การพัฒนาระบบอัตโนมัติ อินเตอร์เฟส HMI และ OIT

HMI และอุปกรณ์อินเทอร์เฟซสำหรับผู้ปฏิบัติงานอื่นๆ ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานในสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน และผสมผสานองค์ประกอบที่ดีที่สุดของอินเทอร์เฟซแบบดั้งเดิมเข้ากับเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด

ระบบเครื่องจักรอุตสาหกรรมและกระบวนการอัตโนมัติต้องตรวจสอบเงื่อนไข ออกคำสั่งไปยังอุปกรณ์ และประสานงานการควบคุม นักพัฒนาใช้ฟังก์ชันเหล่านี้โดยการรวมเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เช่น เซ็นเซอร์และเครื่องมือ โมดูลอินพุต / เอาท์พุต (I / O) และการควบคุมแบบดิจิตอล อย่างไรก็ตาม แม้แต่เครื่องจักรที่ทันสมัยที่สุดก็ไม่ได้ทำงานด้วยตัวมันเอง หมายความว่าต้องมีอินเทอร์เฟซผู้ปฏิบัติงานบางรูปแบบที่มาพร้อมกับระบบอัตโนมัติ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสื่อสารกับระบบอัตโนมัติถูกเรียกรวมกัน ส่วนต่อประสานกับเครื่องมนุษย์ (HMI)… บางครั้งสามารถเรียกใช้อุปกรณ์พิเศษเพิ่มเติมที่ติดตั้งในแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์นอกเหนือจากพีซีได้ เทอร์มินัลส่วนต่อประสานผู้ปฏิบัติงาน (OIT)

การรวม HMI และเทอร์มินัล OIT เข้ากับระบบอัตโนมัติเป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ พวกเขาเสนอตัวเลือกอินเทอร์เฟซมากมายมากกว่ายูนิตพาเนลธรรมดา และหากจำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลง HMI หรือ OIT สามารถกำหนดค่าใหม่หรือตั้งโปรแกรมใหม่ได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า

อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันที่ขยายเพิ่มเติมของอินเทอร์เฟซผู้ปฏิบัติงานนี้ยังคงมีข้อบกพร่องบางประการ และเพิ่มต้นทุนของ HMI และทำให้การบำรุงรักษายุ่งยาก เพื่อเอาชนะข้อบกพร่องเหล่านี้ HMI ล่าสุดได้รับการออกแบบด้วยโซลูชันดั้งเดิมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุดที่มีจำหน่ายในท้องตลาด

จุดอ่อนของเทอร์มินัล HMI และ OIT แบบดั้งเดิม

HMI และ OIT รุ่นแรกได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ผู้ใช้สามารถเริ่มและหยุดอุปกรณ์ เข้าใจการทำงานของระบบ และทำการเปลี่ยนแปลงได้

คุณลักษณะต่างๆ เช่น การเตือนและการบันทึกเหตุการณ์ การจัดเก็บข้อมูลประวัติ และแนวโน้มได้ถูกเพิ่มเข้ามาในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การกำหนดค่าเทอร์มินัล HMI และ OIT สามารถคัดลอกและบันทึกได้ และสามารถปรับใช้อุปกรณ์ใหม่ได้อย่างรวดเร็วหากอุปกรณ์เดิมเสียหายหรือไม่เรียบร้อย

ด้วยความสามารถด้านเครือข่ายที่ได้รับการปรับปรุง โดยเฉพาะอีเธอร์เน็ตและ Wi-Fi ทำให้ HMI ไม่จำเป็นต้องติดตั้งใกล้กับทรัพยากรอีกต่อไป สามารถติดตั้ง HMI หลายตัวในตำแหน่งที่เหมาะสม เช่น ห้องควบคุม รถยนต์ และสำนักงาน

HMI เหล่านี้พร้อมกับเทอร์มินัล OIT มีข้อดีหลายประการเหนือแผงแบบมีสาย แต่ก็มีข้อเสียหลายประการเช่นกัน

ตัวอย่างมีดังต่อไปนี้:

• ข้อ จำกัด ที่กำหนดโดยฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์พิเศษ
• ต้นทุนเริ่มต้นสูง
• ค่าบำรุงรักษาและค่าบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
• ความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายในการจัดการใบอนุญาต
• การฝึกอบรมช่างเทคนิคและผู้ปฏิบัติงานราคาแพง
• ความซับซ้อนของการผสานรวมหลายแพลตฟอร์ม
• เทคโนโลยีที่ล้าหลัง

