituídos por pictogramas desenhados;
• Painel de toque - possui display sensível à pressão, por meio do qual os dados são inseridos e as informações são exibidas ao mesmo tempo;
• Um computador industrial - acima de tudo se parece com um servidor moderno, mas, via de regra, possui uma interface especializada e está permanentemente conectado à rede industrial. Seu corpo geralmente é protegido de influências prejudiciais.

Programas

O software padrão para operpanels inclui:

• Um sistema operacional que está aberto para reprogramação externa - alternativamente Linux, Windows CE, iOS ou Android;
• Uma possível substituição para o sistema operacional acima pode ser o firmware do fabricante (o chamado "sistema operacional proprietário" ou firmware);
• Software para o desenvolvimento de projetos de visualização, scripts, cronogramas de tarefas.

Características principais

As características mais importantes para um painel de operação serão:

• Tamanho e aparência da tela - o tamanho pode variar de modestos 128x128 dpi a impressionantes 1024x768 (e ainda mais). O número de cores exibidas por ele pode ser calculado de 2 (monocromático) a 16 milhões (24 bits). Esses parâmetros afetam significativamente a usabilidade.
• Organização de controle - uma tela de toque transparente (capacitiva ou resistiva) pode ser usada em conjunto com botões físicos ou manipuladores, que estão localizados na parte frontal. E também pode ser usada uma tela totalmente sensível ao toque, a partir da qual o controle é feito diretamente. No entanto, não existem telas totalmente sensíveis ao toque - o fabricante sempre cria um botão físico de parada de emergência para todos os processos do gabinete.
• O número de interfaces de rede incorporadas e protocolos de comunicação usados ​​- seu número dependerá dos recursos do sistema operacional instalado. Profibus DP, Ethernet industrial ou Modbus RTU / TCP podem ser usados ​​como padrão.
• O grau de proteção estabelecido - para a parte frontal é o padrão europeu IP65, para as demais partes - IP20. No entanto, existem amostras em que todas as peças são protegidas de acordo com o padrão IP67 - isso pode ser devido a dificuldades de instalação.
• A capacidade de resposta da memória flash integrada e a velocidade do processador - essas características afetam a velocidade de processamento e transferência de dados.
• O tipo de matriz usada no sensor - este parâmetro determinará a precisão do cursor na tela, a sensibilidade de pressionamento e o tempo de resposta a ele.

Visão geral dos produtos de fabricantes populares

SIEMENS

A marca oferece uma ampla gama de produtos. Curiosamente, a empresa é especializada na produção dos dispositivos de orçamento mais simples da série BASIC, projetados para visualização simples. Amostras mais complexas incluem a linha "Comfort".

Dispositivos de botão de ação simples economizam cerca de 60% do tempo de instalação e conexão. Ao mesmo tempo, eles não são certificados em todos os países como dispositivos de controle de computador. Já a linha “Comfort” possui certificado internacional totalmente reconhecido.

Cada linha contém amostras com e sem fio. No entanto, a SIEMENS está mais focada na produção de dispositivos para uso em ambientes industriais agressivos.

ONI

Amostras disponíveis comercialmente com telas de toque e de texto. Todo o equipamento é fornecido com software próprio - "ONI-VisualStudio". Ele visualiza facilmente os processos dados, enquanto aplica gráficos visuais de alta qualidade, elementos de animação. Você também pode usar scripts, macros e programações pré-criadas pela empresa para os processos mais comuns. Uma característica dos produtos desta marca pode ser chamada de que também produz modelos open-frame da série "OEM", que são fáceis de integrar diretamente na parede ou painel do equipamento controlado. No entanto, tanto o plástico tradicional quanto o metal são usados ​​em pé de igualdade em todas as linhas.

WIELAND

Uma marca alemã de grande reputação com mais de 100 anos de história - começou com a produção de relés, terminais, interruptores elétricos. Ele se distinguiu pelo fato de que em 2018 lançou uma linha de painéis de controle de toque que funcionavam em uma ampla faixa de temperatura - de +60 a -10 graus Celsius. Anteriormente, acreditava-se que os limites especificados para amostras de sensores não podiam ser alcançados. Quase todos os seus modelos estão equipados com uma classe de proteção IP66 reforçada. Qualquer painel pode informar sobre o estado do processo tecnológico não apenas exibindo informações na tela, mas também por e-mail e SMS. Toda a gama é caracterizada pelo "multilinguismo" - quase todos os painéis são compatíveis com outros fabricantes. Isso foi alcançado por meio da celebração de parcerias com mais de 40 outros fabricantes de produtos similares.

