Xếp hạng bảng điều hành tốt nhất cho năm 2020

Bảng điều khiển (còn có thể được gọi là "bảng điều khiển" hoặc "thiết bị HMI") là một thiết bị tính toán đặc biệt của sản xuất hàng loạt hoặc nối tiếp, được thực hiện dưới dạng bộ điều khiển công nghiệp (nhưng không phải máy tính), trong đó giao diện người-máy được sử dụng để điều khiển cá nhân các quy trình hoặc thiết bị tự động. Nó có thể được sử dụng cả trong sản xuất và cho các nhu cầu của hộ gia đình (ví dụ: điều khiển "Nhà thông minh").

Tính năng thiết kế

Thiết bị HMI thường là một cấu trúc phẳng phía trước với các nút điều khiển hoặc màn hình. Thông thường, phần tử này được bảo vệ khỏi các tác động tiêu cực của môi trường bên ngoài hoặc các hư hỏng cơ học (màng bảo vệ, mặt dựng chống va đập,…). Bản thân bảng điều khiển không có độ sâu lớn, cho phép nó được đặt trên cả bảng điều khiển sản xuất lớn và trên tường nhà hoặc một số bề mặt của thiết bị được điều khiển.

Nói chung, cấu trúc bên trong của bảng điều khiển tương tự như cấu trúc của một máy tính công nghiệp, với sự khác biệt duy nhất về điều kiện hoạt động và trọng tâm của chuyên môn hóa.

Một bảng điển hình bao gồm:

• Phương tiện xuất thông tin trực quan: các mẫu hiện đại có màn hình cảm ứng đồ họa hoặc văn bản; Ngày xưa, tất cả các loại màn hình và đèn báo điện tử đã được sử dụng, thậm chí trước đó chức năng này được thực hiện bởi các nhóm đèn hoặc đèn LED. Đỉnh điểm của sự phổ biến rơi vào các mô hình có màn hình tinh thể lỏng.
• Phương tiện kỹ thuật nhập liệu và lựa chọn dữ liệu, chịu trách nhiệm điều hướng thông qua các chức năng có sẵn: nút riêng biệt, bàn phím đầy đủ, màn hình cảm ứng. Cần điều khiển hoặc trình điều khiển khác (từ chuột đến bi lăn) cũng có thể được sử dụng.
• Kết nối các giao diện được sử dụng để nhận / truyền dữ liệu đầu vào / đã nhận giữa bảng điều khiển và các thiết bị được điều khiển. Điều này bao gồm bất kỳ thiết bị mạng nào - từ mạng có dây đến modem (ví dụ là RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Các thiết bị bổ sung: ổ đĩa để lưu trữ hệ điều hành, phần mềm, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên dễ bay hơi, bộ nhớ chỉ đọc không bay hơi (đĩa cứng hoặc bộ nhớ flash).

Chức năng chính

Bảng điều hành cung cấp các chức năng sau:

• Trình bày trực quan quá trình (hoặc đối tượng) được kiểm soát và các thông số hiện tại của nó dưới dạng văn bản hoặc đồ họa;
• Xử lý và quản lý các tin nhắn / thông báo khẩn cấp, trong đó thời gian và ngày xảy ra chúng được ghi lại;
• Nhập thông số quá trình và điều khiển trực tiếp bằng màn hình cảm ứng hoặc các nút chức năng;
• Truyền dữ liệu với thiết bị ngoại vi hoặc hệ thống;
• Lựa chọn các kịch bản có thể tải cho thiết bị được điều khiển và khả năng chỉnh sửa chúng;
• Hệ thống quản lý các quyền của người dùng dưới hình thức áp đặt các hạn chế đối với hành động của những người không được phép (ví dụ: cấm hiển thị “kênh dành cho người lớn” bằng máy thu hình trong Nhà thông minh mà không cần nhập mật khẩu bí mật);
• Hiển thị xu hướng và sơ đồ thống kê, hiển thị báo cáo tóm tắt về hoạt động của các thiết bị được giám sát ("lịch sử sử dụng");
• Lưu trữ dữ liệu tích lũy (đúng hơn là cần nhiều hơn nữa cho các quy trình công nghiệp);
• Thực hiện các lệnh đã đặt trước đó theo lịch trình (ví dụ: bật hệ thống sưởi sàn tự động tại một thời điểm nhất định);
• Bản in thông tin đã chọn.

