Evaluarea celor mai bune panouri de operator pentru 2020

Panoul operator (poate fi numit și „panou operator” sau „dispozitiv HMI”) este un dispozitiv special de calcul de serie sau de producție în serie, care este implementat sub forma unui controler industrial (dar nu a unui computer), în care o interfață om-mașină este utilizată pentru a controla individuale. procese sau dispozitive automatizate. Poate fi utilizat atât în ​​producție, cât și pentru nevoile gospodăriei (de exemplu, controlul „Smart Home”).

Caracteristici de proiectare

Un dispozitiv HMI este de obicei o structură frontală plană cu comenzi sau un afișaj. Adesea, acest element este protejat de efectele negative ale mediului extern sau de deteriorările mecanice (folie de protecție, fațadă rezistentă la șocuri etc.). Panoul în sine nu are o adâncime mare, ceea ce îi permite să fie așezat atât pe o consolă mare de operator de producție, cât și pe un perete de acasă sau pe o suprafață a aparatului controlat.

Structura internă a panoului, în mare, este similară cu cea a unui computer industrial, cu singura diferență în condițiile de funcționare și focalizarea specializării.

Un panou tipic include:

• Mijloace de ieșire a informațiilor vizuale: modelele moderne au ecran tactil grafic sau text; pe vremuri, se foloseau tot felul de afișaje și indicatoare electronice, chiar mai devreme această funcție era îndeplinită de grupuri de lămpi sau LED-uri. Vârful popularității a căzut pe modelele cu afișaje cu cristale lichide.
• Mijloace de introducere tehnică și de selectare a datelor, responsabile pentru navigarea prin funcțiile disponibile: butoane separate, tastatură completă, ecran tactil. Se poate folosi și un joystick sau alt manipulator (de la mouse la trackball).
• Conectarea interfețelor utilizate pentru recepționarea / transmiterea datelor de intrare / recepție între panou și dispozitive controlate. Aceasta include orice echipament de rețea - de la o rețea cablată la un modem (exemple sunt RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Dispozitive suplimentare: unitate pentru stocarea sistemului de operare, software, memorie cu acces aleator volatil, memorie non-volatilă numai pentru citire (hard disk sau memorie flash).

Funcționalitate principală

Panoul operatorului oferă următoarele funcționalități:

• Reprezentarea vizuală a procesului controlat (sau a obiectului) și a parametrilor săi actuali sub formă de text sau grafică;
• Prelucrarea și gestionarea mesajelor / notificărilor de urgență, în care este înregistrată ora și data apariției acestora;
• Introducerea parametrilor procesului și controlul direct prin intermediul unui ecran tactil sau butoane funcționale;
• Transfer de date cu echipamente sau sistem periferic;
• Selectarea scenariilor încărcabile pentru echipamentul controlat și capacitatea de a le edita;
• Administrarea de sistem a drepturilor utilizatorilor sub forma impunerii restricțiilor asupra acțiunilor persoanelor neautorizate (de exemplu, interzicerea afișării „canalelor pentru adulți” de către receptoarele de televiziune disponibile în Smart Home fără introducerea unei parole secrete);
• Afișarea tendințelor și a diagramelor statistice, prezentarea rapoartelor de sinteză privind funcționarea dispozitivelor monitorizate („istoricul utilizării”);
• Arhivarea datelor acumulate (mai degrabă este nevoie de mai multe pentru procesele industriale);
• Executarea comenzilor setate anterior într-un program (de exemplu, pornirea încălzirii automate prin pardoseală la un anumit moment);
• Tipărirea informațiilor selectate.

Dacă panoul este în modul text, atunci toate procesele sunt afișate ca date de caractere. Pentru modul grafic, vizualizarea are loc prin pictograme sau diagrame mnemonice. Prin urmare, se poate observa că ultimul mod este cel mai vizual și mai convenabil, prin urmare primul (text) este de obicei utilizat în sisteme automate mici, care nu necesită un control permanent și aproape de către utilizator (acestea includ un singur sistem de alarmă și încuietori la toate ușile unei case private ).

