Hodnotenie najlepších operátorských panelov pre rok 2020

Ovládací panel (nazývaný tiež „ovládací panel“ alebo „zariadenie HMI“) je špeciálne výpočtové zariadenie sériovej alebo hromadnej výroby, ktoré je implementované vo forme priemyselného radiča (nie však počítača), v ktorom sa na ovládanie jednotlivca používa rozhranie človek - stroj. automatizované procesy alebo zariadenia. Môže byť použitý ako vo výrobe, tak aj pre potreby domácnosti (napríklad ovládanie „Smart Home“).

Dizajnové prvky

Zariadenie HMI je zvyčajne plochá predná konštrukcia s ovládacími prvkami alebo displejom. Tento prvok je často chránený pred negatívnymi vplyvmi vonkajšieho prostredia alebo mechanickým poškodením (ochranná fólia, nárazuvzdorná fasáda atď.). Samotný panel nemá veľkú hĺbku, čo umožňuje jeho umiestnenie tak na veľký operačný panel výroby, ako aj na domácu stenu alebo na nejaký povrch ovládaného prístroja.

Vnútorná štruktúra panela je všeobecne veľká ako priemyselný počítač, s jediným rozdielom v prevádzkových podmienkach a zameraní špecializácie.

Typický panel obsahuje:

• Prostriedky výstupu vizuálnych informácií: moderné modely majú dotykovú grafickú alebo textovú obrazovku; za starých čias sa používali všetky druhy elektronických displejov a indikátorov, ešte skôr túto funkciu vykonávali skupiny žiaroviek alebo LED diód. Vrchol popularity padol na modely s displejmi z tekutých kryštálov.
• Prostriedky technického vstupu a výberu údajov zodpovedné za navigáciu v dostupných funkciách: samostatné tlačidlá, úplná klávesnica, dotyková obrazovka. Môžete tiež použiť joystick alebo iný manipulátor (od myši po trackball).
• Komunikačné rozhrania na príjem / vysielanie vstupných / prijatých údajov medzi ústredňou a riadenými zariadeniami. Patrí sem akékoľvek sieťové zariadenie - od káblovej siete po modem (napríklad RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Dodatočné zariadenia: jednotka na ukladanie operačného systému, softvér, energeticky nezávislá pamäť s náhodným prístupom, energeticky nezávislá pamäť iba na čítanie (pevný disk alebo pamäť typu flash).

Hlavná funkčnosť

Ovládací panel poskytuje nasledujúce funkcie:

• Vizuálne znázornenie riadeného procesu (alebo objektu) a jeho aktuálnych parametrov vo forme textu alebo grafiky;
• Spracovanie a správa núdzových správ / oznámení, v ktorých je zaznamenaný čas a dátum ich výskytu;
• Zadávanie procedurálnych parametrov a priame ovládanie pomocou dotykovej obrazovky alebo funkčných tlačidiel;
• Prenos údajov s periférnym zariadením alebo systémom;
• Výber načítateľných scenárov pre riadené zariadenie a možnosť ich editácie;
• Systémová správa užívateľských práv vo forme uloženia obmedzení pre konanie neoprávnených osôb (napríklad zákaz zobrazovania „kanálov pre dospelých“ televíznymi prijímačmi v Smart Home bez zadania tajného hesla);
• Zobrazovanie trendov a štatistických diagramov, zobrazovanie súhrnných správ o činnosti monitorovaných zariadení („história používania“);
• Archivácia nahromadených údajov (viac je potrebných pre priemyselné procesy);
• Vykonanie predtým nastavených príkazov podľa plánu (napríklad zapnutie automatického podlahového kúrenia v určitom čase);
• Výtlačok vybraných informácií.

Ak je panel v textovom režime, potom sa všetky procesy zobrazia ako údaje znakov. V grafickom režime sa vizualizácia uskutočňuje pomocou ikon alebo mnemotechnických schém. Je teda zrejmé, že posledný režim je naj vizuálnejší a najpohodlnejší, preto sa prvý (text) zvyčajne používa v malých automatizovaných systémoch, ktoré nevyžadujú trvalú a dôslednú kontrolu zo strany používateľa (medzi ne patrí jednotný výstražný systém a zámky všetkých dverí v súkromnom dome. ).

Interakcia s riadeným zariadením

Samotné operátorské panely v automatizovaných systémoch spravidla neriadia nezávisle riadené prvky, ale vykonávajú iba funkciu vydávania príkazov. Aby získali údaje o prebiehajúcich procesoch, vymieňajú si údaje s riadiacimi jednotkami, ktoré sú nainštalované priamo na zariadeniach vykonávajúcich určitý proces prostredníctvom siete (napríklad systém SCADA).

