HMI voor iedereenAanraakschermen worden intelligenter, volwassener en betaalbaarder.

Altijd al willen weten wat Uw PLC (Programmable Logic Controller), PAC (Programmable Automation Controller) of sensoren/regelaars precies uitvoeren of wat nu er precies fout ging. Snel productie wijzigingen, testen uitvoeren of lokaal even een instelling veranderen. Een extra knop nodig voor bijvoorbeeld leegloop of statistieken en trends bekijken. Eenvoudig omschakelen van Nederlands naar Spaans, Russisch en/of Chinese bediening voor uw buitenlandse vestiging.Dit zijn enkele van de mogelijkheden van de huidige HMI’s, of in goed Nederlands intelligente gebruiker interface voor machines, en het wordt allemaal nog betaalbaar ook.

De softwareDe intelligente HMI is tegenwoordig geen scherm met toetsenbord meer, maar een volledig computer systeem, vaak ook geschikt voor Windows CE of XP embedded. Er zijn nu zelfs HMI’s met ingebouwde digitale en analoge in- en uitgangen, dus een volwaardige PLC met ladder en/of macro’s of andere programmeer taal (C of VB ‘look a likes’) waarbij al afscheid wordt genomen van het cyclische programmeren. Enkele komen zelfs in de buurt van norm IEC 61131-3.

Eigen operating systemen (firmware) bieden echter de mogelijkheid, met een minimum aan geheugen verkwisting, om simpel en snel practische automatiseringsapplicaties te ontwikkelen.Veel opties als PLC/PAC communicatie, serieel en modbus communicatie, RTC, alarm functies, data opslag, PID regelaars, meters en trend grafieken zijn volledig geintergreerd en beschikbaar met een muis klik met de vaak gratis programmeer software, maar kontroleer dit even.Verder zijn deze software pakketten goed uitgerust met zelf uit te breiden bibliotheek van knoppen, grafische plaatjes, letter types en scherm toetsenborden wat het geheel een redelijk Windows-look geeft.Windows CE geeft natuurlijk nog meer flexabiliteit maar vaak wel ten koste van ontwikkelings tijd en hier zijn natuurlijk licenties aan verbonden.

Scherm opbouw is eenvoudig door gebruik van Windows programmeer software en drag en drop. Waar menhier vooral op moet letten is de kleur opbouw, het ene HMI scherm geeft de kleuren anders weer dan de andere (ook afhankelijk helderheid en kontrast instelling van de HMI) en verwacht dus niet dat uw windows scherm een juiste reflectie is van de HMI.Communicatie met PLC’s, PAC’s of andere HMI’s zijn vaak simpel opgelost door middel van het MODBUS protocol (eventueel mbv converters naar CAN, Profibus, Devicenet, e.d.). Gehele en drijvende komma getallen zijn op deze manier eenvoudig te verwerken wat bij seriele ASCII overdracht wel wat problemen opleverd. Als U echter alleen een applicatie wenst voor het weergeven, doorsturen en opslaan van gegevenskunt U met bovenstaand al behoorlijk uit de weg.

Frank de Waal, WiTD services Pagina 1 van 6 03/12/2015

Gas fill system (Foto: Sierra Instruments)

Chinees (Foto: Brainchild HMI Studio software)

Nederlands (Foto: Brainchild HMI Studio software)

Voor het verwerken van gegevens is enigeervaring met ladder, VB of andere macrotaal welgewenst. Leveranciers van HMI’s hebben hier huneigen oplossingen voor gevonden, ieder met zijneigen voor en nadelen.Maar bij de meeste HMI’s is het mogelijk omberekeningen, vergelijkingen en conversies uit tevoeren en heb je vaak de beschikking overklokken, tellers en schuifregisters.

Ondersteuning van verschillende talen blijft eenvan de meest gewaardeerde mogelijkheden vande HMI, het is natuurlijk in eerste instantie eenpresentatie/visualisatie systeem. Of het nu gaatom Nederlands, Arabisch, Russisch of Chinees veelproducenten hebben hier een hele practische database oplossingvoor gevonden en LETOP andere niet, want het moet natuurlijkwel allemaal ingevoerd worden. Maar met één druk op hetscherm is je gehele applicatie Chinees, als je dat zou willen.Dit kost trouwens over het algemeen geen extra schermgeheugen, al hoef je je daar niet zo druk over te maken. Demeesten HMI’s ondersteunen meer dan 1000 programmeerbareschermen, enkele ondersteunen zelfs 65535 schermen welke ooknog eens afzonderlijk te beveiligen zijn met een wachtwoord.Andere scherm opties als animaties, pop-ups en overlays, dusoverlappende schermlagen, zijn op verschillende maniereningevuld door de producenten. Dus als je iets specifieks wil moetje goed rond kijken.Video en geluid behoren trouwens ook al tot de mogelijkhedenal moet je daar ook wel even naar zoeken.

De meeste HMI programmeer pakketten zijn trouwens ook voorzien van off- en on-line simulators/monitors om alle bovenstaande mogelijkheden in goede banen te leiden.

De hardwareHMI’s worden nog veel gezien als luxe artikel voor een machine park, echter producenten als Brainchild leveren al betaalbare en flexibele HMI oplossingen.Of het nu gaat om een motor/klep aansturing, een productie eiland met verschillende sensors en regelaars, een verpakkingmachine , een draagbaar test systeem, laboratorium opstelling, of zelfs verlichting, eventueel mbv een PLC, een intelligente HMI kan hier met de juiste hardware mee overweg en zal het systeem gebruiks- en onderhoudsvriendelijker maken.