Interacțiune cu echipamente controlate

De regulă, panourile operatorului în sine în sisteme automate nu controlează independent elementele controlate, ci îndeplinesc doar funcția de a emite comenzi. Pentru a obține date despre procesele în curs, acestea fac schimb de date cu controlere care sunt instalate direct pe echipamentele care efectuează un anumit proces printr-o rețea (de exemplu, un sistem SCADA).

Pentru claritate, merită să oferim următorul exemplu: o comandă este trimisă de la panoul de control comun „Smart Home” pentru a porni încălzirea prin pardoseală la un moment specificat. Această comandă este recepționată de controlerul instalat în convectorul de podea și, la momentul potrivit, o execută, inclusiv încălzirea elementelor de încălzire din dispozitivul „subordonat”.

Astfel, pot exista un panou operator și mai multe controlere conectate. În același timp, nu este necesar ca toate aceste echipamente să fie de același model sau de aceeași marcă. În consecință, dispozitivul HMI este responsabil pentru pornirea / oprirea sistemelor controlate, selectarea modului de funcționare a acestora, introducerea de noi scenarii de operare, monitorizarea online a procesului, afișarea datelor actuale despre proces și înregistrarea acestora.

De asemenea, poate fi utilizat sistemul „panoul controlerului”, în care controlerul este dotat cu puteri mai largi, iar echipamentul subordonat acestuia dispune de comenzile de la panou sau de participarea operatorului. În sistemele industriale, pot fi utilizate bucle de control pe mai multe niveluri, unde mai multe dispozitive HMI pot fi subordonate unui panou de control master cu drepturi de acces extinse. De obicei, în producție se folosește așa-numita rețea Industrial Ethernet. La nivelul gospodăriei, sistemele cu mai multe etape nu sunt aproape niciodată găsite.

Tipuri existente de dispozitive HMI

Pentru uz casnic, se folosesc de obicei două tipuri de echipamente similare:

• Grafic, text-grafic și buton - se concentrează pe principalele funcții de management și nu pe vizualizarea proceselor. Modelele bugetare sunt adesea echipate cu un ecran monocrom. Introducerea datelor se face cu ajutorul tastelor (acest lucru este convenabil pentru industriile periculoase, atunci când operatorul trebuie să lucreze cu mănuși. La nivelul gospodăriei, acest factor este clar redundant).În ciuda simplității aparente a acestui tip de panouri de operare, acestea sunt convenabile de utilizat în case în care funcționalitatea de control este mică, precum și pentru nevoile depozitelor, sistemelor de tratare a apei, sistemelor de control al cazanelor din clădirile de apartamente, iar acest lucru va fi relevant și pentru stațiile de pompare.
• Senzorial - în aceste dispozitive este mult mai convenabil să programați controale și grafică pentru sarcinile tehnologice necesare. Touchpad-urile moderne sunt capabile să ofere imagini realiste la rezoluție HD.

Hardware

Arhitectura hardware a dispozitivului HMI este făcută similară cu computerele personale standard, doar în majoritatea cazurilor este utilizată memoria flash în locul unui hard disk (datorită dimensiunilor acestuia din urmă). Soluțiile hardware standard includ:

• Procesor RISK pe 32 de biți;
• RAM SDRAM (nu foarte mare);
• Memorie Flash-EEPROM (încorporată), unde sunt stocate sistemul de operare și informațiile acumulate de utilizator;
• Diverse porturi de expansiune și interfețe pentru conectarea dispozitivelor externe.

În ceea ce privește complexitatea hardware, dispozitivele HMI pot fi clasificate în următoarea gradație (de la cel mai rău la cel mai bun):

• Panoul de butoane - controlat de butoane fizice, informațiile sunt furnizate pe indicatori sau pe un ecran LCD.
• Afișare text - este un panou cu afișare vizuală a informațiilor sub formă de diagrame mnemonice sau text. Programul în sine poate fi executat direct în panou sau pur și simplu transferat imediat la controlerul dorit.
• Panou grafic - la fel ca cel precedent, doar textul și diagramele mnemonice sunt înlocuite cu pictograme desenate;
• Panou tactil - are un afișaj sensibil la presiune, prin care se introduc date și se afișează informații în același timp;
• Un computer industrial - cel mai mult arată ca un server modern, dar, de regulă, are o interfață specializată și este conectat permanent la rețeaua industrială. Corpul său este de obicei protejat de influențe nocive.

