Panel HMI ułatwia dostęp do PLC

Istnieją już sterowniki programowalne z zespolonym wyświetlaczem. Może to sugerować ich wielką uniwersalność, ale czy na pewno i czy w każdej sytuacji?

Razem czy osobno?

Pierwsza myśl jest taka: to korzystne, że mamy dwa urządzenia w jednym – sterownik i wyświetlacz. Montujemy sprzęt tylko raz, podłączamy zasilanie i działa. Komunikacja między dwoma urządzeniami jest już zwykle ustanowiona. Wszystko to sprawia wrażenie idealnego rozwiązania. Pytanie czy zawsze?

Myśląc perspektywicznie należy wziąć pod uwagę długofalowe skutki użytkowania i całkowity koszt utrzymania oraz modernizacji w przyszłości. Najprostszym przykładem jest wystąpienie awarii lub mechanicznego uszkodzenia ekranu dotykowego przez operatora. W takim przypadku cała maszyna lub obiekt sterowania jest wyłączony z użycia, bo trzeba zdemontować zintegrowany element sterujący wraz z wyświetlaczem i poddać go naprawie lub wymianie. Wymiana na nowy egzemplarz wiąże się z aktualizacją programu. Gdy klasyczny panel HMI ulegnie uszkodzeniu, demontując go nie przerywamy pracy całej maszyny. Przy odpowiednim zaprojektowaniu aplikacji dla HMI maszyna jest w stanie dalej pracować po odłączeniu panelu. Co więcej – są dostępne wersje paneli operatorskich bez ekranu, zaprojektowane z myślą o użyciu dowolnego urządzenia mobilnego jako ekranu. Wtedy już zupełnie eliminuje się zagrożenia powstałe wskutek niewłaściwego użytkowania, gdyż wymiana urządzenia sprowadza się do zainstalowania aplikacji na nowym telefonie lub tablecie.

Problem rozbudowy aplikacji

Znacznie łatwiej jest dodać nowe funkcje do projektu wizualizacji sterującego obiektem, tak jak w zespolonym HMI i PLC. Jest to opcja dostępna dla wielu sterowników PLC i pozwalająca na dodanie tabeli oznaczeń poszczególnych komórek pamięci z PLC do panelu HMI. Z czasem wymagania co do działania aplikacji ulegają zmianie i ewoluują, więc zmieniamy i dodajemy nowe funkcje. Dużo więcej możliwości rozbudowy sterownika otrzymujemy, gdy nasz PLC jest zamontowany osobno w szafie. Możemy go nawet wymienić na produkt innej marki, jeżeli dotychczasowy nie spełniał założeń, a panel może zostać na swoim miejscu, bo niemal z całą pewnością będzie współpracował z nowym PLC.

Wbudowane sterowniki programowalne są ponadto często urządzeniami przeznaczonymi do mniejszych aplikacji. Mają mniej pamięci oraz obsługują mniej zmiennych i siłą rzeczy ograniczoną możliwość rozbudowy, choćby ze względu na brak miejsca. Wymiana panelu na model bardziej zaawansowany nie wiąże się z ogromnym zaangażowaniem ze strony instalatora/automatyka. Jeżeli panel jest tej samej firmy, to bardzo łatwo przeniesiemy projekt na bardziej zaawansowany sprzęt, dodając nowe funkcje. Montaż nie nastręczy też żadnych problemów, gdy producent dba o unifikację swoich jednostek.

Problem montażu

Klasyczny panel HMI jest zwykle montowany na drzwiach szafy sterującej, w odpowiednim wycięciu. To oznacza, że jego gabaryty powinny być jak najmniejsze. Pożądana jest maksymalnie płytka obudowa, zajmująca jak najmniej miejsca w środku szafy, tak by nie zbliżała się do innych urządzeń w jej wnętrzu, choćby nawet przez wzgląd na chłodzenie. Panel z zespolonym sterownikiem nie zmieści się w małej obudowie. Ważne jest też połączenie elektryczne urządzenia. Prowadzenie dużej liczby przewodów do zacisków sterownika może przysparzać wiele trudności ze względu na to, że trasa prowadzi po drzwiach szafy.

Przewody do wejść i wyjść cyfrowych, analogowych i komunikacji mogą zająć sporo miejsca. Gdy sterownik jest zamontowany na szynie DIN, sytuacja jest jasna – trzeba tylko połączyć PLC i HMI cienkim kablem komunikacyjnym oraz dodać zasilanie.

Interfejsy komunikacyjne

Niepodważalnym atutem nowoczesnych paneli HMI są ich protokoły komunikacyjne, które pozwalają na komunikowanie się jednocześnie z wieloma urządzeniami różnych producentów. Firma Weintek zdefiniowała ich ponad 250 dla swoich paneli. To jednak nie oznacza, że panel będzie się komunikował tylko z PLC, ale ze znacznie większą liczbą urządzeń. Panel HMI także udostępni, poprzez lokalną sieć Ethernet, swoje połączenie ze sterownikiem PLC dla operatora lub systemu SCADA (nawet konwertując protokół na Modbus). To tak zwane połączenie transparentne, przy którym panel HMI jest pośrednikiem w połączeniu ze sterownikiem lub innym, dowolnym urządzeniem. W ten sposób uzyskuje się dostęp do nawet kilku PLC i HMI pod jednym numerem IP.

Zdalny dostęp do HMI i PLC pod jednym numerem IP

Niedawno pojawił się też mechanizm EasyAccess 2.0, który znosi wszelkie ograniczenia oraz upraszcza do minimum konfigurację przy połączeniach zdalnych. Jest to szyfrowany tunel VPN, który daje ogromną swobodę w użytkowaniu i w zdalnym serwisie. Nie ma konieczności przekierowywania portów, konfigurowania routerów itp. Jest to szczególnie ważne, gdyż w większości obiektów, gdzie zainstalowana jest nasza aplikacja, informatyk po prostu nie udzieli nam do niej fizycznego dostępu. Panel i nasz komputer zgłaszają się do serwera producenta, gdzie zestawiane jest połączenie szyfrowane. Aplikacja kliencka jest dostępna dla systemu Windows, ale niebawem pojawią się wersje dla Androida i iOS, rozszerzając ideę dostępu mobilnego, którą nazwano 
CloudHMI.

MULTIPROJEKT
ul. Fabryczna 20a
31-553 Kraków
tel. 12 413 90 58
fax 12 376 48 94
e-mail: krakow@multiprojekt.pl
www.multiprojekt.pl

źródło: PAR 12/2014