เทอร์มินัลส่วนต่อประสานผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งโดยปกติจะเป็นแบบเฉพาะกิจและระบบปิด จะถูกแทนที่ด้วยทางเลือกแบบเปิดมากขึ้นอย่างรวดเร็ว ขอบคุณรูปภาพทั้งหมดจาก Opto 22

เทอร์มินัล OIT เฉพาะทางมีแนวโน้มที่จะใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์พิเศษ ผู้ผลิตเสนอ อุปกรณ์เหล่านี้เพื่อให้การควบคุมอินเทอร์เฟซระบบการจัดการที่เพียงพอในการออกแบบที่ค่อนข้างสมบูรณ์ในตัวเอง

เนื่องจากอุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับตลาดอุตสาหกรรม จึงไม่สามารถเก็บเกี่ยวผลประโยชน์เชิงพาณิชย์ได้เท่ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคทั่วไป ดังนั้นจึงมีราคาแพงกว่าในแง่ของอัตราส่วนราคา/คุณภาพ อย่างไรก็ตาม พวกมันได้รับการออกแบบมาแบบดั้งเดิมสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม และมอบโซลูชันที่ใช้งานได้จริงและเชื่อถือได้

เนื่องจากความพร้อมใช้งานของ HMI บนพีซีขั้นสูง อุปกรณ์นี้จึงถูกมองว่าคุ้มค่าเมื่อเทียบกับโซลูชันก่อนหน้านี้ และให้ความยืดหยุ่นและการเชื่อมต่อแก่ผู้ใช้ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียประการหนึ่งคือความต้องการบริการและการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ขณะนี้ผู้ใช้คาดหวังกราฟิกที่สมบูรณ์แบบ การอัปเดตและปรับปรุงระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันของอุปกรณ์ฟรีบ่อยครั้ง

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคขั้นสูงได้ผลักดันให้ผู้ใช้วางใจในมัลติมีเดียและ HMI ที่ใช้งานง่ายบนอุปกรณ์ทุกประเภทด้วยการเข้าถึงมือถือที่สะดวก ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตและ USB ปลั๊กอิน Groov Edge ช่วยให้นักพัฒนาสามารถสร้างการเชื่อมต่อและแอปพลิเคชันที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลสำหรับอุปกรณ์อัตโนมัติและ Internet of Things (IoT)

อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมในตลาดอุตสาหกรรมค่อนข้างช้าเนื่องจากมีขนาดค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับตลาดผู้บริโภคที่ใหญ่กว่ามาก ไม่ต้องพูดถึงอนุรักษ์นิยมมากกว่าตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลระดับไฮเอนด์

เทคโนโลยี HMI ใหม่

HMI รุ่นล่าสุดแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้แต่ละข้อโดยการปรับใช้เทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ รวมและสร้างบนคุณสมบัติที่ดีที่สุดของเทอร์มินัล HMI และ OIT รุ่นก่อนหน้า

ประโยชน์ที่เป็นไปได้:

เทคโนโลยีโอเพ่นซอร์ส: ตามหลักการแล้ว HMI สมัยใหม่จะรวมความน่าเชื่อถือและความสะดวกในการใช้งานของเทอร์มินัล OIT แบบดั้งเดิมเข้ากับประสิทธิภาพและต้นทุนของ HMI บนพีซี

การรวมกันนี้เป็นไปได้หากแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ใช้ระบบปฏิบัติการเรียลไทม์แบบโอเพ่นซอร์ส เช่น Linux ที่ไม่ต้องใช้ต้นทุนการได้มาหรือค่าธรรมเนียมใบอนุญาต

ส่วนประกอบขนาดเล็กและถอดเปลี่ยนได้ทันทีทำให้แพลตฟอร์มนี้ใช้งานง่าย ฮาร์ดแวร์ที่ออกแบบมาอย่างดีช่วยให้สามารถใช้งานได้แม้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่รุนแรงในขณะที่ให้ประสิทธิภาพระดับพีซี