Software

Software-ul standard pentru panouri de operare include:

• Un sistem de operare care este deschis reprogramării externe - alternativ Linux, Windows CE, iOS sau Android;
• O posibilă înlocuire pentru sistemul de operare de mai sus poate fi firmware-ul de la producător (așa-numitul "sistem de operare proprietar" sau firmware);
• Software pentru dezvoltarea de proiecte de vizualizare, scripturi, planificări de sarcini.

Principalele caracteristici

Cele mai importante caracteristici pentru un panou operator vor fi:

• Dimensiunea și aspectul afișajului - dimensiunea poate varia de la un modest 128x128 dpi la un impresionant 1024x768 (și chiar mai mult). Numărul de culori afișate de acesta poate fi calculat de la 2 (monocrom) la 16 milioane (24 biți). Acești parametri afectează în mod semnificativ utilizabilitatea.
• Organizarea controlului - un afișaj tactil transparent (capacitiv sau rezistor) poate fi utilizat împreună cu butoane fizice sau manipulatoare, care sunt situate pe partea din față. Și, de asemenea, poate fi utilizat un ecran complet tactil, de la care se efectuează controlul direct. Cu toate acestea, nu există ecrane tactile complet - producătorul construiește întotdeauna un buton fizic de oprire de urgență pentru toate procesele din carcasă.
• Numărul de interfețe de rețea încorporate și protocoale de comunicații utilizate - numărul acestora va depinde de capacitățile sistemului de operare instalat. Profibus DP, Industrial Ethernet sau Modbus RTU / TCP pot fi utilizate ca standard.
• Gradul de protecție stabilit - pentru partea din față este standardul european IP65, pentru celelalte părți - IP20. Cu toate acestea, există probe în care toate piesele sunt protejate conform standardului IP67 - acest lucru se poate datora dificultăților de instalare.
• Răspunsul memoriei flash integrate și viteza procesorului - aceste caracteristici afectează viteza de procesare și transferul de date.
• Tipul de matrice utilizat în senzor - acest parametru va determina acuratețea cursorului pe ecran, sensibilitatea apăsării și timpul de răspuns la acesta.

Prezentare generală a produselor de la producători populari

SIEMENS

Marca oferă o gamă largă de produse. În mod ciudat, compania este specializată în producția celor mai simple dispozitive bugetare din seria BASIC, concepute pentru o vizualizare simplă. Probele mai complexe includ linia „Confort”.

Dispozitivele cu butoane simple economisesc aproximativ 60% din timpul de instalare și conectare. În același timp, acestea nu sunt certificate în toate țările ca dispozitive de control al computerului. Dar linia „Comfort” are un certificat internațional pe deplin recunoscut.

Fiecare gamă conține atât mostre cu fir, cât și fără fir. Cu toate acestea, SIEMENS se concentrează mai mult pe producția de dispozitive pentru utilizare în medii industriale dure.

PE MINE

Eșantioane cu afișaje tactile și text sunt disponibile comercial. Toate echipamentele sunt furnizate cu propriul software - „ONI-VisualStudio”. Vizualizează cu ușurință procesele specificate, aplicând în același timp elemente grafice vizuale de înaltă calitate, elemente de animație. Puteți utiliza, de asemenea, scripturi, macrocomenzi și planificări pre-create de companie pentru cele mai frecvente procese. O caracteristică a produselor acestui brand poate fi numită faptul că produce și modele cu cadru deschis din seria „OEM”, care sunt ușor de integrat direct în perete sau panoul echipamentelor controlate. Cu toate acestea, atât plasticul tradițional, cât și metalul sunt utilizate în mod egal în toate liniile.

WIELAND

Un brand german foarte reputat cu peste 100 de ani de istorie - a început cu producția de relee, terminale, întrerupătoare electrice. El s-a remarcat prin faptul că în 2018 a lansat o linie de panouri de control tactil care funcționau într-un interval extins de temperatură - de la +60 la -10 grade Celsius. Anterior, se credea că limitele specificate pentru probele senzorilor nu pot fi atinse. Aproape toate modelele sale sunt echipate cu o clasă de protecție IP66 întărită. Orice panou poate informa despre starea procesului tehnologic nu numai afișând informații pe ecran, ci și prin e-mail și SMS. Întreaga gamă se caracterizează prin „multilingvism” - aproape toate panourile sunt compatibile cu alți producători. Acest lucru a fost realizat prin încheierea de parteneriate cu peste 40 de alți producători de produse similare.