De meeste HMI’s zijn standaard uitgevoerd met RS232 en RS485 poorten (nog steeds standaard in de industriele automatisering), met opties als USB (master/slave), Ethernet, geheugenkaart en zelfs analoge en/of digitale IO. Ondersteuning voor de verschillende poorten is nogal verschillend en zal bij aanschaf duidelijk bekeken moeten worden. Vooral welke en in hoeverre de verschillende PLC en PAC’s ondersteund worden is bij elke HMI anders (let echter wel op bv Siemens PLC kopies). Echter mbv converters, gateways en draadloze communicatie zijn de mogelijkheden bijna eindeloos.

Frank de Waal, WiTD services Pagina 2 van 6 03/12/2015

Chinees (Foto: Brainchild HMI Studio software)

145mm 256 kleuren, 320x240 punten HMI van Brainchild op basis van Sharp ARM7 processor (Foto: Brainchild)

Vele HMI’s stellen het ook zonder bewegende delen (geen ventilator/hardeschijf), en standaard IP65 of zelfs IP67 scherm, wat zelfs buiten installatie eenvoudig maakt. Gecombineerd met draadloze oplossingen als WIFI, GPRS/UTMS, Bluetooth of ZigBee is installatie kinderspel voor nieuwe of bestaande systemen.Vele HMI’s hebben een redelijk laag stroomverbruik (<1Amp bij 24Vdc maar er zijn uitzonderingen), welke hoofdzakelijk afhankelijk is van de scherm grote, wat mogelijkheden bied voor gebruik van accu’s, vooral door opties als ‘screen saver’.

Afhankelijk van prijs zijn grafische aanraakschermen in zwart/wit, 4-16 grijswaarden en kleur (hoofdzakelijk 256 kleuren) verkrijgbaar, afmetingen varieren

van 104mm (4”, 200x60 schermpunten) voor kleine zelfstandige systemen (vaak door gebrek aan communicatie opties) tot en met 307mm (12”, 800x600 schermpunten) of groter voor complete systeem visualizering en data verwerking/opslag.Verder is er nog een groot, en nog economischer, aanbod van alphanumerieke of grafische HMI’s met alleenfunctie toetsen.

Inbouw diepte overschrijd over het algemeen niet de 60mm, inclusief connectors, echter dit is merk, type enscherm maat afhankelijk.Inkijkhoek en helderheid zijn vooral gekoppeld aan de prijs en zijn ook weer merk en type afhankelijk. Verwacht van het zelfde merk en verschillende scherm grote trouwens geen gelijke kwaliteit. Door een goede scherm layout en gebruik van de juiste kleuren/grijswaarden is er over het algemeen een goed resultaat te behalen.Buiten bovenstaand moet men bij aanschaf ook rekening houden met reflecties ivm gebruikte aanraakfilm ofbescherming.

Frank de Waal, WiTD services Pagina 3 van 6 03/12/2015

2x16 karacters HMI van Brainchild op basis van OK1 ARM7 processor (Foto: Brainchild)

ApplicatiesGebruikers vriendelijkheid voert natuurlijk de boventoon,geen overdaad aan knoppen en indicatie lampen maar eenvisueel inzicht van het systeem, wat uiteraard de veiligheidook verhoogd. De fysieke uitvoering van de HMI’s maaktze uitermate geschikt voor plaatsing in/bij de machine,meetsysteem eiland, wat binnen en buiten kan zijn, ofportable meetsystemen.

Nu zijn ernatuurlijk verschillende gebruikers, degene die het systeem bedienen en zij die hem verstellen, afregelen, onderhouden en repareren en vooral hier zijn er behoorlijke winsten te halen met een intelligente HMI. Denk alleen maar aan de mogelijkheid om instellingen te wijzegingen terwijl het systeem nog steeds loopt. Eenvoudig zelf toe te voegen fout waarschuwingen (uit ervaring) en historische alarmeringen, speciale diagnostiek en test schermen en onderhouds schema’s mbv opgeslagen meetgegevens zal de betrouwbaarheid van het systeem ten goede komen. Met de mogelijkheid om deze te koppelen aan elk bijna elk protocol en OPC, SCADA, DCS of ander Process Control Systemen als GSM melders/bewaking systemen, zelfs maatwerkoplossing met bijvoorbeeld C++, Visual Basic of Java zijn mogelijk.

Met dit voor ogen kunt U voorstellen dat de mogelijkheden bijna eindeloos zijn en dan hebben we het nog niet eens gehad over de mogelijke besparingen op ontwikkelings tijd en signalering en invoer materiaal van nieuwe systemen. Door zich te binden aan een merk HMI verkrijgt U ook een homogeen overzicht van al Uwsystemen met verschillende PLC’s , PAC’s en sensors wat weer de gebruikers vriendelijkheid van uw gehele park ten goede komt.

Frank de Waal, WiTD services Pagina 4 van 6 03/12/2015

HMI applicatie voorbeelden (foto: WiTD services)

Gas fill system (Foto: Sierra Instruments)

Wireless data display (Foto: WiTD services)

Frank de Waal, WiTD services Pagina 5 van 6 03/12/2015

Verpakkings machine (Foto: VSM geneesmiddelen)

HMI diagnostiek voorbeeld (Foto: WiTD services)

Voorbeeld process industrie (Foto: WiTD services)

Frank de Waal, WiTD services Pagina 6 van 6 03/12/2015

Chemische installatie (Foto: WiTD services)