Рейтинг на най-добрите операторски панели за 2022 г

Операторският панел (наричан още „операторски панел“ или „HMI устройство“) е специално серийно или масово произвеждано изчислително устройство, което се реализира като индустриален контролер (не компютър), който използва интерфейс човек-машина за управление отделни автоматизирани процеси или устройства. Може да се използва както в производството, така и за битови нужди (например управление на Smart Home).

Характеристики на дизайна

Устройството HMI обикновено е дизайн, който има плоска предна част с контроли или дисплей. Често този елемент е защитен от отрицателното въздействие на външната среда или механични повреди (защитен филм, удароустойчива фасада и др.). Самият панел не е с голяма дълбочина, което позволява поставянето му както на голям индустриален операторски пулт, така и на домашна стена или повърхност на управлявания апарат.

Вътрешната структура на панела като цяло е подобна на устройството на промишлен компютър, с разлика само в условията на работа и посоката на специализация.

Типичният панел включва:

• Средства за визуално извеждане на информация: съвременните модели имат сензорен графичен или текстов екран; в миналото са били използвани всякакви електронни дисплеи и индикатори, още по-рано тази функция се е изпълнявала от групи лампи или светодиоди. Върхът на популярност падна върху моделите с дисплеи с течни кристали.
• Инструменти за технически вход и избор на данни, отговорни за навигацията през наличните функции: отделни бутони, пълна клавиатура, сензорен екран. Може да се използва и джойстик или друг манипулатор (от мишка до тракбол).
• Свързващи интерфейси, използвани за получаване/предаване на въведени/приети данни между панела и управляваните устройства. Това включва всякакво мрежово оборудване - от кабелна мрежа до модем (примери са RS485, RS232, Ethernet, RS422).
• Допълнителни устройства: устройство за съхранение на операционната система, софтуер, енергонезависима памет с произволен достъп, енергонезависима памет само за четене (твърд диск или флаш памет).

Основна функционалност

Операторският панел предоставя следната функционалност:

• Визуално представяне на контролирания процес (или обект) и текущите му параметри под формата на текст или графика;
• Обработка и управление на аларми/известия, в които се записват часът и датата на възникването им;
• Въвеждане на параметри на процеса и директно управление чрез сензорен екран или функционални бутони;
• Пренос на данни с периферно оборудване или система;
• Избор на изтеглени сценарии за работа на контролирано оборудване и възможност за редактирането им;
• Системно администриране на потребителски права под формата на налагане на ограничения върху действията на неоторизирани лица (например забрана за показване на „канали за възрастни“ от телевизионни приемници, налични в Smart Home, без въвеждане на секретна парола);
• Показване на тенденции и статистически диаграми, показване на обобщени отчети за работата на контролираните устройства („история на използването“);
• Архивиране на натрупаните данни (по-скоро необходими за индустриални процеси);
• Изпълнение на предварително зададени команди по график (например включване на автоматично подово отопление в определено време);
• Разпечатка на избрана информация.

Ако панелът е в текстов режим, всички процеси се показват като символни данни. За графичен режим визуализацията се осъществява чрез икони или мнемонични диаграми.От това се вижда, че последният режим е най-визуален и удобен, поради което първият (текст) обикновено се използва в малки автоматизирани системи, които не изискват постоянно и внимателно наблюдение от страна на потребителя (те включват унифицирана алармена система и заключване брави на всички врати в частна къща ).

Взаимодействие с управлявано оборудване

По правило самите операторски панели в автоматизираните системи не контролират самостоятелно контролираните елементи, а изпълняват само функцията за издаване на команди. За да получат данни за текущите процеси, те обменят данни с контролери, които са инсталирани директно на оборудването, изпълняващо определен процес чрез мрежа (например SCADA система).

За по-голяма яснота си струва да дадем следния пример: от общия контролен панел на "Умен дом" се предава команда за включване на подово отопление в определено време. Тази команда се получава от контролера, монтиран в подовия конвектор, и в точното време я изпълнява, включително загряването на нагревателните елементи в „подчиненото“ устройство.

Така може да има един операторски панел, но няколко свързани контролера. Не е необходимо обаче цялото това оборудване да е от един и същи модел или от една и съща марка. В резултат на това HMI устройството е отговорно за стартиране/спиране на управляваните системи, избор на техния режим на работа, въвеждане на нови работни сценарии, наблюдение в реално време на напредъка на процеса, показване на текущи данни за процеса и тяхното регистриране.

Може да се използва и система "контролер-пулт", при която контролерът е надарен с по-широки правомощия, а подчиненото му оборудване работи без команди от панела или участието на оператора.В индустриалните системи могат да се използват многостепенни вериги за управление, когато няколко HMI устройства могат да бъдат подчинени на главния контролен панел, който има разширени права за достъп. Това обикновено се прави в производството с помощта на така наречената индустриална Ethernet мрежа. На ниво домакинство почти никога не се срещат многостепенни системи.

