Bezdrôtové prenosné zariadenia a technológie IIoT podporujú digitálnu transformáciu prevádzok. Umožnenie väčšej mobility pracovníkom s prístupom k informáciám a odborným znalostiam prináša výhody vyššej produktivity, lepšieho rozhodovania a rýchlejšieho riešenia problémov bez ohľadu na miesto, kde sa nachádzajú. To celkovo prispieva k zvýšeniu celkovej prevádzkovej efektívnosti.
Digitálna revolúcia vo výrobe otvára nové spôsoby pripojenia, monitorovania a interakcie s priemyselnými procesmi. Vývoj HMI v nasledujúcom období bude tieto trendy samozrejme odrážať. Prirodzene, nasledujúci vývoj HMI bude zahŕňať tieto pokroky. Budúcnosť HMI obsiahne širokú škálu rozhraní, ako je rozšírená realita (AR), mobilné HMI, IIoT konektivita, hlasové ovládanie, umelá inteligencia a ďalšie.
Prenosné HMI na flexibilné použitie
Pri monitorovaní a riadení informácií o prevádzke, zariadení a procese už tradične operátori pracujú na pevných rozhraniach HMI na báze PC v miestnostiach riadenia. Tie sú často doplnené o HMI v prevádzke v blízkosti konkrétneho stroja alebo zariadenia, hoci majú zvyčajne obmedzenú funkčnosť. Modernejším prístupom je poskytnúť zamestnancom väčšiu mobilitu prostredníctvom odolných vysokovýkonných prenosných HMI technológií. Prenosné zariadenia dávajú pracovníkom väčšiu autonómnosť, odstraňujú potrebu spojenia s riadiacou miestnosťou a umožňujú operátorom udržiavať prevádzku a odstraňovať problémy priamo na mieste ich vzniku.
Spoločnosť B&R vo svojom produktovom portfóliu ponúka prenosné HMI v rôznych veľkostiach. Mobilný panel 7100 je mimoriadne ergonomický, ľahký a odolný proti nárazu. Tieto modely sú vhodné na použitie v náročných priemyselných podmienkach, ktoré vyžadujú výkon priemyselného PC. Mobilné panely 7140 a 7150 sú vybavené sedempalcovým displejom WSVGA a 10,1-palcovým displejom WXGA. Obidva využívajú inovatívny vizualizačný softvér mapp View. Model 7151 má 10,1-palcový displej a operačný systém Windows. Mobilné panely optimálne využívajú obmedzený priestor kombináciou integrovaného dotykového displeja a funkčných klávesov pre často používané funkcie. Tlačidlo STOP je zapustené v zaoblenom dvojstennom kryte schopnom absorbovať tvrdé nárazy. Panely s krytím IP65 majú integrované rozhranie USB 2.0 a ethernet 10/100.
Spoločnosť Siemens ponúka prenosné panely SIMATIC HMI 2. generácie, ktoré sú k dispozícii so štvor-, sedem- alebo deväťpalcovým displejom a komunikáciou cez PROFINET; prenášajú funkčnosť a výkon panelov SIMATIC HMI Comfort Panel do mobilných riadiacich jednotiek. Širokouhlý displej s pomerom strán 16 : 9 a 16 miliónmi farieb poskytuje jasné vizualizácie bohaté na detaily. Všetky mobilné panely sú konfigurované v inžinierskom prostredí TIA Portal s nástrojom Simatic WinCC. Pomocou predpripravených štýlov možno zmeniť požadovaný vzhľad obrazoviek jednoduchým stlačením tlačidla. Podsvietené tlačidlo núdzového STOP, trojstupňový aktivačný spínač a flexibilné možnosti analýzy bezpečnostných prvkov umožňujú individuálnu integráciu riadiacej jednotky do bezpečnostnej architektúry.
Rozšírená realita
Integrácia rozšírenej reality do platforiem SCADA/HMI a následná dostupnosť použiteľných informácií prostredníctvom nositeľných zariadení ponúka potenciál pre nové zlepšenia efektívnosti. Možnosť nosiť HMI pri práci v priemyselnom závode dáva operátorom väčšiu kontrolu nad aktuálnou situáciou, umožňuje im rýchlo zasiahnuť, keď to situácia a proces vyžadujú, a pomáha im rýchlejšie vykonávať úlohy a robiť lepšie rozhodnutia. AR HMI má potenciál spôsobiť revolúciu v tom, ako operátori riadia procesy, optimalizujú produktivitu a znižujú prestoje.
Emerson je jednou z prvých spoločností, ktoré ponúkajú riešenia AR pre SCADA/HMI a poskytujú pracovníkom okamžitý prístup k množstvu údajov. Prostredníctvom nositeľných zariadení AR operátori profitujú zo zjednodušeného riadenia procesov a informácií v reálnom čase týkajúcich sa zariadenia alebo procesu, na ktorom pracujú. AR je integrovaná do platformy SCADA/HMI spoločnosti Emerson Movicon.NExT, čo znamená jednoduchšiu, menej nákladnú implementáciu a rýchlejšiu návratnosť investícií.
