Hvernig HMI bætir iðnaðar sjálfvirkni: Aðgerðir, PLC samþætting, val og skiptileiðbeiningar

HMI er oft lýst sem skjánum á vél, en sú lýsing missir raunverulegt gildi sitt. Í sjálfvirkni í iðnaði tengir mannleg vélaviðmót rekstraraðila við upplýsingar og skipanir sem PLC, drif, skynjarar og önnur stjórntæki sjá um. Gagnlegt HMI gerir stöðu vélarinnar auðveldari að skilja, bilanir auðveldara að rannsaka og venjubundnar rekstrarbreytingar auðveldara að stjórna.

Mikilvæga spurningin er ekki einfaldlega hvað HMI er. Verkfræðingar og kaupendur þurfa líka að vita hvernig það passar inn í stjórnunararkitektúrinn, hvað gerir einn HMI hentugan fyrir forrit og hvers vegna það þarf meira en að passa við skjástærðina til að skipta um eldra spjald.

Þessi handbók fjallar um þessar raunhæfu ákvarðanir. Það útskýrir hvernig HMI virkar, hvernig það getur bætt iðnaðarrekstur, hvað á að athuga áður en þú velur einn og hvernig ferlið breytist þegar þú ert að skipta út eldri HMI.

Hvað er HMI í iðnaðar sjálfvirkni og hvað er það ekki?

Hlutverk HMI

Iðnaðar-HMI er viðmót rekstraraðila milli fólks og vélstýringarkerfisins. Það getur sýnt vinnslugildi, vélarástand, viðvaranir, þróun, uppskriftir, framleiðslutölur og greiningarupplýsingar. Viðurkenndir rekstraraðilar geta einnig notað það til að breyta stillingum, velja rekstrarhami, hlaða uppskriftum eða gefa út skipanir.

HMI kemur venjulega ekki í stað PLC. PLC framkvæmir stjórnunarrökfræðina, á meðan HMI kynnir viðeigandi gögn og veitir rekstraraðila stjórnaða leið til að hafa samskipti við þá rökfræði.

Til dæmis, á pökkunarlínu getur HMI birt færibandshraða, vörufjölda, akstursstöðu og virka viðvörun. Rekstraraðili getur valið uppskrift eða beðið um ræsingu vélarinnar, en PLC metur samt aðstæður og framkvæmir stjórnunarröðina.

HMI vs PLC vs SCADA

Þessar þrjár tækni eru oft notaðar saman en hlutverk þeirra er ólíkt.

HMI vélastig skiptir venjulega gögnum beint við einn eða fleiri PLC. SCADA kerfi getur safnað gögnum frá mörgum stjórnendum og veitt víðtækari sýnileika verksmiðjunnar.

Fyrir dýpri samanburð á kerfisstigi, sjá okkarPLC vs HMI vs SCADA leiðbeiningarfrekar en að breyta þessari grein í annan arkitektúrsamanburð.

Hvernig virkar HMI í raunverulegu sjálfvirknikerfi?

Frá skynjaragögnum til rekstrarskjás

Algeng vélstýringarleið lítur svona út:

Skynjari eða VFD → PLC → iðnaðarnet → HMI → rekstraraðili

PLC tekur við vettvangsupplýsingum, framkvæmir stjórnunarforritið og gerir valin merki eða skrár aðgengilegar fyrir HMI. HMI breytir þessum gildum í skiljanlega skjái, stöðuvísa, viðvaranir, þróun og stýringar.

Stefnan virkar líka öfugt:

Inntak stjórnanda → HMI → PLC → stýrimaður eða drif

Ef rekstraraðili breytir leyfðri stillingu á HMI, skrifar HMI umbeðið gildi til stjórnandans. PLC rökfræðin ákvarðar síðan hvernig það gildi er notað. Þessi aðgreining skiptir máli vegna þess að HMI er samspilslag, ekki einfaldlega snertiskjár sem sendir stjórnlausar skipanir beint til búnaðar.

Hvaða upplýsingum skiptist HMI?

Dæmigert HMI gögn falla í þrjá hópa.

Eftirlitsgögnfelur í sér stöðu vélar, hraða hreyfils, hitastig, þrýsting, framleiðslutölur og vinnslugildi.

Inntak rekstraraðilagetur falið í sér stillingar, stillingarval, uppskriftarval, endurstillingarbeiðnir eða ræsingar- og stöðvunarskipanir.

Greiningarupplýsingarinniheldur viðvörun, bilanakóða, stöðu tækis, viðhaldsskilaboð og sögulega atburði.

Nákvæm gögn eru háð forritinu og stjórnunarforritinu. Einföld sjálfstæð vél getur notað aðeins nokkra skjái, á meðan framleiðslulína HMI getur krafist víðtækra viðvörunar-, þróunar-, uppskrifta- og viðhaldsaðgerða.