Съществуващи типове HMI устройства

За домашна употреба обикновено се използват два вида такова оборудване:

• Графични, текстово-графични и бутонни - акцентът в тях е върху основните управленски функции, а не върху визуализацията на процесите. Бюджетните модели често са оборудвани с монохромен екран. Данните се въвеждат с помощта на клавишите (това е удобно за опасни производства, когато операторът трябва да работи с ръкавици. На ниво домакинство този фактор е очевидно ненужен). Въпреки привидната простота на този тип операционни панели, те са удобни за използване в къщи, където контролната функционалност е малка, както и за нуждите на складове, системи за пречистване на вода, системи за управление на котли в жилищни сгради и това също ще бъде от значение за помпени станции.
• докосване - в тези устройства е много по-удобно да се програмират контролите и графиките за необходимите технологични задачи. Съвременните сензорни панели са способни да създават реалистично изображение в HD резолюция.

Хардуер

Хардуерната архитектура на HMI устройството е подобна на стандартните персонални компютри, само че в повечето случаи се използва флаш памет вместо твърд диск (поради размерите на последния). Стандартните хардуерни решения включват:

• 32-битов RISK процесор;
• RAM SDRAM (не силен голям обем);
• Flash-EEPROM памет (вградена), където се съхранява операционната система и натрупаната потребителска информация;
• Различни разширителни портове и интерфейси за свързване на външни устройства.

Според сложността на хардуера HMI устройствата могат да бъдат поставени в следната градация (от най-лошото до най-доброто):

• Панел с бутони - управлява се с физически бутони, информацията се представя на индикатори или течнокристален екран.
• Текстов дисплей - е панел с визуално показване на информация под формата на мнемонични диаграми или текст. Самата програма може да се изпълни директно в панела или просто веднага да се прехвърли към желания контролер.
• Графичният панел е същият като предишния, само текстът и мнемоничните диаграми са заменени с нарисувани икони;
• Сензорен панел - разполага с чувствителен на допир дисплей, чрез който едновременно се въвеждат данни и се извежда информация;
• Индустриален компютър - най-много прилича на модерен сървър, но като правило има специализиран интерфейс и е постоянно свързан към индустриална мрежа. Тялото му обикновено е защитено от вредни влияния.

Софтуер

Стандартният софтуер на операционния панел включва:

• Операционна система, която е отворена за външно препрограмиране - като опция е Linux, Windows CE, iOS или Android;
• Възможна замяна на горната ОС може да бъде фърмуер от производителя (така наречената "собствена ОС" или фърмуер);
• Софтуер за разработване на проекти за визуализация, сценарии, графици на задачи.

Основни характеристики

Най-важните характеристики на операторския панел ще бъдат:

• Размер и външен вид на дисплея - размерът може да варира от скромните 128x128 dpi до впечатляващите 1024x768 (и дори повече). Броят на цветовете, показвани от него, може да се изчисли от 2 (монохромни) до 16 милиона (24 бита). Тези параметри значително влияят на използваемостта.
• Организация на управлението - може да се използва прозрачен тъч дисплей (капацитивен или резисторен), съчетан с физически бутони или манипулатори, които са разположени отпред. Може да се използва и изцяло сензорен екран, от който се осъществява директно управление. Няма обаче напълно сензорни екрани - производителят винаги вгражда физически бутон за аварийно спиране на всички процеси в кутията.
• Броят на вградените мрежови интерфейси и използваните комуникационни протоколи - техният брой ще зависи от възможностите на инсталираната операционна система. Стандартът тук може да бъде Profibus DP, Industrial Ethernet или Modbus RTU/TCP.
• Установената степен на защита - за лицевата част е европейски стандарт IP65, за останалите части - IP20. Има обаче образци, в които всички части са защитени по стандарта IP67 - това може да се дължи на трудности при монтажа.
• Отзивчивостта на вградената флаш памет и скоростта на процесора - тези характеристики влияят върху скоростта на обработка и пренос на данни.
• Типът матрица, използвана в сензора - този параметър ще определи точността на курсора на екрана, чувствителността на натискане и времето за реакция към него.

Общ преглед на продуктите от популярни производители

SIEMENS

Марката предлага широка гама от продукти.Колкото и да е странно, компанията е специализирана в производството на най-простите бюджетни устройства от серията BASIC, предназначени за проста визуализация. По-сложните проби включват линията "Комфорт".

Простите устройства с бутони спестяват около 60% от времето за инсталиране и свързване. В същото време те не са сертифицирани във всички страни като устройства за компютърно управление. Но линията "Комфорт" има напълно признат международен сертификат навсякъде.

Във всяка гама модели има както кабелни, така и безжични проби. SIEMENS обаче е по-фокусиран върху производството на устройства за използване в тежки индустриални среди.

