U početku je većina ugrađenih HMI aplikacija bila posvećena rukovanju specifičnim zadacima u jednom uređaju. Tipičan ugrađeni HMI će se koristiti za zamjenu dugmadi, indikatora, analognih mjerača i točkića na jednostavnoj upravljačkoj ploči mašine. Komunicirat će sa kontrolerom mašine (obično Programabilnim logičkim kontrolerom (PLC)) preko serijske komunikacijske veze niske{2}}brzine i neće komunicirati s drugim uređajima, kontrolerima ili računarima.
Programiranje ovih osnovnih ugrađenih HMI-a se vrši na PC-u, a kompajlirani program se preuzima u HMI putem serijske komunikacije. Ugrađeni HMI-i koriste vlasničke operativne sisteme (OS) i hardver, što može biti skupo. Jednom programiran, ugrađeni HMI se ne može mijenjati ili mijenjati osim ako se reprogramira na PC-u, HMI se isključi i učita novi program.
Uprkos ovim visokim troškovima i ograničenjima, ugrađeni HMI nude ogromna poboljšanja u fleksibilnosti, performansama i cijeni u odnosu na postojeća rješenja hard{0}}ožičenog operaterskog interfejsa.
Najznačajnije uštede su zbog eliminacije PLC ulaza i izlaza za sve uređaje operaterskog interfejsa. Sa ožičenim panelom-montiranim operaterskim interfejs uređajima, svako dugme zahteva odgovarajući diskretni PLC ulaz, svako svetlo se pokreće diskretnim PLC izlazom, svaki merač zahteva analogni PLC izlaz, a svaki točkić i potenciometar su povezani na analogni PLC ulaz. Ne samo da je ovo bilo jako skupo unaprijed, već je to bila i noćna mora.
Sa ožičenim operaterskim sučeljem, jednostavno dodavanje indikatorskih svjetala zahtijeva bušenje rupa na prednjoj ploči kućišta, ugradnju svjetala i njihovih natpisnih pločica, ponovno povezivanje svjetala na PLC izlaze i reprogramiranje PLC-a. ovo pretpostavlja da postoji dovoljno prostora na prednjoj ploči i rezervni PLC izlazi. Nasuprot tome, zadatak reprogramiranja HMI i PLC-a za dodavanje dodatnih simbola indikatora je relativno jednostavan.
Za mašine i druge aplikacije koje zahtijevaju veliki broj dugmadi, svjetla, mjerača i kotačića ili potenciometara-sve s odgovarajućim PLC I/O-ugrađenim HMI-ima može obezbijediti značajne uštede. Osim toga, ugrađeni HMI-i mogu biti u mogućnosti da pruže napredne funkcije kao što su trendovi i grafikoni, koji mogu zamijeniti snimače grafikona.
HMI Evolution
Kako bi evoluirali od osnovnog interfejsa operatera mašine u izolaciji do naprednog sistema, ugrađeni HMI koriste iste tehnološke promene koje su pokretale evoluciju SCADA sistema (tj. računara i Windows operativnih sistema).
Početkom 1990-ih, PC-i su uvedeni u tvornice i pogone, često ugošćujući SCADA i sličan softver u kontrolnim sobama. Kasnije u veku, industrijski računari su predstavljeni kako bi se omogućilo naprednim HMI aplikacijama da pređu u fabričke pogone.
Nakon određenog prvobitnog oklevanja na tržištu zbog loših performansi-u realnom vremenu i čestih ponovnih pokretanja Windowsa, ovi napredni HMI-i zasnovani na PC-u- postali su de facto standard, koji je zvučao kao smrt za vlasničke SCADA i druge napredne HMI sisteme.
Sljedeća revolucija dogodila se u srodnim područjima propusnosti i umrežavanja. Zahvaljujući proširenju Ethernet mogućnosti, propusni opseg se dramatično povećao, omogućavajući sistemima da se lako povežu zajedno, čime se završavaju automatizacija silosa.
Uvođenje mrežnih standarda kao što je TCP/IP i sve otvorenija SCADA arhitektura{0}}bazirana na PC-u omogućila je sve više udaljenih uređaja kao što su laptopi i kancelarijski računari da pristupe informacijama o radnji.
Nakon uvođenja PC-bazirane SCADA, uvođenje Microsoft Windows CE OS platforme omogućilo je programerima da isporuče mnoge alate i mogućnosti PC-baziranih SCADA sistema na širok spektar udaljenih uređaja manjeg kapaciteta. Kao rezultat toga, mnogi dobavljači su se takmičili u izgradnji jeftinih-platforma, smanjujući cijene hardvera.
U isto vrijeme, Internet je utro put za razmjenu informacija između šireg spektra hardverskih platformi, uključujući ugrađene HMI, PLC-ove i SCADA sisteme. Ugrađeni i napredni HMI softverski paketi počeli su da nude daljinski pristup, prvo iz pretraživača, a zatim iz aplikacija. Ovo je bilo više od samo faktora pogodnosti, jer je operaterima i menadžerima dala mogućnost da pregledaju informacije s bilo kojeg mjesta, pomoglo je postrojenjima da rade efikasnije uz manje rada.
