HMI-paneeli ja käyttöpaneelit – näin valitset oikean

Mikä on HMI?

HMI tulee sanoista Human Machine Interface. Käytännössä se on yleensä kaapin oveen asennettu kosketusnäyttö, joka näyttää koneen tilan, mittausarvot, hälytykset ja trendit ja jolla käyttäjä käynnistää, pysäyttää ja muuttaa asetuksia. Yksinkertaisissa koneissa painikkeet ja merkkivalot riittävät edelleen.

HMI ei itse ohjaa konetta – sen tekee PLC. Paneeli lukee ja kirjoittaa PLC:n muuttujia, joita kutsutaan tageiksi. Siksi paneelin voi vaihtaa muuttamatta ohjauslogiikkaa. Turvatoiminnot, kuten hätäseis, on aina johdotettava turvapiiriin – ei koskaan painikkeeksi näytölle.

HMI-paneeli vai paneeli-PC ja SCADA?

Raja hämärtyy. Nykyaikaiset HMI-paneelit voivat näyttää verkkosivuja, kirjata tietokantoihin ja joskus ajaa IEC 61131-3 -standardin mukaisia PLC-ohjelmia CODESYSillä. On myös näytöttömiä DIN-kiskoon asennettavia HMI-palvelimia, jotka näyttävät käyttöliittymän tableteilla tai tavallisilla näytöillä. Näytön kokoa, kosketustekniikkaa ja IP-luokkaa käsitellään paneeli-PC-oppaassamme.

Tiedonsiirto PLC:n kanssa

Paneeli kommunikoi PLC:n kanssa PLC:n protokollaa tukevan ajurin kautta. Se on ensimmäinen tarkistettava asia: onko PLC-perheellesi ajuria, ja minkä liitännän kautta?

Monet paneelit voivat kommunikoida usean PLC:n kanssa yhtä aikaa ja toimia yksinkertaisena yhdyskäytävänä protokollien välillä. Teollisuusprotokollia käsittelevä oppaamme kertoo niistä tarkemmin.

Ohjelmisto, hälytykset, reseptit ja lokitus

Jokaisella valmistajalla on oma konfigurointiohjelmistonsa, esimerkiksi EasyBuilder Pro Weintekin ja Movicon Yaskawan paneeleille. Vertaa lisenssimalleja: HMI-paneeleissa kehitystyökalu on usein maksuton, kun taas SCADA-ohjelmistoissa on yleensä tagien määrään perustuva ajonaikainen lisenssi. Tarkista myös, että projektia voi simuloida PC:llä ja että käyttöliittymän voi näyttää usealla kielellä.

• Hälytykset – prioriteetit, kuittaus ja hälytyshistoria. ISA-18.2:een perustuva IEC 62682 kuvaa, miten hälytysten hallinta suunnitellaan niin, etteivät käyttäjät huku hälytyksiin.
• Reseptit – eri tuotteiden parametrit tallennetaan paneeliin ja lähetetään PLC:lle tuotevaihdon yhteydessä.
• Lokitus ja trendit – arvot tallennetaan SD-kortille, USB-muistiin tai tietokantaan. Lääketeollisuudessa FDA 21 CFR Part 11 edellyttää pääsynhallintaa ja kirjausketjua (audit trail).
• Prosessigrafiikka – ISA-101 antaa ohjeet selkeisiin näyttöihin: pohjana neutraalit värit ja voimakkaat värit vain poikkeamille.

Etäyhteys ja tietoturva

Etäyhteyden avulla koneenrakentaja voi tehdä vianetsintää ja päivittää ohjelmaa matkustamatta asiakkaan luo. Osassa paneeleista on sisäänrakennettu etäpalvelu, toiset kytketään VPN-reitittimen kautta. Perussäännöt ovat samat:

• Älä koskaan avaa palomuuriin porttia suoraan paneeliin. Käytä salattua VPN-tunnelia.
• Käytä henkilökohtaisia käyttäjätunnuksia ja kaksivaiheista tunnistautumista ja vaihda kaikki oletussalasanat.
• Pidä koneverkko erillään toimistoverkosta.
• Anna asiakkaan päättää, milloin etäyhteys on käytössä, ja kirjaa, kuka on ottanut yhteyden.