ONI

Предлагат се мостри за продажба както със сензорни, така и с текстови дисплеи. Цялото оборудване е комплектовано със собствен софтуер - "ONI-VisualStudio". Той лесно визуализира дадените процеси, като същевременно използва висококачествена визуална графика, анимационни елементи. Можете също така да използвате предварително създадените от компанията скриптове, макроси и графици за най-често срещаните процеси. Характеристика на продуктите на тази марка може да се нарече фактът, че тя произвежда и безрамкови модели от серията OEM, които лесно се интегрират директно в стената или панела на контролираното оборудване. Въпреки това както традиционната пластмаса, така и металът се използват еднакво във всички линии.

ВИЛАНД

Много реномирана немска марка с над 100-годишна история - започва с производството на релета, клеми, електрически ключове. Той се отличи с факта, че през 2018 г. пусна линия чувствителни на допир операционни панели, работещи в разширен температурен диапазон - от +60 до -10 градуса по Целзий.Преди това се смяташе, че тези граници за сензорни проби не могат да бъдат постигнати. Почти всички негови модели са оборудвани с повишен клас на защита по стандарт IP66. Всеки панел може да информира за състоянието на технологичния процес не само чрез показване на информация на екрана, но и чрез електронна поща и SMS. Цялата моделна гама се характеризира с "многоезичност" - почти всички панели са съвместими с други производители. Това беше постигнато чрез споразумения за партньорство с над 40 други марки, произвеждащи подобни продукти.

Рейтинг на най-добрите операторски панели за 2022 г

5-то място: OMRON NT2S

Това е един от най-малките и опростени модели HMI устройства, които могат да бъдат програмирани. Оборудван с четириредов LCD екран и шест функционални клавиша. Корпусът е с рейтинг IP65. От допълнителните функции са внедрени часовник в реално време и възможност за свързване на принтер. Мострата има малка монтажна дълбочина, което прави изключително лесно интегрирането на операционния панел на почти всяка повърхност.

• Икономично решение;
• Компактни размери;
• Подсилена защита на тялото.

• Малка функционалност.

4-то място: OMRON NT31

Програмируем терминал с цветен четириредов дисплей. Има паралелен порт за свързване на принтер и порт за свързване на лаптоп от предишни поколения (което означава ръчни компютри от Macintosh).За по-лесно четене на информация от сензорния екран, устройството има вградена LED подсветка, проектирана за най-малко петдесет хиляди часа работа. Комплектът се доставя със собствен софтуер за стандартни нужди.

• Персонализируеми функционални клавиши;
• Възможност за свързване на външни устройства;
• Собствен софтуер.

• Голяма монтажна дълбочина.

3-то място: SIMATIC BASIC PANEL KTP700

Комбинирано устройство, което съчетава както бутони, така и сензорни контроли. Има седем инчов екран с повишено възпроизвеждане на цветовете (шестдесет и пет хиляди цвята). Работи с операционна система Windows CE плюс съдържа безплатен собствен софтуер с отворен код, който ви позволява да програмирате устройството да контролира почти всеки процес.

• Персонализиран софтуер;
• Удължена гаранция;
• Подобрено възпроизвеждане на цветовете.

• Малък дисплей за високоцветен дисплей.

2-ро място: SIMATIC COMFORT PANEL KP700

Мултифункционално устройство с широкоекранен изцяло сензорен дисплей. Осигурява изход от шестнадесет милиона цвята. Доставя се само с най-новите версии на Windows CE. Управлението използва стандартни интерфейси PROFINET и MPI/PROFIBUS DP, които са съвместими с много контролери на трети страни.Софтуерът е с отворен код. Устройството разполага със собствена 12 MB флаш памет.

• Собствена флаш памет;
• Сензорен екран с висока разделителна способност;
• Редактируем софтуер;
• Подобрена хардуерна съвместимост;
• Работи с последните версии на Windows CE;
• Актуално съотношение цена/качество.

• Не е намерено.

1-во място: Weintek eMT3150A

Мощно HMI устройство с голям дисплей (петнадесет инча) и отлично двадесет и четири битово графично възпроизвеждане на цветовете. Корпусът е защитен от всички страни по клас IP66. Моделът разполага с няколко паралелни порта за свързване на външни устройства, както и USB порт. Възможност за безжично предаване на данни. Функционални работни температури - от +60 до -20 градуса по Целзий. Освен това е вграден контролерът за аварийна безопасност Samos Pro Compact.

• Сменяем софтуер за потребителя;
• Подобрен сензорен дисплей;
• Допълнителен контролер за сигурност.

• Висока цена.

Вместо епилог

Поради факта, че описаните устройства са технически сложни и скъпи, единственият начин да спестите от цената е да ги поръчате директно от производителя. В този случай обаче си струва да запомните, че изчислителното устройство, внесено на територията на Руската федерация, трябва да премине задължително сертифициране.За щастие е почти невъзможно да се намери операционен панел (с изключение на азиатските проби), който да няма международен сертификат, признат от Руската федерация. По този начин цената на поръчката през интернет ще се различава значително от цената на дребно. В същото време практиката показва, че цената на същото устройство, включена в оценките на руските фирми при подреждането на Smart Home, ще бъде надценена с поне 25 процента.