K dispozícii sú aplikácie, ktoré možno prepojiť s inteligentnými okuliarmi so systémom Android a HoloLens, založené na Windows 10. Nositeľné zariadenia môžu zobrazovať akýkoľvek druh údajov alebo informácií v reálnom čase a historických údajov vrátane nastavenia, údržby, navádzania, čítania čiarových kódov a vykonávania ďalších funkcií. Okrem toho môžu operátori hlasovo komunikovať so strojom, žiadať informácie aj priamo interagovať so systémom pomocou gest rúk na ovládanie a nastavovanie procesov.
Technológia AR HMI/SCADA využíva videokameru a umelú inteligenciu na rozpoznávanie zariadení alebo častí závodu. Táto technológia bude fungovať na akomkoľvek mobilnom zariadení s videokamerou a prehliadačom HTML5 a automaticky zobrazí okná, ktoré obsahujú relevantné informácie. To umožňuje operátorovi okamžite získať všetky dôležité informácie, ktoré potrebuje, čím je riadenie zložitých zariadení oveľa jednoduchšie.
Konektivita a webové riešenie
Pokroky v HMI vedú k zvýšeniu konektivity v rámci celého podniku. Digitalizácia už nie je len konkurenčnou výhodou v podniku, ale je to nástroj na zvýšenie produktivity a schopnosti reagovať na vyvíjajúce sa trendy na trhu.
Najnovšia generácia pokročilého softvéru HMI zahŕňa vylepšenú konektivitu, webové riešenie na prístup zo smartfónu a lepšie grafické rozhranie. Nová vlna HMI, ktorá funguje na špecializovaných zariadeniach alebo priemyselných počítačoch, sa jednoducho spáruje s modernými smartfónmi. Vďaka otvoreným platformám a bezpečnostným funkciám, ktoré ich optimalizujú na použitie s aplikáciami IIoT, môžu podniky riešiť problémy s cieľom rozvíjať svoje činnosti, udržiavať konkurenčnú výhodu, zvyšovať produkciu a zlepšovať efektivitu.
TwinCAT 3 HMI Server spoločnosti Beckhoff je modulárny webový server, ktorý poskytuje rozhranie človek – stroj (HMI). Podporuje všetky triedy CPU od ARM po viacjadrové. Výkonná architektúra umožňuje realizovať širokú škálu aplikačných scenárov od lokálnych panelových riešení až po koncepty pre viacerých klientov, servery a multiruntime. Všetko, čo je potrebné na spustenie HMI klienta, je prehliadač s podporou HTML5, ktorý je dostupný pre všetky hlavné operačné systémy. Klienty môžu bežať na počítačoch, ako aj na mobilných zariadeniach, ako sú tablety a smartfóny. Bez ohľadu na platformu je bezpečnosť nanajvýš dôležitá, a preto sú dáta putujúce medzi klientom a serverom šifrované.
Operátori strojov môžu teraz bez problémov prenášať funkcionalitu riadenia stroja medzi hlavným HMI a mobilnými zariadeniami. Webové riešenie mapp View HMI od B&R zaisťuje, že riadiace prvky a informácie, ktoré potrebujú, budú mať vždy na dosah ruky, kdekoľvek potrebujú, takže sa môžu počas práce voľne pohybovať po výrobnom závode.
„Doteraz HMI terminály obmedzovali operátorov strojných zariadení na prácu v určitom okruhu,“ vysvetľuje softvérový expert B&R Manuel Sánchez. „Ak nedosiahnu na obrazovku, nemôžu ovládať stroj.“ Webové riešenie HMI od B&R im umožňuje prevziať kontrolu nad strojom na svojom mobilnom zariadení, kdekoľvek potrebujú. Po dokončení úlohy jednoducho odovzdajú riadenie späť hlavnému HMI.
Nový widget QRViewer dostupný v riešení mapp View HMI generuje dynamické QR kódy v používateľskom rozhraní stroja. Okrem odovzdania ovládania HMI do smartfónu tieto kódy umožňujú množstvo ďalších nových funkcií na optimalizáciu výkonu a dostupnosti stroja. V prípade chyby v systéme majú operátori rýchly prístup k návodom, inštruktážnym videám, sériovým číslam zariadení a súčiastok a pod. priamo na svojom smartfóne.
Zdroje
[1] Klaess, J.: The Future Human Machine Interfaces (HMI) In An IoT World. TULIP. [online]. Publikované 9. 9. 2021. Citované 15. 3. 2022.
[2] Prenosné HMI pre flexibilné využitie. Automatizuj. [online]. Publikované 7. 3. 2016. Citované 15. 3. 2022.
[3] SIMATIC HMI Mobile Panels. Siemens. [online]. Citované 15. 3. 2022.
[4] How Augmented Reality HMI Systems Improve Plant Management. IEN Europe. [online]. Publikované 21. 10. 2021. Citované 15. 3. 2022.
[5] TF2000|TwinCAT 3 HMI Server. Beckhoff. [online]. Citované 15. 3. 2022.
[6] HMI to go. B&R. [online]. Publikované 4. 9. 2021. Citované 15. 3. 2022.