IEC 62443:n ja NIS2:n vaatimuksia käsitellään erillisessä teollisuusverkkojen kyberturvallisuutta koskevassa oppaassamme.

Asennus ja liikkuvat näytöt

HMI-paneeli asennetaan yleensä kaapin oven aukkoon, ja sen etupuoli on IP65- tai IP66-luokiteltu. Kun käyttäjän on liikuttava koneen ympärillä, käytetään käsipaneeleja, joissa on hätäseis ja kolmiasentoinen hyväksyntäkytkin ja jotka liitetään liitäntärasian kautta.

Nostureissa, metsä- ja kaivoskoneissa ja trukeissa käytetään kestäviä näyttöjä, joissa on CAN ja protokollat kuten SAE J1939 tai CANopen, 12 tai 24 V:n syöttö ja E-merkintä. Näytön on oltava luettavissa auringonvalossa ja himmennyttävä yöllä. Fyysiset painikkeet ovat plussaa, kun kuljettajalla on käsineet tai kone tärisee.

Viisi yleistä virhettä

1. Hätäseis kosketusnäytöllä. Turvatoiminnot on johdotettava turvapiiriin, ei koskaan painikkeeksi HMI-ohjelmistoon.
2. Ajuri tarkistetaan liian myöhään. Paneeli, jossa ei ole ajuria PLC:llesi, on kallis yllätys käyttöönotossa.
3. Liikaa hälytyksiä. Kun kaikki hälyttää, käyttäjät lakkaavat lukemasta. Poista hälytykset, jotka eivät vaadi toimenpiteitä.
4. Avoin portti internetiin. Porttiohjaus suoraan paneeliin on yleinen hyökkääjien sisäänpääsytie.
5. Projektitiedosto puuttuu. Ilman lähdetiedostoa ja salasanoja paneelia ei voi muuttaa eikä vaihtaa. Pidä projekti versionhallinnassa.

SCN:n käyttöpaneelit

Toimitamme Yaskawan ja Weintekin käyttöpaneeleja – 4,3 tuuman paneeleista 21,5 tuuman Full HD -malleihin, käsikäyttöisiä HMI-paneeleja ja näytöttömiä HMI-palvelimia DIN-kiskoon. Ajoneuvoihin ja liikkuviin koneisiin on kestäviä näyttöjä ja paneeli-PC:itä muun muassa Winmatelta.

Esimerkkejä valikoimastamme

Usein kysyttyä

Mitä HMI tarkoittaa?

Human Machine Interface eli ihmisen ja koneen välinen käyttöliittymä. Yleensä kosketusnäyttö, jolla käyttäjä näkee tilan, muuttaa asetuksia ja kuittaa hälytyksiä.

Mikä ero on HMI:llä ja SCADAlla?

HMI on yleensä yhden koneen paikallinen paneeli. SCADA on ylemmän tason järjestelmä, joka kerää dataa monista koneista tai asemista ja sisältää hälytysten hallinnan, historian ja raportit.

Toimiiko HMI-paneeli Siemensin PLC:n kanssa?

Kyllä, useimmissa HMI-paneeleissa on ajurit Siemens S7:lle. S7-1200:ssa ja S7-1500:ssa voi olla tarpeen ottaa PUT/GET käyttöön tai käyttää optimoimattomia datablokkeja paneelin ajurista riippuen.

Miten HMI:hin saa turvallisen etäyhteyden?

Käytä salattua VPN-tunnelia, henkilökohtaisia käyttäjätunnuksia ja kaksivaiheista tunnistautumista. Älä koskaan avaa portteja suoraan paneeliin, ja anna asiakkaan päättää, milloin yhteys on käytössä.