Classificação dos melhores painéis de operação para 2020

5º lugar: OMRON NT2S

É um dos menores e mais simples modelos de dispositivos IHM que podem ser programados. Equipado com uma tela LCD de quatro linhas e seis teclas de função. A caixa é classificada como IP65. As funções adicionais incluem um relógio em tempo real e a capacidade de conectar uma impressora. A amostra tem uma pequena profundidade de instalação, o que torna extremamente fácil integrar o painel de suporte em quase qualquer superfície.

• Solução econômica;
• Dimensões compactas;
• Proteção reforçada do casco.

• Funcionalidade pequena.

4º lugar: OMRON NT31

Terminal programável com display colorido de quatro linhas. Possui uma porta paralela para conectar uma impressora e uma porta para conectar um laptop de gerações anteriores (ou seja, PDAs do Macintosh). Para a conveniência de leitura de informações na tela de toque, o dispositivo possui uma retroiluminação LED embutida projetada para pelo menos cinquenta mil horas de operação. O conjunto inclui software proprietário para necessidades padrão.

• Teclas de função configuráveis;
• A capacidade de conectar dispositivos externos;
• Software próprio.

• Grande profundidade de instalação.

3º lugar: PAINEL BÁSICO SIMÁTICO KTP700

Um dispositivo combinado que combina botões de pressão e controles de toque.Possui uma tela de sete polegadas com reprodução de cores aprimorada (sessenta e cinco mil cores). É executado no sistema operacional Windows CE e contém software de código aberto proprietário gratuito que permite programar o dispositivo para controlar quase todos os processos.

• Software personalizável;
• Garantia extendida;
• Maior renderização de cores.

• Visor pequeno para tela colorida.

2º lugar: PAINEL DE CONFORTO SIMÁTICO KP700

Instrumento multifuncional com tela de toque total de grande formato. Oferece saída de dezesseis milhões de cores. Apenas vem com as versões mais recentes do Windows CE. Ele usa interfaces PROFINET e MPI / PROFIBUS DP padrão para controle, que são compatíveis com muitos controladores de terceiros. O software é de código aberto. O dispositivo possui sua própria memória flash de 12 MB.

• Memória flash própria;
• Tela sensível ao toque de alta resolução;
• Software editável;
• Compatibilidade de hardware aprimorada;
• Funciona com as versões mais recentes do Windows CE;
• Relação preço / qualidade real.

• Não encontrado.

1º lugar: Weintek eMT3150A

Dispositivo HMI poderoso com display grande (quinze polegadas) e excelente reprodução gráfica de cores a vinte e quatro bits. A caixa é protegida de todos os lados para IP66. O modelo possui várias portas paralelas para conexão de dispositivos externos, além de uma porta USB. Capaz de transmitir dados sem fio. Temperaturas de trabalho funcionais - de +60 a -20 graus Celsius. Além disso, o controlador de segurança de emergência Samos Pro Compact está integrado.

• Software personalizável;
• Tela de toque aprimorada;
• Controlador de segurança adicional.

• Preço Alto.

Em vez de um epílogo

Devido ao fato de que os dispositivos descritos são tecnicamente complexos e caros, a única maneira de economizar no preço é encomendá-los diretamente ao fabricante. No entanto, neste caso, vale lembrar que um dispositivo de computação importado para o território da Federação Russa deve passar por certificação obrigatória. Felizmente, é quase impossível encontrar um painel de operação (exceto para designs asiáticos) que não tenha um certificado internacional reconhecido pela Federação Russa. Portanto, o custo do pedido pela Internet será significativamente diferente do preço de varejo. Ao mesmo tempo, a prática mostra que o preço do mesmo dispositivo incluído nas estimativas das empresas russas para o arranjo da Casa Inteligente será exagerado em pelo menos 25%.