Czym jest panel HMI?
Panele HMI są powszechnie stosowane tam, gdzie mamy ogólnie pojęte sterowanie, tam gdzie operator „komunikuje” się z urządzeniami poprzez zmianę parametrów czy też kontrolując ich stan. Najprostsze zastosowanie to szafa sterownicza. W przeszłości używano przycisków, lampek, wyświetlaczy siedmiosegmentowych w celu wizualizacji parametrów pracy urządzeń oraz do sterowania. Pierwsze panele HMI przejęły te zadania. Wraz z rozwojem technologicznym panele operatorskie wyposażone zostały w nowe funkcje i stawały się coraz bardziej zaawansowanymi urządzeniami, które mogą przejmować zadania systemów SCADA.
Zgodnie z definicją zamieszczoną na Wikipedii „Panel sterowniczy, panel operatorski (HMI ang. Human Machine Interface) – to urządzenie elektryczne umożliwiające kontrolę innych urządzeń elektrycznych, realizujących pewne procesy, np. technologiczne lub produkcyjne. Ma formę płaskiej powierzchni z przyciskami, przełącznikami, pokrętłami lub licznikami, a obecnie najczęściej również z wyświetlaczem.
Do głównych funkcji panelu operacyjnego należy pośredniczenie w komunikacji człowieka z maszyną (odbieranie i przekazywane sygnałów), zbieranie aktualnych danych (pomiarów) z kontrolowanych procesów, ich wizualizacja, sterowanie oraz alarmowanie.”
Czytając definicję, można stwierdzić, że obecnie panelom operatorskim HMI stawia się coraz większe wymagania, co do realizowanych przez nie zadań i funkcjonalności. Można powiedzieć, że zastosowanie paneli jest bardzo szerokie i ograniczone jedynie wyobraźnią programisty.
W ofercie jednego producenta znajdziemy wiele różnych serii i modeli różniących się m. in. wielkością czy funkcjonalnością. Zatem jak dobrać panel HMI do naszej aplikacji? Postaramy się odpowiedzieć na to pytanie.
Jak dobrać panel HMI - kryteria sprzętowe
Wielkość ekranu
Jeśli jest to nasz pierwszy panel, to musimy sobie zadać pytanie, jaka wielkość ekranu nas interesuje. W naszej ofercie znajdują się panele o przekątnej ekranu od 4,3 cala do 15 cali oraz urządzenia ze złączem HDMI. W przypadku panelu HMI ze złączem HM, jeśli chodzi o wyświetlanie przy zastosowaniu myszy i klawiatury, jesteśmy ograniczeni wielkością dostępnych monitorów i telewizorów. Niemniej jednak pod takie urządzenie możemy podłączyć również rzutnik. Jeśli chcemy zastosować rozwiązanie z dotykiem, Weintek oferuje dedykowany 21,5 ‘’monitor cMT-IM21. Zatem patrząc poprzez pryzmat przekątnej ekranu nic nas nie ogranicza, oprócz naszej wyobraźni i budżetu. Rozważając urządzenie pozwalające na podpięcie dowolnego ekranu poprzez złącze HDMI, należy zauważyć, że koszt takiego rozwiązania jest porównywalny z klasycznym panelem o przekątnej 10 cali. Weintek oferuje tutaj modele cMT-FHDX i mTV-100.
Panel z ekranem czy bez
Są aplikacje, gdzie ekran nie jest wymagany. Użytkownik potrzebuje wizualizacji zupełnie w innym miejscu niż zlokalizowana jest szafa – na komputerze, na smartfonie, czy na tablecie. Weintek zapewnia takie rozwiązanie w serii cMT. Oferuje tutaj panele HMI montowane na szybie DIN, które pozwalają na zdalną wizualizację. Dodatkowo mamy dedykowaną aplikację cMT-Viewer, która pozwala na otwarcie wizualizacji na telefonie/tablecie, czy komputerze PC. Użytkowników, którzy łączą się jednocześnie może być nawet 10 – mogą oni korzystać z tego samego panelu. Współdzielą zmienne, ale nie ekrany, dlatego ich jednoczesne korzystanie z panelu nie jest zaburzone. Jednym z ciekawszych przedstawicieli tej serii jest cMT-SVR-100, który doskonale sprawdza się w automatyce budynkowej. Jest to bardzo wygodne rozwiązanie, tam gdzie zależy nam na wizualizacji poza obszarem szafy sterowniczej.
Rozdzielczość ekranu
Panele Weintek posiadają różne rozdzielczości ekranu w zależności od modelu. W urządzeniach o tej samej przekątnej mogą być różne rozdzielczości. Dlaczego stosować większą rozdzielczość? Większa rozdzielczość to więcej szczegółów, bardziej dokładne wyświetlanie, lepsza jakość obrazu. Rozdzielczości rozpoczynają się od 800×480 w prostszych panelach, kończą się na FULL HD. Wcześniej wspomniany cMT-SVR-100, chociaż sam nie posiada ekranu, pozwala na stworzenie wizualizacji w rozdzielczości 3600×3600 (wizualizacja odbywa się na zewnętrznym urządzeniu).