Algeng HMI samskiptaviðmót

Efnislegt Ethernet tengi þýðir ekki sjálfkrafa að tvö tæki geti átt samskipti. Verkfræðingar ættu að aðgreina þrjár spurningar:

Hvaða líkamlega viðmót er í boði? Hvaða samskiptareglur eru notaðar? Styður HMI nauðsynlegan stjórnandi rekil?

Það fer eftir sjálfvirknivettvangi, HMI samskipti geta falið í sér Ethernet, raðtengingar, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA eða aðrar samskiptareglur.

Áður en þú velur HMI skaltu staðfesta nákvæmlega PLC líkanið, nauðsynlega samskiptaaðferð, studdan HMI rekla, hafnarkröfur og verkfræðihugbúnað. Þetta er áreiðanlegra en að gera ráð fyrir eindrægni frá vörumerkinu eða tengigerðinni einum saman.

Hvernig HMIs bæta iðnaðar sjálfvirkni í reynd

Auðveldara er að skilja gildi HMI þegar hver aðgerð er tengd við rekstrarniðurstöðu.

Hraðari bilanagreining og bilanaleit

Þegar vél stöðvast getur gagnlegt HMI sýnt virka viðvörun, tíma þegar hún gerðist, ástand tækisins, villukóða og nýlegar upplýsingar um þróun. Þetta getur hjálpað viðhaldsfólki að minnka vandamálið áður en það skoðar hvern íhlut.

Til dæmis, ef drif á færibandi sleppir, getur HMI sýnt drifvilluna ásamt hraðaviðbrögðum og stöðu vélarinnar þegar atburðurinn átti sér stað. HMI gerir ekki við drifið, en það getur stytt leiðina frá „línan stoppaður“ í „þetta er svæðið sem við þurfum að rannsaka“.

Stöðugari vélavirkni

Staðlaðir skjáir, samþykktar stillingar, uppskriftir, notendaheimildir og leiðbeiningar um notkun geta dregið úr óþarfa breytileika milli stjórnenda og vakta. Markmiðið er ekki að útrýma mannlegum mistökum. Það á að gera leyfilegt rekstrarferli skýrara og samkvæmara.

Hraðari vöruskipti

Uppskriftabyggð forrit geta dregið úr endurtekinni handvirkri innslátt færibreytu. Í umbúðum, matvælavinnslu og lotuumsóknum getur rekstraraðili valið samþykkta vöruuppskrift og staðfest nýja vélarstöðu frekar en að slá inn mörg gildi sérstaklega.

Betri viðhaldsákvarðanir

Söguleg viðvörun, keyrslutímar, endurteknar bilanir, þróun og greiningarskjáir geta hjálpað viðhaldsteymum að bera kennsl á mynstur. Ef mótor snýst ítrekað við sama rekstrarskilyrði, getur þróun eða atburðarsaga hjálpað tæknimönnum að rannsaka orsökina með meira samhengi.

Fjargreining og stuðningur

Sum kerfi leyfa ytri HMI aðgang eða fjargreiningarstuðning. Þetta getur hjálpað verksmiðjuverkfræðingi, vélsmiði eða kerfissamþættara að skoða upplýsingar um vélar án þess að vera líkamlega á pallborðinu. Fjaraðgangur ætti samt að fylgja netöryggiskröfum síðunnar, þar á meðal viðeigandi auðkenningu, heimildir, nethönnun og skiptingu.

HMI gildi ætti því að vera metið út frá rekstrarniðurstöðum, ekki með skjáforskriftum einum saman.

Hvar eru iðnaðar HMIs notuð?

Iðnaðar HMI eru notuð hvar sem rekstraraðilar þurfa skýr samskipti við sjálfvirkan búnað.

Ístakur framleiðsla og pökkun, þeir sýna venjulega stöðu vélarinnar, upplýsingar um færibönd, stöðu VFD, uppskriftir, viðvaranir og skiptastýringar.

Íorku- og veituumsóknir, HMIs geta veitt sýnileika í stjórnandagögnum, búnaðarstöðu, vinnslugildum, drifum, viðvörunum og völdum fjarstýrðum aðgerðum. OkkarOrkuiðnaðarlausnirsíða sýnir hvernig PLC, HMI og VFD vörur geta passað inn í þetta umhverfi.

Íferli og umhverfiseftirlit, geta rekstraraðilar fylgst með hitastigi, þrýstingi, rakastigi, lotustöðu, þróun og viðvörunum.

Fyrirvélasmiðir og OEM, HMI val hefur einnig áhrif á gangsetningu, stöðlun rekstraraðila, PLC samhæfni, spjaldshönnun og framtíðarskipulag varahluta.

