När ingenjörer allt som oftast söker efter edge-intelligens för att tillhandahålla nätslussfunktionalitet förbises förvånansvärt ofta en systemkomponent: HMI-enheten. Det kan vara fallet exempelvis i sammanhanget för att få ett industriellt rack eller en låd-PC att tillhandahålla intelligens i olika edge-punkter inom en systemarkitektur.
På motsvarande sätt, inom geografiskt olika arkitekturer, placeras intelligenta mobilrouters ut för att underlätta edge computing (lokal datorkraft). Dessa mobilrouters har kapacitet att innehålla programvara för tillämpningar såsom protokollöversättning eller AI-inferens. I många av dessa implementeringar innehåller arkitekturen vissa krav för visualisering, antingen på lokal maskinnivå för översikt av anläggning/produktionslinje, eller för att övervaka driften av ett helt system.
HMI-enheter ses ofta som lokala edge-punkter för data som tillhandahålls från eller skapas av andra enheter. I dessa fall missar man en viktig möjlighet att förenkla utformningen av hela systemet genom att använda HMI-enheterna som intelligenta edge-nätslussar som kan fatta beslut på egen hand.
HMI-programvara för automation
HMI-programvara, oavsett om den levereras som en integrerad del av en display eller som en separat programvarutillämpning för installation på en industriell PC:s display, är en grundläggande komponent i automationsarkitekturer som tillhandahåller information till tekniker och operatörer för att de ska kunna interagera med underliggande processer och enheter.
Till och med i dagens alltmer uppkopplade värld finns det fortfarande fall där operatörer i processindustrin antingen inte kan eller vill ansluta till externa system och enheter. Ett typiskt exempel på det är om det finns en gammal eller grundläggande PLC-enhet som används tillsammans med en maskin eller en processlinje. Operatörer och tekniker måste fortfarande interagera med systemet, men de underliggande PLC:erna understödjer inte anslutning till storskaliga moln.
I sådana fall kan en HMI med lämplig storlek och kapacitet användas som en fristående styrenhet som tillhandahåller ett gränssnitt som kan vara allting från ett enkelt styrgränssnitt till en enstaka maskin upp till ett sofistikerat paket för visualisering, historik och larm för en hel produktionslinje eller en distribuerad process samt uppvisar en blandning av tryckknappar och receptbaserade styralternativ. HMI blir i praktiken en enda skärm för ett fristående SCADA-system som tillhandahåller ett kostnadseffektivt alternativ för användare i de fall som en installation med flera skärmar inte behövs.
Den grafiska slutpunkten
I detta användningsfall betraktas HMI-panelen som ett visualiseringspaket för en industriell PC eller liknande som tillhandahåller edge-intelligens för maskinen, linjen eller processen.
Här tillhandahåller edge-enheten anläggningsintelligens, genom att normalt fungera som en nätsluss som levererar berikning, aggregering och filtrering av data till handlingsbara insikter som sedan skickas uppåt i företaget. Den kan också innehålla användartillämpningar som har utformats för att manipulera lokaldata för att stapla styr- och hanteringsstrategier ovanpå de enheter som är anslutna till den.
I sådana fall kan HMI vara en enkel pekskärm som drivs av programvara för visualisering och som körs på edge-enheten, men oftast handlar det om att tillhandahålla liknande funktionalitet som för en fristående styrenhet. I många fall fungerar HMI verkligen självständigt på edge-enheten genom ett gränssnitt direkt mot den underliggande processen för att återställa dess grunddata.
HMI som nätsluss
Konceptet att använda en HMI-enhet som en systemnätsluss är mycket vettigt. Arkitekturmässigt är nätslussen en punkt vid vilken data sammanstrålar från enheter av lägre order, något som naturligtvis också gäller för alla utplaceringar av HMI.
Genom att tillhandahålla mekanismer genom vilka användartillämpningar kan utplaceras på HMI-maskinvara som gränssnitt till data hos HMI har användare möjlighet att dra nytta av funktionerna för enhetsprotokoll och dataåterställning i HMI-systemet, vilket potentiellt besparar manveckor av utveckling för att i stället kunna koncentrera sina ansträngningar på sin paradigmexpertis och branscherfarenhet.
