Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Přehled trhu – operátorská rozhraní a panelové přístroje

Článek je úvodním textem k předkládanému tabulkovému přehledu operátorských panelů a řídicích systémů (IPC a PLC) v panelovém provedení, který navazuje na přehled uvedený v č. 11/2013 časopisu Automa. Popisuje prostředky operátorského rozhraní v širších souvislostech, včetně vývojových trendů. 

Operátorské rozhraní je prostředek ke komunikaci člověka se strojem nebo jiným technickým zařízením. Dříve se používalo anglické pojmenování MMI (Man Machine Interface), které bylo později (podle legendy na zásah feministek) změněno na HMI (Human Machine Interface). Pro ručně řízené stroje bylo obvykle tvořeno samostatnými tlačítky (někdy prosvětlovanými), signálkami, popř. jednoduchými zobrazovacími prvky. Byly umístěny na stroji, jeho rozváděčové skříni nebo na odděleném ovládacím panelu. S nimi mohl operátor ovládat základní funkce stroje a současně byl informován o stavu stroje a řízeného procesu.

S automatizací narůstají požadavky na rozsah komunikace operátora se strojem. Pro automatizované stroje a výrobní procesy je třeba volit např. pracovní režim, typ a počet produktů, technologické podmínky a parametry výroby, popř. výrobní postup (recepturu). Je zapotřebí získávat detailní informace o výrobním procesu, o objemu produkce, o počtu, sortimentu a kvalitě výrobků, o stavu stroje a řídicího systému. Důležité je i zobrazení údajů získaných z technické diagnostiky, např. o vzniklé nebo hrozící poruše, o její příčině, místě vzniku, popř. o způsobu opravy. Je potřebné zobrazovat různá stavová a varovná hlášení (alarmy). Intenzivní způsob komunikace operátora s řízeným objektem si vynutil vznik ucelených operátorských panelů. Zprvu byly specializované, navržené pro konkrétní provedení stroje. Efektivnější ale bylo použití univerzálních operátorských panelů, které v současné době nabízejí výrobci řídicí techniky v širokém sortimentu. Zpočátku disponovaly jen ovládacími tlačítky a jednoduchými zobrazovači. Postupně byly textové (řádkové) zobrazovače nahrazeny grafickými. Tlačítka nahradily dotykové obrazovky. Rozvoj mikroelektroniky a informační a komunikační techniky dovolil nejenom významný pokrok v technickém provedení řídicích systémů (vestavných a průmyslových počítačů IPC a programovatelných automatů PLC, PAC), ale i v řešení nástrojů operátorského rozhraní. Možnosti a rozsah funkcí operátorských panelů postupně narůstaly. Odtud byl již krok ke sloučení funkce operátorského panelu s funkcí řídicího systému – vznikly tak panelové počítače a panelová PLC.

Použití počítačů na různých úrovních řízení (od vestavných průmyslových počítačů přes vybavení dispečerských pracovišť a velínů až po vyspělé podnikové informační systémy) motivovalo rozvoj programových produktů typu SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) pro supervizní (dispečerské) řízení a sběr dat. Moderní produkty SCADA komunikují s řídicím systémem (PLC nebo PC) nebo se sítí řídicích systémů a periferních prvků. Plní mnoho funkcí a obvykle jsou jejich součástí databáze s dlouhodobou archivací dat, rozhraní pro komunikaci s jinými systémy a přenos dat po internetu a nástroje pro diagnostiku a optimalizaci řízených procesů. Významná je především funkce zviditelnění (vizualizace) stavu řízeného procesu a jeho ovládání. Vizualizační obrazovky obvykle obsahují názorné schéma důležitých částí výrobního procesu, mnohdy provedené velmi realisticky. V něm bývají zobrazeny důležité snímače, akční členy, ovládací prvky a důležité součásti technologického procesu. Jejich stav bývá zviditelněn barvami, popř. s uvedením číselné hodnoty, textu nebo znázorněným stavem (např. plameny hořáku, točící se ventilátor, zvětšující se a zmenšující výška hladiny apod.), popř. se zvukovým doprovodem. Některé moderní systémy pracují i s rozšířenou realitou a dovolují živou 3D vizualizaci a navigaci (např. Reliance – viz článek v č. 10/1018, str. 26 až 27). Potřebné údaje se zobrazují ve virtuálním prostoru třírozměrně naskenovaného objektu (např. interiéru budovy). Pro označené objekty zobrazují údaje o stavu, hodnotách důležitých veličin a jejich vývoji v čase, o zbývající životnosti, termínu plánované opravy apod. Díky komunikacím a internetu mohou být systémy SCADA využívány i k monitorování a diagnostice rozlehlých a vzdálených objektů.

Při obsluze některých řízených objektů (obvykle členitých nebo prostorově rozlehlých), při jejich seřizování, diagnostikování nebo při servisním zákroku jsou nutné operační panely s bezdrátovým připojením. Jsou potřebné rovněž pro obsluhu z pohyblivých pracovních plošin velkých strojů, z dopravních a manipulačních mechanismů, ve skladových a logistických systémech. Současným trendem je jejich doplnění o funkce rozšířené reality. Všeobecná dostupnost mobilních komunikačních prostředků přímo vyzývá k využití chytrých mobilních telefonů a tabletů k dálkovému monitorování a k obsluze nejrůznějších technologických celků. Nejvíce se tento trend uplatňuje v integrovaném řízení techniky budov a jejich energetiky („chytrých domů“).

Na trhu je k dispozici nepřehledný sortiment operátorských panelů a řídicích systémů (IPC, PLC) v panelovém provedení. Šíře nabídky je zdůvodněna skutečností, že pro různé situace a typy řízených objektů je účelné zvolit vhodný typ panelového přístroje. Nemá smysl používat vždy stejné a maximálně vybavené přístroje pro všechny situace. Je třeba respektovat potřeby a možnosti uživatelů, prostor pro umístění na stroji, cenové požadavky, mnohdy i požadavky na snadný způsob obsluhy. Cílem následujícího tabulkového přehledu je poskytnout zájemcům alespoň základní informace o vlastnostech a parametrech produktů od jednotlivých dodavatelů. Navazuje na rozsáhlý přehled, který byl otištěn v č. 11/2013 časopisu Automa na str. 16 až 21. Nyní v tomto přehledu pokračujeme. Protože většina z oslovených dodavatelů svůj sortiment výrazně neaktualizovala, uvádíme jen informace o produktech, které se v předchozím přehledu nevyskytly. Věříme, že oba přehledy usnadní zájemcům volbu vhodného panelového přístroje.

 

Ladislav Šmejkal