Hvernig á að velja rétta iðnaðar-HMI: Hagnýt gátlisti

HMI val ætti að byrja með kerfiskröfum, ekki með stærsta skjánum eða lægsta einingarverði.

Eitt svæði á skilið auka athygli: Samhæfni hugbúnaðar og fastbúnaðar. Skiptiborð gæti passað við girðinguna og notað rétta samskiptatengi en samt þarfnast verkefnabreytingar, annað verkfræðiumhverfis eða vélbúnaðarvinnu. Athugaðu nákvæma kynslóð og útgáfu frekar en að meðhöndla vörufjölskyldu sem einn skiptanlegan vettvang.

Ertu þegar með HMI hlutanúmer?Ef þú ert að útvega núverandi einingu frekar en að hanna nýtt kerfi geturðu sleppt því beint í nákvæma gerð og tiltækileikaathugun. Skoðaðu okkarHMI vöruúrvaleða útbúið upplýsingarnar á gátlistanum fyrir útskipti að neðan.

Nýtt HMI verkefni á móti eldri HMI skipti: Valferlið er öðruvísi

Fyrir nýtt sjálfvirkniverkefni

Nýtt verkefni gefur verkfræðingateyminu meira frelsi. Hagnýt röð er:

Umsóknarkröfur → PLC arkitektúr → samskipti → HMI aðgerðir → skjár og umhverfi → hugbúnaður → líftíma

Markmiðið er að velja vettvang sem passar við vélina núna á meðan hún er viðhaldshæf á væntanlegum endingartíma hennar.

Fyrir núverandi vél

Skipting byrjar frá uppsettu kerfi, ekki frá tilvalinni nýrri forskrift.

Notaðu þessa röð:

Núverandi HMI hlutanúmer → PLC eða stjórnandi → öryggisafrit af verkefnum → samskipti → fastbúnaðar og hugbúnaður → klipping og tengi → framboð á skiptum

Ef vélin er niðri gæti forgangsverkefnið verið að koma aftur á virkni með lágmarks verkfræðilegum breytingum. Ef fyrirhugað er að skipta út, gæti verið meiri tími til að meta nýrri vettvang.

Hvers vegna svipað útlit HMI gæti ekki verið samhæft

Tvö spjöld geta verið með sömu skjástærð og eru samt mismunandi á nokkra mikilvæga vegu.

Munur á vélbúnaði getur falið í sér útskurðarmál, aflþörf, tengi og uppsetningardýpt. Samskiptamunur getur falið í sér samskiptareglur og stuðning við ökumenn. Hugbúnaðarmunur getur falið í sér fastbúnað, verkfræðihugbúnað, keyrsluútgáfu og kröfur um umbreytingu verkefna. Mismunandi kynslóðir innan sama vörumerkis geta einnig notað mismunandi þróunarumhverfi.

Sama skjástærð þýðir ekki að skipta út.

Þetta er þar sem sértækur leiðarvísir verður gagnlegur. Ef þú ert að vinna með Rockwell búnað, okkarAllen-Bradley PanelView handbók um val og skiptifjallar um PanelView fjölskyldurnar og viðbótarspurningar um hugbúnað, fastbúnað og vörulistanúmer sem eiga við það vistkerfi.

Hvaða upplýsingar ættir þú að undirbúa áður en þú færð uppbótar-HMI?

Fullkomin beiðni hjálpar til við að draga fram og til baka áður en hægt er að ræða framboð eða eindrægni.

Ef þú ert nú þegar með hlutanúmerið eða skýra nafnplötu mynd skaltu láta það fylgja með beiðni þinni. Fyrir afleysingarverkefni eru PLC líkanið og afritastaða verkefnisins einnig sérstaklega gagnleg.

Algeng HMI val mistök

Val eftir skjástærð eingöngu.Skjárstærð segir mjög lítið um samskipti, hugbúnað, uppsetningu eða samhæfni verkefna.

Að gera ráð fyrir sama vörumerki þýðir sjálfvirkt eindrægni.Vörukynslóðir, stýringarreklar, verkfræðihugbúnaður og fastbúnaður geta breyst innan sama framleiðanda.

Hunsa verkefnaskrána og verkfræðihugbúnaðinn.Vélrænt samhæft skipti gæti samt skapað viðbótarverkfræðivinnu ef ekki er hægt að flytja núverandi forrit beint.

Hunsa líftíma vöru.HMI sem leysir vandamál dagsins í dag gæti samt skapað varahlutavandamál síðar ef líftímastaða og framtíðarframboð eru ekki tekin til greina.