Nếu bảng ở chế độ văn bản, thì tất cả các quy trình được hiển thị dưới dạng dữ liệu ký tự. Đối với chế độ đồ họa, hình ảnh hóa diễn ra thông qua các biểu tượng hoặc sơ đồ ghi nhớ. Do đó, có thể thấy rằng chế độ cuối cùng là trực quan và thuận tiện nhất, do đó chế độ đầu tiên (văn bản) thường được sử dụng trong các hệ thống tự động nhỏ, không yêu cầu người dùng kiểm soát thường xuyên và chặt chẽ (bao gồm một hệ thống báo động duy nhất và khóa tất cả các cửa trong nhà riêng ).

Tương tác với thiết bị được kiểm soát

Theo quy định, bản thân các bảng điều khiển trong hệ thống tự động không điều khiển độc lập các phần tử được điều khiển mà chỉ thực hiện chức năng phát lệnh. Để có được dữ liệu về các quá trình đang diễn ra, chúng trao đổi dữ liệu với các bộ điều khiển được cài đặt trực tiếp trên thiết bị thực hiện một quá trình nhất định thông qua mạng (ví dụ: hệ thống SCADA).

Để rõ ràng, cần đưa ra ví dụ sau: một lệnh được gửi từ bảng điều khiển chung "Nhà thông minh" để bật hệ thống sưởi sàn tại một thời điểm xác định. Lệnh này được nhận bởi bộ điều khiển được lắp đặt trong bộ đối lưu sàn và thực hiện lệnh này vào đúng thời điểm, bao gồm cả việc làm nóng các bộ phận làm nóng trong thiết bị “cấp dưới”.

Do đó, có thể có một bảng điều khiển và một số bộ điều khiển được kết nối. Đồng thời, không nhất thiết tất cả các thiết bị này phải cùng mẫu hoặc cùng nhãn hiệu. Do đó, thiết bị HMI chịu trách nhiệm khởi động / dừng các hệ thống được điều khiển, chọn chế độ hoạt động của chúng, nhập các kịch bản vận hành mới, giám sát trực tuyến quá trình, hiển thị dữ liệu hiện tại về quá trình và ghi nhật ký chúng.

Ngoài ra, có thể sử dụng hệ thống "bảng điều khiển", trong đó bộ điều khiển được cấp quyền hạn rộng hơn và thiết bị phụ thuộc vào nó mà không cần lệnh từ bảng điều khiển hoặc sự tham gia của người vận hành. Trong các hệ thống công nghiệp, các vòng điều khiển đa cấp có thể được sử dụng, trong đó một số thiết bị HMI có thể là cấp dưới của một bảng điều khiển chính với các quyền truy cập mở rộng. Thông thường, cái gọi là mạng Ethernet công nghiệp được sử dụng cho việc này trong sản xuất. Ở cấp độ hộ gia đình, hệ thống nhiều tầng hầu như không bao giờ được tìm thấy.

Các loại thiết bị HMI hiện có

Để sử dụng trong gia đình, hai loại thiết bị tương tự thường được sử dụng:

• Đồ họa, đồ họa văn bản và nút nhấn - họ tập trung vào các chức năng quản lý chính chứ không tập trung vào việc hình dung các quy trình. Các mẫu bình dân thường được trang bị màn hình đơn sắc. Việc nhập dữ liệu được thực hiện bằng phím (điều này thuận tiện cho các ngành công nghiệp nguy hiểm, khi người vận hành phải làm việc với găng tay. Ở cấp hộ gia đình, yếu tố này rõ ràng là thừa).Mặc dù có vẻ đơn giản của loại operpanels này, chúng thuận tiện để sử dụng trong những ngôi nhà có chức năng điều khiển nhỏ, cũng như cho các nhu cầu của nhà kho, hệ thống xử lý nước, hệ thống điều khiển lò hơi trong các tòa nhà chung cư và điều này cũng sẽ phù hợp với các trạm bơm.
• Giác quan - trong các thiết bị này, việc lập trình điều khiển và đồ họa thuận tiện hơn nhiều cho các tác vụ công nghệ cần thiết. Bàn di chuột hiện đại có khả năng mang lại hình ảnh chân thực ở độ phân giải HD.

