HMIs

Der Zweck von Mensch-Maschine-Schnittstellen

Eine HMI ist eine grafische Schnittstelle, vergleichbar mit einem Bedienfeld. Sie dient der Bedienung und Überwachung von Maschinen. Einige andere Bezeichnungen für diese Geräte sind Mensch-Maschine-Schnittstelle oder MMI, Operator (Interface) Terminal oder Local Operator Interface. Für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen, wie z.B. in Fabriken und Anlagen, gibt es robuste Varianten. HMIs ermöglichen es dem Benutzer, mit einem System, einem Computerprogramm oder einer Maschine zu kommunizieren. Den Bedienern wird eine übersichtliche Anzeige von Statistiken, KPIs und bestimmten Parametern präsentiert. Sie erhalten Echtzeit-Feedback, lösen bei Bedarf (präventive) Alarme aus und können das System ohne Neuprogrammierung verändern. In vielen Fällen ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle auch eine recht kostengünstige Lösung. Anzeigelampen, Drucktasten und andere physische Bedienelemente werden durch eine klare visuelle Darstellung ersetzt. Kurz gesagt, die drei Hauptaufgaben von HMIs sind die Systemüberwachung, der Ersatz von Drucktasten und die Datenverarbeitung. Es sind mehrere Modelle mit unterschiedlichen Steuerungsarten erhältlich.

Die Vorteile von HMIs

HMIs erleichtern den Betrieb von Anlagen, indem sie die Prozesse rationalisieren und die Effizienz erheblich steigern. Der ständige Zugriff auf Echtzeitdaten, die in übersichtlichen Visualisierungen dargestellt werden, macht es einfach, bei Bedarf sofort zu reagieren. Daten, die für die Entscheidungsfindung benötigt werden, sind leicht zu erfassen. Zuverlässige Alarme und Warnmeldungen werden rechtzeitig bereitgestellt, um Abweichungen zu erkennen und Pannen zu vermeiden. Ausfallzeiten können auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Die ersten Anzeichen möglicher zukünftiger technischer Probleme sind leicht zu erkennen. Sie können frühzeitig angegangen werden. Aber die Arbeit wird nicht nur durch diese frühzeitige automatische Erkennung von Problemen sicherer. Die Bediener können gefährliche Bereiche meiden, weil die Überwachung an einem anderen Ort stattfinden kann. Außerdem ist es mit bestimmten HMI-Konfigurationen möglich, auf einfache Weise Tests durch Simulationen durchzuführen. Auf diese Weise können bestimmte Einstellungen getestet werden, ohne dass die Geräte tatsächlich angeschlossen werden müssen.

HMI-Touchscreen-Bedienfeld

Mensch-Maschine-Schnittstellen mit Touchscreen bieten eine sehr intuitive Bedienungsweise. Der Touchscreen registriert die Eingaben des Bedieners. Es gibt eine Vielzahl von Modellen mit unterschiedlichen Größen, Auflösungen und anderen Display-Spezifikationen. Es sind sowohl Konfigurationen im Quer- als auch im Hochformat erhältlich. Von einfachen Modellen bis hin zu hochentwickelten Vollfarb-Touchscreens mit Multitouch-Unterstützung ist die Auswahl sehr groß. Diese Arten von HMI sind für den Einsatz in vielen industriellen und kommerziellen Umgebungen geeignet. Es gibt Touchscreens, die auf verschiedenen Technologien basieren. Kapazitive Touchscreens nutzen das elektrische Feld des menschlichen Körpers, um Eingaben zu verarbeiten. Smartphones funktionieren auf ähnliche Weise. Sie reagieren auf die kleinste Berührung. Auch die Registrierung von Multi-Touch-Gesten kann von diesen Bildschirmen unterstützt werden. Resistive Touchscreens hingegen registrieren physischen Druck. Sie sind weniger empfindlich. Dieser Bildschirmtyp kann keine Multi-Touch-Unterstützung bieten.

HMI-Bedienfeld oder Tastaturfeld

Mensch-Maschine-Schnittstellen mit einem Keypad oder einer Tastatur bieten eine einfache und hocheffiziente Möglichkeit der Steuerungseingabe. In manchen Situationen sind Tastaturgeräte sogar die einzige praktikable Lösung. Wenn das Personal z.B. Handschuhe trägt, lassen sich die mechanischen Tasten leicht bedienen. Touchscreens würden sich mit der Eingabe schwer tun oder sie gar nicht registrieren. Separate Tasten sind für die Genauigkeit ohnehin von Vorteil. Auf einem Flachbildschirm würden Sie nicht bemerken, welche virtuelle Taste Sie genau berühren.