Kvôli prehľadnosti stojí za to uviesť nasledujúci príklad: zo spoločného ovládacieho panela „Smart Home“ sa odošle príkaz na zapnutie podlahového kúrenia v stanovenom čase. Tento príkaz prijíma regulátor nainštalovaný v podlahovom konvektore a v pravý čas ho vykoná, vrátane ohrevu vykurovacích telies v „podradenom“ zariadení.

Môže teda existovať jeden operátorský panel a niekoľko pripojených ovládačov. Zároveň nie je potrebné, aby celá táto výbava bola rovnakého modelu alebo od rovnakej značky. Výsledkom je, že zariadenie HMI je zodpovedné za spustenie / zastavenie riadených systémov, výber ich prevádzkového režimu, zadávanie nových prevádzkových scenárov, online monitorovanie procesu, zobrazovanie aktuálnych údajov o procese a ich protokolovanie.

Môže sa tiež použiť systém „riadiaci panel“, v ktorom je ovládač vybavený širšími právomocami a podriadené zariadenie sa zrieka príkazov od ústredne alebo účasti operátora. V priemyselných systémoch je možné použiť viacúrovňové riadiace slučky, kde môže byť niekoľko zariadení HMI podriadených hlavnému ovládaciemu panelu s rozšírenými prístupovými právami. Na výrobu sa zvyčajne používa takzvaná priemyselná sieť Ethernet. Na úrovni domácnosti sa viacstupňové systémy takmer nikdy nenájdu.

Existujúce typy HMI zariadení

Na domáce použitie sa zvyčajne používajú dva typy podobných zariadení:

• Grafické, textové a tlačidlové - zameriavajú sa na hlavné riadiace funkcie, a nie na vizualizáciu procesov. Rozpočtové modely sú často vybavené monochromatickou obrazovkou. Zadávanie údajov sa vykonáva pomocou kľúčov (je to vhodné pre nebezpečný priemysel, keď musí operátor pracovať s rukavicami. Na úrovni domácnosti je tento faktor zjavne nadbytočný).Napriek zjavnej jednoduchosti tohto typu operpanelov sa dajú pohodlne používať v domoch, kde je funkcia ovládania malá, ako aj pre potreby skladov, systémov úpravy vody, riadiacich systémov kotlov v bytových domoch, čo bude relevantné aj pre čerpacie stanice.
• Zmyslové - v týchto zariadeniach je oveľa pohodlnejšie programovať ovládacie prvky a grafiku pre nevyhnutné technologické úlohy. Moderné touchpady sú schopné poskytovať realistický obraz v rozlíšení HD.

Hardware

Hardvérová architektúra zariadenia HMI je vyrobená ako štandardné osobné počítače, iba vo väčšine prípadov sa namiesto pevného disku používa flash pamäť (kvôli rozmerom druhého). Štandardné hardvérové ​​riešenia zahŕňajú:

• 32-bitový RISK procesor;
• SDRAM RAM (nie veľmi veľká);
• Flash-EEPROM pamäť (zabudovaná), kde sú uložené operačný systém a nahromadené informácie o užívateľovi;
• Rôzne rozširujúce porty a rozhrania na pripojenie externých zariadení.

Pokiaľ ide o hardvérovú zložitosť, zariadenia HMI je možné usporiadať v nasledujúcom odstupňovaní (od najhoršieho po najlepšie):

• Panel s tlačidlami - ovládaný fyzickými tlačidlami, informácie sú dodávané na indikátoroch alebo na obrazovke z tekutých kryštálov.
• Textový displej - je panel s vizuálnym zobrazením informácií vo forme mnemotechnických schém alebo textu. Samotný program je možné vykonať priamo v paneli alebo ho jednoducho okamžite preniesť na požadovaný radič.
• Grafický panel - rovnako ako predchádzajúci, iba textové a mnemotechnické schémy sú nahradené nakreslenými piktogramami;
• Dotykový panel - má displej citlivý na tlak, cez ktorý sa zadávajú údaje a súčasne sa zobrazujú informácie;
• Priemyselný počítač - predovšetkým vyzerá ako moderný server, má však spravidla špecializované rozhranie a je trvale pripojený k priemyselnej sieti. Jeho telo je zvyčajne chránené pred škodlivými vplyvmi.