การกำหนดค่าที่มีให้: สามารถปรับแต่งได้ แต่ไม่จำเป็น เนื่องจากอุปกรณ์ HMI สมัยใหม่มีคุณสมบัติมาตรฐานในตัวเพื่อตอบสนองความต้องการส่วนใหญ่

ซอฟต์แวร์พีซีสำหรับการกำหนดค่า HMI มีราคาไม่แพงและไม่ต้องการข้อจำกัดใดๆ เกี่ยวกับค่าธรรมเนียมใบอนุญาต ผู้ใช้สามารถมุ่งเน้นไปที่การใช้ HMI ที่เหมาะสมที่สุดโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับมาร์กอัปหรือข้อจำกัดรันไทม์

ใช้งานง่าย: ชุดตัวเลือกการพัฒนาทำให้ HMI ขั้นสูงสามารถเข้าถึงได้ง่ายสำหรับนักพัฒนาใหม่เพื่อสร้างแอปพลิเคชันพื้นฐาน แต่สามารถขยายได้อย่างเต็มที่สำหรับโปรแกรมเมอร์ที่มีประสบการณ์เพื่อพัฒนาแอปพลิเคชันของตนเองด้วยการเข้าถึงเชลล์ที่ปลอดภัยเพิ่มเติม

OEM มักจะต้องการความยืดหยุ่นนี้ในการเขียนโปรแกรมอัลกอริทึมเชิงเครื่องจักรและแม้แต่อัลกอริทึมแบบกำหนดเองใน C/C++, Python และภาษาอื่นๆ

จอแสดงผลในตัวและพอร์ตที่ยืดหยุ่น: จอแสดงผลในตัวที่มีอยู่ในอุปกรณ์บางอย่างสามารถมี HMI มากเกินพอสำหรับการใช้งานจำนวนมาก แม้ว่าการเชื่อมต่อ HDMI จะอนุญาตให้ใช้หน้าจอในเครื่องที่ใหญ่ขึ้นได้หากจำเป็น นอกจากนี้ พอร์ตอีเทอร์เน็ตและพอร์ต USB และโมดูล I/O หลายพอร์ตทำให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หรือระบบปฏิบัติการใดๆ

การเชื่อมต่อเครือข่ายและคลาวด์: HMI สมัยใหม่สามารถให้พลังงานได้มากขึ้นเมื่อผู้ใช้ใช้การเชื่อมต่อเครือข่ายและคลาวด์ สามารถแชร์ข้อมูลได้อย่างปลอดภัยระหว่างฐานข้อมูลและระบบ และการแสดงภาพ HMI สามารถขยายไปยังคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์พกพาที่ได้รับอนุญาตซึ่งสามารถโฮสต์เว็บเบราว์เซอร์ได้ .

อุปกรณ์พกพา: ความคล่องตัวเป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบสำคัญของ HMI สมัยใหม่ เมื่อหน่วยฐานได้รับการติดตั้งและกำหนดค่าแล้ว อุปกรณ์เคลื่อนที่ใดๆ ก็สามารถเชื่อมต่อได้อย่างปลอดภัยและกลายเป็นอีกอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร ทำให้ช่างเทคนิคและผู้ปฏิบัติงานมีความยืดหยุ่นมากขึ้น นักพัฒนาสามารถมุ่งเน้นไปที่การบำรุงรักษาและจัดการ HMI ได้มากขึ้น ในขณะที่ลดค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของแพลตฟอร์มพื้นฐาน

HMI รุ่นล่าสุดผสมผสานคุณสมบัติที่ดีที่สุดของผลิตภัณฑ์แบบดั้งเดิมเข้ากับฮาร์ดแวร์โอเพ่นซอร์ส ซอฟต์แวร์ และเทคโนโลยีเครือข่ายที่ทันสมัยเพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้

เนื่องจาก HMI ใหม่เหล่านี้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายและใช้งานบนอุปกรณ์พกพาทั่วไปได้อย่างง่ายดายและราบรื่น ผู้ใช้ปลายทางจึงพบว่าเทคโนโลยีขั้นสูงตรงตามความต้องการในราคาที่พวกเขาสามารถจ่ายได้

Benson Hoagland รองประธานฝ่ายการตลาดของ Opto 22 (บริษัทผู้ผลิตที่เชี่ยวชาญด้านผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การตรวจสอบระยะไกล และการเก็บข้อมูล)