Bætir við fjaraðgangi án öryggisáætlunar.Fjarlægðaraðgerðir ættu að vera hannaðar ásamt notendaheimildum, auðkenningu, netarkitektúr og öryggisstefnu álversins.

Hvenær ættir þú að skipta út Like fyrir Like og hvenær ættir þú að uppfæra?

Það er ekkert eitt rétt svar. Ákvörðunin veltur á niður í miðbæ, eindrægni, verkfræðilegum auðlindum, eftirstandandi endingu vélarinnar og stuðningsáhættu.

Nýrri HMI er ekki sjálfkrafa lægri kosturinn. Flutningur getur falið í sér hugbúnað, forritun, netbreytingar, breytingar á pallborði, löggildingu og niður í miðbæ. Á hinn bóginn getur endurtekið uppspretta úrelts spjalds orðið nógu erfitt til að fyrirhuguð uppfærsla sé hagkvæmari.

Hvernig SZCT Automation styður HMI val og skipti

SZCT Automation útvegar iðnaðar sjálfvirknivörur yfir HMI, PLC, VFD og tengda stjórnunarflokka. Núverandi HMI úrval okkar inniheldur vörur frá ABB, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron, Schneider og Siemens.

Ef þú veist nú þegar nauðsynlega hlutanúmerið skaltu byrja á viðeigandi vörumerkjaflokki og athuga nákvæmlega gerð. Ef þú ert að skipta um eldra stjórnborð, gefðu upp fullt hlutanúmer, nafnplötumynd, gerð PLC, magn og allar þekktar upplýsingar um samskipti eða verkefni.

Fyrir sérstakar verkfræðispurningar, notaðu tengdar tæknileiðbeiningar okkar frekar en að meðhöndla hvert HMI sem skiptanlegt. Fyrir vöruuppsprettu er næsta skref að bera kennsl á nákvæma vélbúnaðarþörf og staðfesta síðan framboð í gegnÓska eftir tilboði.

Niðurstaða

Að velja iðnaðar-HMI ætti að byrja með forritinu, stjórnunararkitektúr og eindrægnikröfum, ekki með skjástærð eingöngu. Fyrir ný verkefni, hönnun frá kerfiskröfum og áfram. Fyrir eldri skipti skaltu vinna aftur á bak frá uppsettu hlutanúmeri, stjórnanda, hugbúnaði, samskiptum og líkamlegri uppsetningu.

Ef þú ert að skipta um núverandi HMI skaltu safna upplýsingum um nafnmerki fyrst. Þetta eina skref getur komið í veg fyrir mörg algengustu val- og innkaupamistökin.

Algengar spurningar

 

 

Hvað er HMI í iðnaðar sjálfvirkni?

HMI er notendaviðmótið sem notað er til að sjá upplýsingar um vél eða vinnslu og slá inn viðurkenndar skipanir. Það skiptist almennt á gögnum við PLC eða annan stjórnanda og getur sýnt stöðu, viðvörun, þróun, uppskriftir og greiningarupplýsingar.

Hvernig hefur HMI samskipti við PLC?

HMI hefur samskipti í gegnum studd líkamlegt viðmót, samskiptareglur og stjórnandi rekil. Það fer eftir vettvangi, þetta getur falið í sér Ethernet, raðsamskipti, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, OPC UA eða aðra studda aðferð.

Hver er munurinn á HMI og PLC?

PLC framkvæmir fyrst og fremst stjórnunarrökfræði. HMI kynnir fyrst og fremst upplýsingar og veitir rekstraraðilum stjórnaða leið til að hafa samskipti við sjálfvirknikerfið. Þeir vinna oft saman en gegna mismunandi kerfishlutverkum.

Getur HMI unnið með PLC frá öðrum framleiðanda?

Stundum, já. Samskipti milli vörumerkja eru háð samskiptareglum, tiltækum HMI rekla, uppsetningu stjórnanda og nákvæmlega vélbúnaði og hugbúnaði sem um ræðir. Ekki gera ráð fyrir samhæfni frá Ethernet-tengingu eingöngu.

Er hægt að skipta úreltum HMI út fyrir nýrri gerð?

Oft, en nýrri módel kemur kannski ekki beint í staðinn. Athugaðu samskipti, rekla, fastbúnað, verkfræðihugbúnað, umbreytingu verkefna, stöðvun, rafmagn, tengi og núverandi PLC áður en þú ákveður hvort skipta eigi út eða flytja.

Hvaða upplýsingar eru nauðsynlegar til að bera kennsl á skipti-HMI?

Byrjaðu á framleiðanda, fullt hlutanúmer, nafnplötu mynd, PLC gerð, samskiptaaðferð, stöðu öryggisafrits, uppsetningarupplýsingar, magn og nauðsynlegur afhendingardagur.

Ókeypis ráðgjöf