Softvér

Štandardný softvér pre operačné panely obsahuje:

• Operačný systém otvorený pre externé preprogramovanie - alternatívne Linux, Windows CE, iOS alebo Android;
• Možnou náhradou za vyššie uvedený OS môže byť firmvér výrobcu (takzvaný „proprietárny OS“ alebo firmvér);
• Softvér na vývoj vizualizačných projektov, skriptov, plánov úloh.

Hlavné charakteristiky

Najdôležitejšie vlastnosti pre ovládací panel budú:

• Veľkosť a vzhľad displeja - veľkosť sa môže pohybovať od miernych 128 x 128 dpi po pôsobivých 1024 x 768 (a ešte viac). Počet farieb, ktoré zobrazuje, je možné vypočítať od 2 (monochromaticky) do 16 miliónov (24 bitov). Tieto parametre významne ovplyvňujú použiteľnosť.
• Organizácia ovládania - je možné použiť priehľadný dotykový displej (kapacitný alebo odporový) spojený s fyzickými tlačidlami alebo manipulátormi, ktoré sú umiestnené na prednej strane. Môže sa tiež použiť plne dotyková obrazovka, z ktorej sa priamo vykonáva ovládanie. Neexistujú však úplne dotykové obrazovky - výrobca vždy zabuduje do skrinky tlačidlo fyzického núdzového zastavenia pre všetky procesy.
• Počet použitých zabudovaných sieťových rozhraní a komunikačných protokolov - ich počet bude závisieť od schopností nainštalovaného operačného systému. Štandardne je možné použiť Profibus DP, priemyselný Ethernet alebo Modbus RTU / TCP.
• Stanovený stupeň ochrany - pre prednú časť je to európska norma IP65, pre ostatné časti - IP20. Existujú však vzorky, v ktorých sú všetky časti chránené podľa normy IP67 - môže to byť kvôli problémom s inštaláciou.
• Odozva integrovanej flash pamäte a rýchlosť procesora - tieto charakteristiky ovplyvňujú rýchlosť spracovania a prenos dát.
• Typ matice použitý v senzore - tento parameter určuje presnosť kurzora na obrazovke, citlivosť stlačenia a dobu odozvy na ňu.

Všeobecný prehľad výrobkov od populárnych výrobcov

SIEMENS

Značka ponúka široký sortiment výrobkov. Kupodivu sa spoločnosť špecializuje na výrobu najjednoduchších rozpočtových zariadení série BASIC určených pre jednoduchú vizualizáciu. Medzi zložitejšie vzorky patrí línia „Comfort“.

Jednoduché tlačidlové zariadenia šetria asi 60% času na inštaláciu a pripojenie. Zároveň nie sú vo všetkých krajinách certifikované ako ovládacie zariadenia počítačov. Rad „Comfort“ má ale plne uznávaný medzinárodný certifikát.

Každá zostava obsahuje káblové aj bezdrôtové vzorky. Spoločnosť SIEMENS sa však viac zameriava na výrobu zariadení určených pre použitie v náročných priemyselných podmienkach.

ONI

Vzorky s dotykovým aj textovým displejom sú komerčne dostupné. Všetky zariadenia sú dodávané s vlastným softvérom - „ONI-VisualStudio“. Ľahko vizualizuje nastavené procesy pri použití vysoko kvalitných vizuálnych grafických a animačných prvkov. Pre najbežnejšie procesy môžete tiež použiť skripty, makrá a plány vopred pripravené spoločnosťou. Charakteristickým znakom výrobkov tejto značky je skutočnosť, že vyrába aj modely s otvoreným rámom série „OEM“, ktoré sa dajú ľahko integrovať priamo do steny alebo panelu ovládaného zariadenia. Tradičný plast aj kov sa však používajú vo všetkých líniách rovnako.

WIELAND

Vysoko renomovaná nemecká značka s viac ako 100-ročnou históriou - začala výrobou relé, terminálov, elektrických spínačov. Vyznamenal sa tým, že v roku 2018 uviedol na trh rad dotykových ovládacích panelov, ktoré fungovali v rozšírenom teplotnom rozmedzí - od +60 do -10 stupňov Celzia. Predtým sa verilo, že nie je možné dosiahnuť stanovené limity pre vzorky snímačov. Takmer všetky jeho modely sú vybavené zosilnenou triedou ochrany podľa štandardu IP66. Ktorýkoľvek panel môže informovať o stave technologického procesu nielen zobrazením informácií na obrazovke, ale aj e-mailom a SMS. Celý rad sa vyznačuje „viacjazyčnosťou“ - takmer všetky panely sú kompatibilné s inými výrobcami. To sa dosiahlo uzatvorením partnerstiev s viac ako 40 ďalšími značkami-výrobcami podobných výrobkov.