Phần cứng

Kiến trúc phần cứng của thiết bị HMI được tạo ra giống như một máy tính cá nhân tiêu chuẩn, chỉ trong hầu hết các trường hợp, bộ nhớ flash được sử dụng thay vì đĩa cứng (do kích thước của nó). Các giải pháp phần cứng tiêu chuẩn bao gồm:

• Bộ xử lý RISK 32-bit;
• RAM SDRAM (không lớn lắm);
• Bộ nhớ Flash-EEPROM (tích hợp sẵn), nơi lưu trữ hệ điều hành và thông tin người dùng đã tích lũy;
• Nhiều cổng mở rộng và giao diện để kết nối các thiết bị bên ngoài.

Về độ phức tạp của phần cứng, các thiết bị HMI có thể được xếp hạng theo phân loại sau (từ tệ nhất đến tốt nhất):

• Bảng nút - được điều khiển bằng các nút vật lý, thông tin được cung cấp trên các chỉ báo hoặc màn hình LCD.
• Hiển thị văn bản - là một bảng hiển thị trực quan thông tin dưới dạng sơ đồ hoặc văn bản dễ nhớ. Bản thân chương trình có thể được thực thi trực tiếp trong bảng điều khiển, hoặc chỉ cần chuyển ngay lập tức đến bộ điều khiển mong muốn.
• Bảng đồ họa - giống như bảng trước, chỉ có văn bản và sơ đồ ghi nhớ được thay thế bằng các hình vẽ tượng hình;
• Bảng điều khiển cảm ứng - có màn hình cảm ứng lực, thông qua đó dữ liệu được nhập và thông tin được hiển thị cùng một lúc;
• Một máy tính công nghiệp - hầu hết trông giống như một máy chủ hiện đại, nhưng theo quy luật, nó có giao diện chuyên biệt và được kết nối vĩnh viễn với mạng công nghiệp. Cơ thể của nó thường được bảo vệ khỏi những ảnh hưởng có hại.

Phần mềm

Phần mềm tiêu chuẩn cho các operpanels bao gồm:

• Một hệ điều hành mở để lập trình lại bên ngoài - hoặc Linux, Windows CE, iOS hoặc Android;
• Sự thay thế khả thi cho hệ điều hành trên có thể là phần sụn của nhà sản xuất (cái gọi là "hệ điều hành độc quyền" hoặc phần sụn);
• Phần mềm để phát triển các dự án trực quan, kịch bản, lịch trình nhiệm vụ.

Các đặc điểm chính

Các đặc điểm quan trọng nhất đối với bảng điều hành sẽ là:

• Kích thước và hình thức hiển thị - kích thước có thể thay đổi từ 128x128 dpi khiêm tốn đến ấn tượng 1024x768 (và thậm chí hơn thế nữa). Số lượng màu hiển thị của nó có thể được tính từ 2 (đơn sắc) đến 16 triệu (24 bit). Các thông số này ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sử dụng.
• Tổ chức điều khiển - có thể sử dụng màn hình cảm ứng trong suốt (điện dung hoặc điện trở), cùng với các nút hoặc bộ điều khiển vật lý, được đặt ở mặt trước. Và cũng có thể sử dụng màn hình cảm ứng hoàn toàn, từ đó việc điều khiển được thực hiện trực tiếp. Tuy nhiên, không có màn hình hoàn toàn cảm ứng - nhà sản xuất luôn xây dựng một nút dừng khẩn cấp vật lý cho tất cả các quy trình vào vỏ máy.
• Số lượng giao diện mạng và giao thức truyền thông tích hợp được sử dụng - số lượng của chúng sẽ phụ thuộc vào khả năng của hệ điều hành được cài đặt. Profibus DP, Ethernet công nghiệp hoặc Modbus RTU / TCP có thể được sử dụng làm tiêu chuẩn.
• Mức độ bảo vệ đã được thiết lập - đối với phần trước là IP65 tiêu chuẩn Châu Âu, đối với các bộ phận còn lại - IP20. Tuy nhiên, có những mẫu trong đó tất cả các bộ phận đều được bảo vệ theo tiêu chuẩn IP67 - điều này có thể do khó khăn khi lắp đặt.
• Khả năng đáp ứng của bộ nhớ flash tích hợp và tốc độ của bộ xử lý - những đặc điểm này ảnh hưởng đến tốc độ xử lý và truyền dữ liệu.
• Loại ma trận được sử dụng trong cảm biến - thông số này sẽ xác định độ chính xác của con trỏ trên màn hình, độ nhạy khi nhấn và thời gian phản hồi với nó.

