Jste zde

Méně obvyklé provedení HMI panelů

Antonín Vojáček, 16. Listopad 2020 - 16:20

Průmyslové HMI panely nemusí být nutně jen v provedení pro zástavbu do rozvaděče či jiné skříně. Výrobci nabízejí i kompletní hotová zapouzdřená provedení pro aplikace, kde chcete panel upevnit na sloup, rameno či jej držet v ruce.

Mnoho různých světových výrobců vyrábí průmyslové panely obvykle v provedené pro vestavění do stěny nějaké rozvaděčové skříně uživatele či do případně panelu třeba ovládacího pultu. Tyto panely tak obvykle mají stupeň krytí z čelní strany panelu od IP65 do IP69k (podle provedení), ale ze zadní strany panelu musí vhodné krytí zajistit v rámci právě skříně či panelu právě integrátor HMI do systému. Nicméně existují i zajímavé průmyslové panely dodávané již kompletně zapouzdřené a navíc v různých speciálních provedeních.

Taková zajímavá provedení najdete mimo jiné i v sortimentu italského výrobce ESA. Ten mimo širokou nabídku různých vestavěných panelů s různými vlastnostmi nabízí i dvě méně běžná provedení:

Řada ERGO = velké až obrovské programovatelné ovládací panely pro upevnění na sloup či otočné rameno
Řada VT500 = malé zapouzdřená HMI do ruky pro přímé ovládání stroje při popocházení.

Velké panely ERGO

Řada panelů ESA ERGO představuje prakticky tu největší ovládací a zobrazovací plochu, na kterou lze v oblasti průmyslových strojů zatím představit. Jde o plně zapouzdřené programovatelné HMI s krytím IP65 tvořené kapacitním dotykovým TFT displejem o úhlopříčce 21,5 palců s rozlišením 1920x1080 pixelů, který je může být buď samostatně provozovaný na výšku nebo na šířku, doplněný o přímá ovládací tlačítka, nebo i ve speciálním dvojprovedení společně s dalším 12,5 palcovým programovatelným panelem taktéž s kapacitní dotykovou plochou a rozlišením 1920x1080 pixelů. A právě ta třetí varianta představuje vynikající možnost jako realizovat i náročná o ovládací a monitorovací aplikace. Přídavný menší HMI totiž buď může celý fungovat jako elektronická dotyková klávesnice (tzv. softwarová klávesnice podobná jako např. na tabletu či chytrém telefonu), jako grafická interaktivní tlačítková ovládací konzole, či jako další zobrazovací jednotka. Je tedy jen na integrátorovi HMI do systému linky či stroje, jaké funkce obou dotykovým displejům přiřadí. Navíc lze i tuto dvojkombinaci doplnit o přidaná vestavěná klasická hardwarová tlačítka o průměru 22 mm napojená na vnitřní řídící jednotku celého takto kombinovaného HMI.

Popis různých provedení HMI panelů ESA ERGO.

Jako programovatelná řídící jednotka uvnitř hlavního velkého panelu je nabízena v PC x86 CPU provedení s Intel Core procesorem s OS Windows nebo v Linuxovém provedení s i.MX6 ARM CPU. Konkrétně CPU Intel Core i3-4010U 1,7GHz nebo Core i7-4650U 1,7GHz (3,3GHz) s pamětí až 8GB DDR3L SODIMM 1333/1600MHz a s SDD či mSATA diskem nebo čtyřjádrový ARM Cortex A9 1.2 GHz s 2 GB RAM a 8 GB FLASH paměti. Samozřejmostí jsou ethernetové, ale k dispozici jsou i sériová rozhraní RS-232 i RS-485. Na HMI může běžet nejen vizualizace vytvořená pomocí Esaware SCADA softwaru Crew nebo softwaru Everyware pro vzdálený dohled, vyhodnocení a údržbu aplikací přes VPN přímým připojením ke strojům či přes cloud. Použít lze i webový prohlížeč pro vizualizaci parametrů z webových serverů řídících jednotek či cloudových dashboardů. Panel ale je schopen i sám provádět softPLC řídící funkce standardu IEC 61131 pomocí instalace podporovaného Codesys runtime softwaru a napojených vzdálených jednotek vstupů a výstupů. V případě doplňkového malého "klávesnicového" panelu 12,5" je OS vždy Linux a jak bylo již zmíněno, může na něm trvale běžet aplikace softwarové klávesnice nebo opět libovolně vytvořená vizualizace SCADA softwaru Crew či pomocí webového prohlížeče.

Popis možné konfigurace provedení ESA ERGO v dvojité variantě malého a velkého HMI.

Konečná celková konfigurace pak tedy závisí na konkrétní objednávce. Zakrytování s krytím IP65 je úplné ze všech stran a standardizované uchycení VESA umožňuje upevnění na různé nosné sloupy či otočná a polohovací ramena, aby panel bylo možné pak v praxi natočit do ideální ovládací pozice či pracovní výšky. Průmyslovému provozu odpovídá i pracovní rozsah teplot -10 až 50°C.

Ruční panely VT HandHeld

Dá se říct, že na opačném pólu panelů ERGO jsou v nabídce ESA malé ruční programovatelné HMI řady VT HandHeld, velmi podobné panelům dodávaným k ovládání průmyslových robotů. Zde je však lze použít i pro různé / libovolné řídící aplikace, prostě všude tam, kde nutné mít ovládání v ruce, ale přitom je potřeba pro zajištění přehledu o situaci mít možnost určité pochozí plochy.

HMI VT HandHeld, konkrétně označené jako VT505H nebo VT525H, se sice dají svojí konstrukcí počítat do "staré školy", protože obsahují jen bezdotykový 5,7" STN LCD displej s rozlišením jen 320x40 pixelů doplněný okolními ovládacími 10 tlačítky F1 až F10, ale svým zapouzdřením a mechanickým provedením jsou zcela přizpůsobeny pro držení v ruce. Toto provedení, doplněné ještě o klasická 3 mechanická průmyslová tlačítka start/stop a nouzového zastavení nebo bezpečnostního tlačítka "přítomnosti operátora, je hlavní výhoda i určující směr použití. Celkový stupeň krytí IP65 odpovídá požadavkům průmyslu na odolnost proti vodě i prachu. K napojení s řídícím systém se využívá kabelové sběrnice CANopen nebo Siemens MPI Profibus-DP, nebo sériového rozhraní s podporou přes 150 komunikačních protokolů různých výrobců PLC. Bohužel kvůli starší konstrukci není k dispozici ethernet.

Z pohledu programování vizualizace prostřednictvím PC softwaru ESA Polymath se vše provádí podobně jako u jakéhokoliv průmyslového HMI, tedy poskytují udělat až 150 ovládacích obrazovek, vytvoření dynamických grafických objektů, vytvoření alarmů, receptur, zabezpečení přístupu až 10 úrovni zaheslování

Příklady provedení ručních HMI panelů ESA VT HandHeld.

Závěr

V tomto článku jsem chtěl ukázat, že průmyslové HMI panely nutně nemusí být jen v klasické vestavném provedení do skříně, ale již plně zapouzdřené a přizpůsobené pro různé specifické účely a požadavky. Odpadá pak návrh a hledání vhodného pouzdra a je možné se rovnou soustředit jen na programový ovládací stránku aplikace. A to má v některých případech velkou přednost a urychlení celého vývoje i realizace. Takové přístupy či požadavky najdeme v ČR například v automotive a gumáremském průmyslu.