Evaluarea celor mai bune panouri de operator pentru 2020

Locul 5: OMRON NT2S

Este unul dintre cele mai mici și mai simple modele de dispozitive HMI care pot fi programate. Echipat cu un ecran LCD cu patru linii și șase taste funcționale. Carcasa are clasa IP65. Funcțiile suplimentare includ un ceas în timp real și posibilitatea de a conecta o imprimantă. Eșantionul are o adâncime de instalare mică, ceea ce face extrem de ușoară integrarea panoului de sprijin pe aproape orice suprafață.

• Soluție economică;
• Dimensiuni compacte;
• Protecție armată a corpului.

• Funcționalitate mică.

Locul 4: OMRON NT31

Terminal programabil cu afișaj color pe patru linii. Are un port paralel pentru conectarea unei imprimante și un port pentru conectarea unui laptop din generațiile anterioare (adică PDA-uri de la Macintosh). Pentru confortul citirii informațiilor de pe ecranul tactil, dispozitivul este echipat cu iluminare de fundal cu LED, conceput pentru cel puțin cincizeci de mii de ore de funcționare. Setul include software proprietar pentru nevoile standard.

• Taste funcționale configurabile;
• Capacitatea de a conecta dispozitive externe;
• Software propriu.

• Adâncime mare de instalare.

Locul 3: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Un dispozitiv combinat care combină atât butoanele de comandă, cât și comenzile tactile.Are un ecran de șapte inci cu redare color crescută (șaizeci și cinci de mii de culori). Rulează pe sistemul de operare Windows CE plus conține software open source proprietar gratuit care vă permite să programați dispozitivul pentru a controla aproape orice proces.

• Software personalizabil;
• Garantie extinsa;
• Redare a culorii crescută.

• Afișaj mic pentru ecran color.

Locul 2: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Instrument multifuncțional cu ecran tactil complet de format mare. Oferă ieșire de șaisprezece milioane de culori. Livrat numai cu cele mai recente versiuni de Windows CE. Folosește interfețele standard PROFINET și MPI / PROFIBUS DP pentru control, care sunt compatibile cu multe controlere terțe. Software-ul este open source. Dispozitivul are propria memorie flash de 12 MB.

• Memorie flash proprie;
• Ecran tactil de înaltă rezoluție;
• Software editabil;
• Compatibilitate hardware îmbunătățită;
• Funcționează cu cele mai recente versiuni de Windows CE;
• Raportul real calitate / preț.

• Nu a fost gasit.

Locul 1: Weintek eMT3150A

Dispozitiv HMI puternic cu afișaj mare (cincisprezece inci) și o reproducere grafică excelentă a culorilor la douăzeci și patru de biți. Carcasa este protejată din toate părțile la IP66. Modelul are mai multe porturi paralele pentru conectarea dispozitivelor externe, precum și un port USB. Capabil să transmită date fără fir. Temperaturi funcționale de lucru - de la +60 la -20 grade Celsius. În plus, este încorporat controlerul de siguranță de urgență Samos Pro Compact.

• Software personalizabil;
• Afișaj cu ecran tactil îmbunătățit;
• Controler de siguranță suplimentar.

• Preț mare.

În loc de epilog

Datorită faptului că dispozitivele descrise sunt complexe din punct de vedere tehnic și costisitoare, singura modalitate de a economisi prețul este să le comandați direct de la producător. Cu toate acestea, în acest caz, merită să ne amintim că un dispozitiv de calcul importat pe teritoriul Federației Ruse trebuie să fie supus certificării obligatorii. Din fericire, este aproape imposibil să găsești un operpanel (cu excepția desenelor asiatice) care să nu aibă un certificat internațional recunoscut de Federația Rusă. Astfel, costul comenzii prin internet va diferi semnificativ de prețul de vânzare cu amănuntul. În același timp, practica arată că prețul aceluiași dispozitiv inclus în estimările firmelor rusești pentru amenajarea Smart House va fi supraevaluat cu cel puțin 25%.