Tổng quan chung về các sản phẩm từ các nhà sản xuất phổ biến

SIEMENS

Thương hiệu cung cấp nhiều loại sản phẩm. Thật kỳ lạ, công ty này chuyên sản xuất các thiết bị giá rẻ đơn giản nhất của dòng BASIC, được thiết kế để dễ hình dung. Các mẫu phức tạp hơn bao gồm dòng "Comfort".

Thiết bị nút nhấn đơn giản tiết kiệm khoảng 60% thời gian cài đặt và kết nối. Đồng thời, chúng không được chứng nhận ở tất cả các quốc gia là thiết bị điều khiển máy tính. Nhưng dòng "Comfort" có đầy đủ chứng chỉ quốc tế được công nhận.

Mỗi dòng sản phẩm có cả mẫu có dây và không dây. Tuy nhiên, SIEMENS tập trung hơn vào việc sản xuất các thiết bị để sử dụng trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

ONI

Các mẫu có cả màn hình cảm ứng và văn bản đều có sẵn trên thị trường. Tất cả thiết bị đều được cung cấp phần mềm riêng - "ONI-VisualStudio". Nó dễ dàng hình dung các quy trình đã thiết lập, đồng thời áp dụng các yếu tố hoạt hình và đồ họa trực quan chất lượng cao. Bạn cũng có thể sử dụng các tập lệnh, macro và lịch trình do công ty tạo trước cho các quy trình phổ biến nhất. Một đặc điểm nổi bật của các sản phẩm của thương hiệu này là nó cũng sản xuất các mô hình khung mở của dòng "OEM", dễ dàng tích hợp trực tiếp vào tường hoặc bảng điều khiển của thiết bị điều khiển. Tuy nhiên, cả nhựa và kim loại truyền thống đều được sử dụng như nhau ở tất cả các dòng.

WIELAND

Một thương hiệu có uy tín cao của Đức với hơn 100 năm lịch sử - bắt đầu từ việc sản xuất rơ le, thiết bị đầu cuối, công tắc điện. Ông đã tạo nên sự khác biệt cho mình bởi vào năm 2018, ông đã tung ra một dòng bảng điều khiển cảm ứng hoạt động trong phạm vi nhiệt độ mở rộng - từ +60 đến -10 độ C. Trước đây, người ta tin rằng không thể đạt được các giới hạn quy định cho các mẫu cảm biến. Hầu hết tất cả các mẫu của nó đều được trang bị lớp bảo vệ IP66 được gia cố. Bất kỳ bảng điều khiển nào cũng có thể thông báo về trạng thái của quy trình công nghệ không chỉ bằng cách hiển thị thông tin trên màn hình mà còn bằng e-mail và SMS. Toàn bộ phạm vi được đặc trưng bởi "đa ngôn ngữ" - hầu như tất cả các bảng điều khiển đều tương thích với các nhà sản xuất khác. Điều này đạt được thông qua việc ký kết hợp tác với hơn 40 nhà sản xuất sản phẩm tương tự khác.

Xếp hạng bảng điều hành tốt nhất cho năm 2020

Vị trí thứ 5: OMRON NT2S

Nó là một trong những mẫu thiết bị HMI nhỏ nhất và đơn giản nhất có thể được lập trình. Được trang bị màn hình LCD bốn dòng và sáu phím chức năng. Vỏ được đánh giá IP65. Các chức năng bổ sung bao gồm đồng hồ thời gian thực và khả năng kết nối máy in. Mẫu có độ sâu lắp nông, giúp tích hợp bảng hỗ trợ trên hầu hết mọi bề mặt cực kỳ dễ dàng.