Hodnotenie najlepších operátorských panelov pre rok 2020

5. miesto: OMRON NT2S

Je to jeden z najmenších a najjednoduchších modelov zariadení HMI, ktoré je možné programovať. Je vybavená štvorriadkovým displejom LCD a šiestimi funkčnými klávesmi. Kryt má stupeň krytia IP65. Medzi ďalšie funkcie patria hodiny reálneho času a možnosť pripojenia tlačiarne. Vzorka má malú montážnu hĺbku, čo mimoriadne uľahčuje integráciu podporného panelu na takmer akýkoľvek povrch.

• Ekonomické riešenie;
• Kompaktné rozmery;
• Vystužená ochrana trupu.

• Malá funkčnosť.

4. miesto: OMRON NT31

Programovateľný terminál s farebným štvorriadkovým displejom. Má paralelný port pre pripojenie tlačiarne a port pre pripojenie notebooku predchádzajúcich generácií (čo znamená PDA z Macintosh). Pre pohodlie čítania informácií z dotykovej obrazovky je zariadenie vybavené LED podsvietením, ktoré je určené na najmenej päťdesiattisíc hodín prevádzky. Sada obsahuje proprietárny softvér pre štandardné potreby.

• Konfigurovateľné funkčné tlačidlá;
• Schopnosť pripojiť externé zariadenia;
• Vlastný softvér.

• Veľká inštalačná hĺbka.

3. miesto: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Kombinované zariadenie, ktoré kombinuje tlačidlové aj dotykové ovládanie.Má sedempalcovú obrazovku so zvýšeným farebným podaním (šesťdesiatpäťtisíc farieb). Beží na operačnom systéme Windows CE a navyše obsahuje bezplatný patentovaný softvér s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý umožňuje naprogramovať zariadenie tak, aby ovládalo takmer akýkoľvek proces.

• Prispôsobiteľný softvér;
• Predĺžená záruka;
• Zvýšené farebné podanie.

• Malý displej pre vysoko farebnú obrazovku.

2. miesto: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Multifunkčný prístroj s veľkoformátovou dotykovou obrazovkou. Poskytuje výstup šestnástich miliónov farieb. Dodáva sa iba s najnovšími verziami Windows CE. Na riadenie používa štandardné rozhrania PROFINET a MPI / PROFIBUS DP, ktoré sú kompatibilné s mnohými radičmi tretích strán. Softvér je otvorený. Zariadenie má vlastnú 12 MB flash pamäť.

• Vlastná flash pamäť;
• Dotyková obrazovka s vysokým rozlíšením;
• Upraviteľný softvér;
• Vylepšená kompatibilita hardvéru;
• Funguje s najnovšími verziami Windows CE;
• Skutočný pomer cena / kvalita.

• Nenájdené.

1. miesto: Weintek eMT3150A

Výkonné zariadenie HMI s veľkým displejom (pätnásť palcov) a vynikajúcou grafickou farebnou reprodukciou dvadsiatich štyroch bitov. Plášť je zo všetkých strán chránený IP66. Model má niekoľko paralelných portov na pripojenie externých zariadení, ako aj port USB. Schopný bezdrôtový prenos dát. Funkčné pracovné teploty - od +60 do -20 stupňov Celzia. Okrem toho je zabudovaný núdzový bezpečnostný radič Samos Pro Compact.

• Prispôsobiteľný softvér;
• Vylepšený dotykový displej;
• Prídavný bezpečnostný radič.

• Vysoká cena.

Namiesto epilógu

Vzhľadom na to, že opísané zariadenia sú technicky zložité a drahé, jediný spôsob, ako ušetriť na cene, je objednať si ich priamo od výrobcu. V tomto prípade však stojí za to pamätať, že výpočtové zariadenie importované na územie Ruskej federácie musí prejsť povinnou certifikáciou. Našťastie je takmer nemožné nájsť operpanel (okrem ázijských vzorov), ktorý nemá medzinárodný certifikát uznaný Ruskou federáciou. Cena objednania cez internet sa teda bude výrazne líšiť od maloobchodnej ceny. Prax zároveň ukazuje, že cena rovnakého zariadenia zahrnutého do odhadov ruských firiem na usporiadanie Smart House bude nadhodnotená minimálne o 25 percent.