Interfejsy
Musimy sobie zadać pytanie – z czym nasze urządzenie ma się komunikować? Z jakimi urządzeniami: sterownikami, nadrzędnymi systemami, czujnikami? Co chcemy podłączyć pod panel: czytnik kodów kreskowych, drukarkę, mysz, klawiaturę, pendrive? Jeśli już znamy odpowiedź na powyższe pytanie, to kolejnym aspektem jest rodzaj i ilość interfejsów. Panele operatorskie HMI Weintek zapewniają nam porty szeregowe (RS232, RS485 2W i 4W) oraz porty Ethernetowe. Dodatkowo możemy znaleźć tutaj złącze USB pozwalające na podłączenie peryferyjnych urządzeń, czy też slot karty SD.
Stopień ochrony IP
Ważne kryterium doboru panelu HMI, którenależy wziąć pod uwagę to stopień ochrony IP. W tym przypadku musimy rozważyć montaż i środowisko pracy. Jeśli aplikacja wymaga wysokiego stopnia ochrony to musimy pamiętać, że jest to zabezpieczenie od frontu panelu (panele Weintek mają IP 65/66), który jest montowany na szafie sterowniczej. W takim przypadku szafa też dodatkowo musi być uszczelniona. Jeśli potrzebujemy specjalistycznego wykonania możemy zastosować panele operatorskie bez ekranu i zastosować dodatkowy ekran z wyższym stopniem ochrony, który podepniemy do panelu Weintek przez złącze HDMI.
Sposób montażu
Kolejne kryterium doboru panelu HMI to sposób montażu. Są panele:
- montowane na szynie DIN i nie posiadające ekranu
- montowane za pomocą śrub montażowych w otworze na szafie sterowniczej
- bez ramki (MT8071iER) – widzimy wtedy sam ekran bez ramki
W zależności gdzie chcemy zamontować panel, Weintek dostarczy nam adekwatne rozwiązanie.
Sam panel czy panel + PLC?
Należy zadać sobie pytanie czy potrzebujemy prostego panelu, czy też panelu z bardziej zaawansowanymi funkcjami, np. panelu 2w1, czyli panel HMI ze sterownikiem PLC? Na jednym rdzeniu procesora urządzenia możemy aktywować oprogramowanie Codesys, które zapewni funkcjonalność PLC, zaś na drugim realizować wizualizację. Jest to doskonałe rozwiązanie do automatyki domowej/budynkowej, gdyż nie potrzebujemy dodatkowego urządzenia, jakim jest sterownik. W tej opcji mamy zintegrowane urządzenie, które upraszcza automatyzację obiektu.
Temperatura pracy
Kryterium, rzadziej brane pod uwagę przy wyborze panelu, to temperatura pracy. Jeśli panel operatorski pracuje w budynku to jest to mniej istotne. Jednakże są obiekty, gdzie jest wymagana np. ujemna temperatura pracy. Weintek wychodząc na przeciw takim sytuacją zapewnia panele, które mogą procować w temperaturze do – 20 stopni Celsjusza.
Zasilanie
Zastanawiacie się jak dobrać HMI pod względem zasilanie? Przykładowo produkty Weintek standardowo zasilane są z prądu stałego 24 V DC . Są też modele pozwalające na zasilanie z 12 V DC (są panele, które działają w zakresie od 12 do 24 V DC). Jeśli mamy instalację 12 woltową i potrzebujemy panel, to nie ma tutaj problemu gdyż Weintek zapewnia nam adekwatne rozwiązanie..
Rodzaj matrycy
W panelach operatorskich znajdziemy matryce TFT i IPS. W tym przypadku chodzi o jakość obrazu, o odwzorowanie kolorów i odwzorowanie czerni i kąty widzenia. Matryca IPS jest pod tym kątem lepszą matrycą, ale będzie to rozwiązanie droższe. Jeśli chodzi o panele HMI Weintek, zazwyczaj w urządzeniach stosowanych z matrycą IPS jest też również wyższa rozdzielczość.
Rodzaj dotyku
Jak dobrać panel HMI w zależności od rodzaju dotyku? Musimy zastanowić się jaki potrzebujemy – rezystancyjny czy pojemnościowy. Dotyk pojemnościowy pozwala na wykorzystanie wielopunktowego dotyku, możemy obsługiwać więcej rzeczy np. powiększać dwoma palcami i zmniejszać wykresy na naszym ekranie. Za to dotyk rezystancyjny jest bardziej odporny na zakłócenia i można zabezpieczyć go dodatkową folią ochronną przed uszkodzeniami. Dlatego częściej się go stosuje w zakładach pracy, gdzie łatwiej o trudne warunki pracy.
Zapraszamy do przeczytania drugiej części artykułu “Dobór panelu HMI do aplikacji”, w którym prezentujemy jak dobrać panel HMI do aplikacji według kryteriów programistycznych.
Podoba Ci się artykuł? Zapisz się na newsletter, aby otrzymywać więcej wartościowej treści z branży automatyki.