• Giải pháp tiết kiệm;
• Kích thước nhỏ gọn;
• Gia cố bảo vệ thân tàu.

• Chức năng nhỏ.

Hạng 4: OMRON NT31

Thiết bị đầu cuối có thể lập trình với màn hình bốn dòng màu. Nó có một cổng song song để kết nối máy in và một cổng để kết nối máy tính xách tay của các thế hệ trước (có nghĩa là PDA của Macintosh). Để thuận tiện cho việc đọc thông tin từ màn hình cảm ứng, thiết bị được trang bị đèn nền LED, được thiết kế cho ít nhất 50 nghìn giờ hoạt động. Bộ này bao gồm phần mềm độc quyền cho các nhu cầu tiêu chuẩn.

• Các phím chức năng có thể cấu hình;
• Khả năng kết nối các thiết bị bên ngoài;
• Phần mềm riêng.

• Chiều sâu lắp đặt lớn.

Vị trí thứ 3: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Một thiết bị kết hợp kết hợp cả điều khiển bằng nút nhấn và cảm ứng.Nó có màn hình bảy inch với khả năng hiển thị màu tăng lên (sáu mươi lăm nghìn màu). Chạy trên hệ điều hành Windows CE cộng với phần mềm nguồn mở độc quyền miễn phí cho phép bạn lập trình thiết bị để kiểm soát hầu hết mọi quy trình.

• Phần mềm có thể tùy chỉnh;
• Gia hạn bảo hành;
• Tăng độ hoàn màu.

• Màn hình nhỏ cho màn hình màu cao.

Vị trí thứ 2: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Thiết bị đa chức năng với màn hình cảm ứng toàn phần khổ lớn. Cung cấp đầu ra của mười sáu triệu màu. Chỉ xuất xưởng với phiên bản Windows CE mới nhất. Nó sử dụng giao diện PROFINET và MPI / PROFIBUS DP tiêu chuẩn để điều khiển, tương thích với nhiều bộ điều khiển của bên thứ ba. Phần mềm là mã nguồn mở. Thiết bị có bộ nhớ flash 12 MB riêng.

• Bộ nhớ flash riêng;
• Màn hình cảm ứng độ phân giải cao;
• Phần mềm có thể chỉnh sửa;
• Cải thiện khả năng tương thích phần cứng;
• Hoạt động với các phiên bản mới nhất của Windows CE;
• Tỷ lệ giá / chất lượng thực tế.

• Không tìm thấy.

Vị trí thứ nhất: Weintek eMT3150A

Thiết bị HMI mạnh mẽ với màn hình lớn (mười lăm inch) và khả năng tái tạo màu sắc đồ họa tuyệt vời ở 24 bit. Vỏ được bảo vệ từ mọi phía theo tiêu chuẩn IP66. Mô hình có một số cổng song song để kết nối các thiết bị bên ngoài, cũng như một cổng USB. Có khả năng truyền dữ liệu không dây. Nhiệt độ làm việc chức năng - từ +60 đến -20 độ C. Ngoài ra, bộ điều khiển an toàn khẩn cấp Samos Pro Compact được tích hợp sẵn.

• Phần mềm có thể tùy chỉnh;
• Cải thiện màn hình cảm ứng hiển thị;
• Bộ điều khiển an toàn bổ sung.

• Giá cao.

Thay cho lời kết

Do thực tế là các thiết bị được mô tả là phức tạp về mặt kỹ thuật và đắt tiền, cách duy nhất để tiết kiệm giá là đặt hàng trực tiếp từ nhà sản xuất. Tuy nhiên, trong trường hợp này, cần nhớ rằng một thiết bị máy tính nhập khẩu vào lãnh thổ Liên bang Nga phải trải qua chứng nhận bắt buộc. May mắn thay, hầu như không thể tìm thấy một operpanel (ngoại trừ các thiết kế châu Á) không có chứng chỉ quốc tế được Liên bang Nga công nhận. Như vậy, chi phí đặt hàng qua Internet sẽ chênh lệch đáng kể so với giá bán lẻ. Đồng thời, thực tế cho thấy rằng giá của cùng một thiết bị trong ước tính của các công ty Nga cho việc bố trí Nhà thông minh sẽ bị phóng đại ít nhất 25%.