Usvajanjem Windows CE i njegovog ugrađenog Windows nasljednika kao standardnog operativnog sistema, ugrađeni HMI izgledaju i funkcioniraju više kao napredni PC- i Windows-bazirani HMI softverski paketi. Za mnoge korisnike, ugrađeni HMI su sada više nego adekvatni za njihove aplikacije, omogućavajući im da se prebace sa HMI-a baziranih na PC-u. Ovo rezultira ogromnim uštedama jer je sve što je povezano sa ugrađenim HMI mnogo jeftinije, uključujući softver za programiranje, licence za izvršavanje, godišnje naknade za održavanje softvera i ciljne platforme.
Korišćenje HMI-a zasnovanog na računaru-u industrijskom okruženju zahteva industrijski računar i monitor. Sa ugrađenim HMI, industrijski poboljšana platforma može ispuniti istu ulogu uz znatno nižu cijenu. Moderni ugrađeni HMI softver može se nalaziti na ugrađenim platformama s ograničenom procesorskom snagom, memorijom i drugim hardverskim resursima, ali i dalje pruža napredne funkcije kao što su korisnički{3}}prijateljski grafički interfejsi, daljinski pristup i-izvještavanje u stvarnom vremenu i trend ključnih indikatora performansi.
Daljinski pristup i{0}}prijateljski interfejsi
Inženjeri i operateri očekuju da ista jednostavnost upotrebe i funkcionalnost koju dobijaju od svojih ličnih uređaja budu prisutna u njihovim radnim okruženjima, posebno kada su u pitanju HMI. Sa današnjim pametnim telefonima i tabletima koji postavljaju očekivanja korisnika za bežično povezivanje, grafička sučelja i vrhunsku mobilnost, ne čudi što potrošačka elektronika postaje glavna snaga u industrijskom HMI-u. U stvari, mnoge organizacije smanjuju troškove uvođenjem politika „Donesi svoj vlastiti uređaj“ (BYOD) koje omogućavaju proizvodnom osoblju da koristi svoje pametne telefone i tablete kao mobilni HMI.
Korisnici HMI-a sada traže jedinstveno iskustvo operaterskog interfejsa na svim uređajima. Oni žele HMI softver-bilo ugrađen ili PC{2}}baziran-kako bi pružio isto iskustvo kontrolne table na više tipova hardvera, od ugrađenih HMI ekrana do pametnih telefona i tableta, bez obzira na operativni sistem.
Kao odgovor, brojni ugrađeni HMI softverski paketi sada nude ove mogućnosti. Ova softverska rješenja kreiraju aplikacije za ugrađene HMI uređaje kojima se može pristupiti s računala, drugih ugrađenih HMI uređaja, pametnih telefona i tableta.
Pružajući podršku za HTML5, ova HMI rješenja su lako dostupna glavnom HMI ekranu, ali su veličine da odgovaraju svakom uređaju koji podržava HTML5 standard. HTML5 standard oslobađa korisnike od sporog preuzimanja internet pretraživača ili mjeseci čekanja da se aplikacije kreiraju za njihov određeni uređaj jer omogućava dobavljačima ugrađenog HMI softvera da brzo uvedu aplikaciju na gotovo svaki pametni telefon ili tablet. Kako BYOD politike postaju sve zastupljenije, podrška za HTML5 će postati uslov jer osoblje koristi više uređaja na poslu i zahtijeva aplikacije koje nadmašuju pretraživače.
Ne samo da podaci moraju biti predstavljeni na isti način na svim uređajima kako bi se poboljšala efikasnost osoblja, već moraju biti laki za pristup i manipulisanje. Iako multi-tehnologija može izgledati kao još jedna funkcija "i ja", ona zapravo pomaže korisnicima da izvršavaju komande do tri puta brže od tradicionalnih ekrana sa jednim-dodirom.
Kako se sve više ručnih uređaja koristi za dohvaćanje informacija, korisnicima je potreban poznat i brz način interakcije s podacima. Multi-dodir donosi poznate mogućnosti pametnih telefona i tableta u industrijske aplikacije, kao što su skrolovanje, zumiranje, rotacija objekata i drill{2}}nadolje. Umjesto gubljenja dragocjenog vremena na kretanje između ekrana sa padajućim-menijima i komandama u hitnim slučajevima, korisnici sa više-dodirom mogu pronaći potrebne informacije, zatim zumirati problematičnu oblast i izvršiti promjene u sekundi.
Budućnost je svuda oko nas
Napredak u HMI-ima proširio je raspon uređaja sučelja za industrijsku automatizaciju, a kako aplikacije postaju integriranije, moguće je da će jednog dana biti zamijenjen novim pojmom, kao što je vizualizacija. Ova mogućnost može biti još veća kada se govori o ugrađenom HMI-u.
Dani izolovanih, skupih i zaštićenih HMI-a sa ograničenom funkcionalnošću i pristupom samo od strane korisnika ispred mašine brzo se bliže kraju. Današnje ugrađene HMI aplikacije nude mnoge mogućnosti SCADA i drugih naprednih HMI sistema, ali po mnogo atraktivnijoj cijeni, posebno za{1}}podne aplikacije koje zahtijevaju industrijski poboljšanu platformu.
Iako će operateri i dalje biti potrebni u radnji u nekim slučajevima, proliferacija udaljenih HMI uređaja koji komuniciraju s lokalnim kontrolerima i HMI-ima uvelike će povećati mobilnost i produktivnost radnika. Ova budućnost neće zamijeniti potrebu za ljudima, ali će uvelike povećati njihov doseg u više pogona i pogonskih područja, omogućavajući im da brzo primjene svoju stručnost kako bi po potrebi poboljšali poslovanje.