HMI ja operaatoripaneelid – kuidas valida

Mis on HMI?

HMI tuleb inglise keelest Human Machine Interface ehk inimese ja masina liides. Praktikas on see tavaliselt juhtkilbi uksel asuv puuteekraan, mis näitab masina olekut, mõõteväärtusi, häireid ja trende ning kus operaator käivitab, seiskab ja muudab seadistusi. Lihtsatel masinatel piisab endiselt nuppudest ja märgutuledest.

HMI ise masinat ei juhi – seda teeb PLC. Paneel loeb ja kirjutab PLC muutujaid, mida nimetatakse ka tagideks. Seepärast saab paneeli välja vahetada ilma juhtloogikat muutmata. Ohutusfunktsioonid, nagu avariiseiskamine, peavad alati olema ohutusahelas juhtmetega ühendatud, mitte nupp ekraanil.

HMI-paneel või SCADA-ga paneelarvuti?

Piir hägustub. Tänapäeva HMI-paneelid oskavad kuvada veebilehti, logida andmebaasidesse ja mõnikord ka käitada CODESYS-iga IEC 61131-3 PLC-programme. On olemas ka ekraanita HMI-serverid DIN-liistule, mis kuvavad liidest tahvelarvutites või tavalistel monitoridel. Ekraani suurusest, puutetehnoloogiast ja IP-klassist räägime oma paneelarvutite juhendis.

Side PLC-ga

Paneel suhtleb PLC-ga PLC protokolli draiveri kaudu. Seda tuleb kontrollida kõigepealt: kas sinu PLC-perekonna jaoks on draiver olemas ja millise liidese kaudu?

Paljud paneelid suudavad suhelda korraga mitme PLC-ga ja toimida lihtsa protokollilüüsina. Tööstuslikke protokolle käsitleme lähemalt oma tööstusprotokollide juhendis.

Tarkvara, häired, retseptid ja logimine

Igal tootjal on oma konfigureerimistarkvara, näiteks Weinteki puhul EasyBuilder Pro ja Yaskawa paneelide puhul Movicon. Võrdle litsentsimudeleid: HMI-paneelide arendustööriist on sageli tasuta, SCADA-tarkvaral on aga tavaliselt käituslitsents, mis sõltub muutujate arvust. Kontrolli ka, kas projekti saab arvutis simuleerida ja kas liidest saab kuvada mitmes keeles.

• Häired – prioriteedid, kinnitamine ja häirete ajalugu. ISA-18.2-l põhinev standard IEC 62682 kirjeldab, kuidas planeerida häirete haldust nii, et operaatoreid ei uputataks häiretesse.
• Retseptid – eri toodete parameetrid salvestatakse paneelis ja saadetakse tootevahetuse ajal PLC-le.
• Logimine ja trendid – väärtused salvestatakse SD-kaardile, USB-mälupulgale või andmebaasi. Ravimitööstuses nõuab FDA 21 CFR Part 11 juurdepääsukontrolli ja auditijälge.
• Protsessigraafika – ISA-101 annab juhised selgete ekraanide jaoks: neutraalsed värvid aluseks ja tugevad värvid ainult kõrvalekallete jaoks.

Kaugjuurdepääs ja turvalisus

Kaugjuurdepääs võimaldab masinaehitajal vigu otsida ja programmi uuendada ilma kliendi juurde sõitmata. Mõnel paneelil on sisseehitatud kaugjuurdepääsuteenus, teised ühendatakse VPN-ruuteri kaudu. Põhireeglid on samad:

• Ära kunagi ava tulemüüris porti otse paneelile. Kasuta krüpteeritud VPN-tunnelit.
• Kasuta isiklikke kasutajakontosid ja kaheastmelist autentimist ning muuda kõik vaikeparoolid.
• Hoia masinavõrk kontorivõrgust eraldi.
• Lase kliendil otsustada, millal kaugjuurdepääs on aktiivne, ja logi, kes on ühendunud.

Standardi IEC 62443 ja direktiivi NIS2 nõudeid käsitleme eraldi juhendis, mis räägib tööstusvõrkude küberturvalisusest.

Paigaldus ja mobiilsed ekraanid

HMI-paneel paigaldatakse tavaliselt kilbi ukse väljalõikesse ning sellel on IP65 või IP66 esikülg. Kui operaator peab masina ümber liikuma, kasutatakse avariiseiskamisnupu ja kolmeasendilise lubamislülitiga käsipaneele, mis ühendatakse ühenduskarbi kaudu.

Kraanades, metsa- ja kaevandusmasinates ning tõstukites kasutatakse vastupidavaid ekraane, millel on CAN ja protokollid nagu SAE J1939 või CANopen, 12 või 24 V toide ja E-märgistus. Ekraan peab olema päikesevalguses loetav ja öösel hämardatav. Füüsilised nupud on eeliseks, kui juht kannab kindaid või masin rappub.

Viis levinud viga

1. Avariiseiskamine puuteekraanil. Ohutusfunktsioonid peavad olema ohutusahelas juhtmetega ühendatud, mitte nupp HMI-tarkvaras.
2. Draiverit kontrollitakse liiga hilja. Paneel, millel pole sinu PLC jaoks draiverit, on kasutuselevõtul kallis üllatus.
3. Liiga palju häireid. Kui kõik annab häiret, lõpetavad operaatorid nende lugemise. Eemalda häired, mis ei nõua tegutsemist.
4. Avatud port internetti. Pordi edasisuunamine otse paneelile on ründajate jaoks levinud sissepääsutee.
5. Projektifail puudub. Ilma lähtefaili ja paroolideta ei saa paneeli muuta ega välja vahetada. Hoia projekti versioonihalduses.

Operaatoripaneelid SCN-ilt

Pakume Yaskawa ja Weinteki operaatoripaneele – alates 4,3-tollistest paneelidest kuni 21,5-tolliste Full HD paneelideni, käsi-HMI-sid ja ekraanita HMI-servereid DIN-liistule. Sõidukite ja liikurmasinate jaoks on vastupidavad ekraanid ja paneelarvutid sellistelt kaubamärkidelt nagu Winmate.

Näiteid meie valikust

Korduma kippuvad küsimused

Mida tähendab HMI?

Human Machine Interface ehk inimese ja masina vaheline liides. Tavaliselt puuteekraan, kus operaator näeb olekut, muudab seadistusi ja kinnitab häireid.

Mis vahe on HMI-l ja SCADA-l?

HMI on tavaliselt kohalik paneel ühe masina juures. SCADA on kõrgema taseme süsteem, mis kogub andmeid paljudest masinatest või jaamadest ning pakub häirete haldust, ajalugu ja aruandeid.

Kas HMI-paneel töötab Siemensi PLC-ga?

Jah, enamikul HMI-paneelidel on Siemens S7 draiverid. S7-1200 ja S7-1500 puhul võib olenevalt paneeli draiverist olla vaja lubada PUT/GET või kasutada optimeerimata andmeplokke.

Kuidas saada turvalist kaugjuurdepääsu HMI-le?

Kasuta krüpteeritud VPN-tunnelit, isiklikke kasutajakontosid ja kaheastmelist autentimist. Ära kunagi ava porte otse paneelile ja lase kliendil otsustada, millal juurdepääs on aktiivne.