Datenhandler

Dieser Typ wird meist in Anwendungen verwendet, die große Datenmengen umfassen. Dies ist der Fall bei Konfigurationen, die ein kontinuierliches Systemfeedback, den Druck von Produktionsberichten oder die Handhabung und Protokollierung von Alarmen beinhalten. Diese HMIs sind oft recht groß, um Diagramme, Produktionszusammenfassungen und weitere visuelle Darstellungen anzeigen zu können. Sie verfügen in der Regel über eine beträchtliche Speicherkapazität.

Druckknopf-Ersatz

Eine weitere wichtige Funktion dieser Geräte ist das Ersetzen von Tasten, LEDs und weiteren Anzeigeleuchten, Schaltern, Drehknöpfen und anderen mechanischen Kontrollinstrumenten. Die HMI erzeugt eine visuelle Darstellung dieser Geräte. Es dient als benutzerfreundlicher und bequemer Ersatz für die einzelnen Komponenten. Dadurch wird auch die Anzahl der benötigten Kabel und Schalttafeln reduziert.

Überwacher oder Systemüberwacher

Overseer HMIs, auch bekannt als Systemüberwacher, werden normalerweise in SCADA- oder MES-Anwendungen eingesetzt. Es handelt sich dabei entweder um verteilte oder zentralisierte Kontrollsysteme, die zur Steuerung und Überwachung ganzer Standorte oder ganzer Baugruppen von Subsystemen eingesetzt werden. Diese Modelle laufen häufig unter Windows. Sie verfügen über mehrere Ethernet-Ports für die Verbindung mit Geräten.

SCADA-Systeme

Overseer HMIs sind ein wichtiger Bestandteil von SCADA-Systemen. Diese Systeme werden hauptsächlich zur Steuerung der Produktion in industriellen Umgebungen wie Fabriken und Werken eingesetzt. PLCs oder speicherprogrammierbare Steuerungen arbeiten in Echtzeit. Das Akronym SCADA steht für Supervisory Control and Data Acquisition. Die Bediener erhalten eine Echtzeitdarstellung der Prozesse und kurzfristige historische Daten. Der Status der Anlagen in der Fabrikhalle ist sofort ersichtlich. Es gibt vier Generationen von SCADA-Systemen. Die erste Generation, 'Monolithisch', umfasste unabhängige Systeme, die nicht mit anderen Systemen verbunden waren. Die Systeme der zweiten Generation, 'Distributed', waren über ein lokales Netzwerk (LAN) verbunden. Dieses System ermöglichte den Austausch von Informationen zwischen Stationen mit unterschiedlichen Aufgaben. Systeme der dritten Generation, 'Vernetzte', führten das WAN oder Wide Area Network ein. Diese Systeme können über mehrere LAN-Netzwerke verteilt sein. Dieser Aufbau wird auch als PCN oder Prozesskontrollnetzwerk bezeichnet. PLCs können für Überwachungsaufgaben eingebunden werden. Die vierte Generation, die als webbasiert oder 'Internet der Dinge' (IoT) bezeichnet wird, macht sich die Leistungsfähigkeit und die Möglichkeiten der Cloud zunutze. Von jedem Ort der Welt aus können Informationen ausgetauscht werden. Daten können aus der Ferne eingesehen und Prozesse gesteuert werden. Das IoT kann als Alternative zu herkömmlichen SPSen dienen. Komplexe Algorithmen und Datenmodellierung können ebenfalls eingesetzt werden.

MES-Systeme

MESs oder Manufacturing Execution Systems dienen der Überwachung, Verwaltung und Synchronisierung der physischen Prozesse, die bei der Umwandlung von Rohstoffen in Halbprodukte oder Fertigwaren ablaufen. MES-Software wird zur Optimierung des Fertigungsprozesses eingesetzt. Die Verfolgung, Überwachung und Steuerung des Produktionslebenszyklus sind die wichtigsten Funktionen, die dies ermöglichen. Informationen werden zwischen der Produktionslinie und dem ERP-System (Enterprise Resource Planning) ausgetauscht. Dabei werden Daten zu Verbrauch, Umsatz, Qualität, Produktionsaufträgen und Lagerbeständen überwacht. Die Produktionseffizienz wird verbessert. Ein besserer ROI (Return on Investment) ist ebenfalls gewährleistet. System Supervisor HMIs spielen bei den oben beschriebenen Einrichtungen eine entscheidende Rolle. Sie ermöglichen den Austausch von Daten und Anweisungen zwischen dem Bediener und allen angeschlossenen Maschinen. Maxodeals stellt Ihnen gerne Ihren neuen Datenhandler, Tastenersatz oder Supervisor zur Verfügung.