Dessutom betyder användningen av HMI-programvara att det går att uppnå ett gränssnitt uppåt i företaget genom använda sådana IT-protokoll som MQTT, SQL och ODBC eller genom direkt anslutning till molntjänster såsom AWS eller Azure. Detta gränssnitt innefattar enkel konfigurering utan kodning, vilket potentiellt besparar avsevärda utvecklingsansträngningar för användarna.
Leverans av maskinvara och programvara tillsammans
Naturligtvis finns det ett antal leverantörer av HMI-maskinvara och ytterligare andra leverantörer av SCADA-programvara, så varför ska man köpa allt från samma försäljare? Svaret är att det finns ett stort antal fördelar med denna strategi.
Alla försäljare som företag köper från innefattar gömda kostnader. Man måste komma överens om köpevillkoren, kvalitet måste granskas, beställningar ska läggas osv. Att köpa maskin- och programvara från en enda försäljare eliminerar de kostnader som är relaterade till en andra försäljare.
Att köpa maskin- och programvara från en enda försäljare garanterar att programvaran fungerar på ett förväntat sätt. Detta är naturligtvis viktigt vid tidpunkten för det inledande inköpet, men det är ännu viktigare när väl utrustningar har placerats ut på fältet. Som vi alla vet så brukar programvara kompletteras av många olika skäl. Lösning av programbuggar, säkerhetsuppdatering eller helt enkelt pågående utveckling ökar risken att introducera inkompatibilitet med den underliggande, utplacerade maskinvaran. Om endast en försäljare är inblandad är dessa inkompatibiliteter mycket mindre sannolika att inträffa.
Skalbarhet
Vanligtvis har användarna ett stort antal HMI-tillämpningar som varierar både i komplexitet hos databehandlingen och kraven på visualisering, såväl som displaystorlek på den underliggande monitorn och miljöhänsyn. Oberoende programvaruförsäljare har normalt ett minimikrav på plattformen som utesluter utplacering på enklare, mindre skärmar som vanligtvis används vid styrning av en enstaka maskin, medan leverantörer av enkla skärmar för maskindrift sällan erbjuder den omfattande funktionalitet som erfordras för högre orders funktioner av SCADA-typ. Det betyder att teknikerna måste lära sig att driva och underhålla flera olika programvarupaket, vilket återigen innebär gömda kostnader för operatören.
HMINavi från Advantech
Omfattande engagemang i kunduppdrag rör sig ofta om att använda edge-intelligens för att tillhandahålla nätsluss, kompletterat med sofistikerade erbjudanden om programvara fçr intelligent maskinvara för kommunikation. Så är fallet på Advantech.
Företagets HMINavi är ett synnerligen funktionellt SCADA-paket som har optimerats för utplacering inom en miljö med en enkelskärms-HMI, något som har särskild betydelse för driftstekniker som söker efter ett sätt att visualisera och integrera PLC-data inom IT-molnsmiljöer och MES-system. Den är tillgänglig för ett brett sortiment av dataskärmar, skärm-PC:er och industriella PC:er och omfattar maskinvaruplattformar för både allmänt syfte och specialisttillämpningar.
Detta möjliggör för användare att utplacera en konsistent miljö för ett stort antal tillämpningar, vilket avsevärt minskar de gömda kostnader som finns när olika skärmpaket används på olika ställen. Den har ärvt en konstant utökad lista över protokolldrivrutiner/enhetsmappningar för över 500 vanliga PLC-enheter, vilket medger enkel integrering i praktiskt taget alla processautomationsmiljöer, tillsammans med upplänksprotokoll som medger dess användning som protokollsnätsluss, genom att översätta och vidarebefordra data mellan likställda men annars inkompatibla system eller som ett gränssnitt mellan operativa och informationstekniska miljöer tack vare sin enkla konfigurering med att peka och klicka.
En omfattande uppsättning av dynamiska, grafiska primitiv aktiverar utveckling och utplacering av datarika och intuitiva operatörsgränssnitt, samtidigt som realtidstendenser också understöds för att tillhandahålla visualisering av uppkommande beteenden. Det finns gott om utgångsfunktioner för dubbelriktade grafiska primitiv tillsammans med receptblock, schemaläggning, skript- och makroexekvering. Ett komplett larmpaket tillhandahåller operatörer med proaktiva aviseringar vid utomgränstillstånd genom en mångfald av valfria metoder, tillsammans med möjligheten att gå tillbaka och analysera de händelser som föranledde larmtillståndet genom datahistorik som kan exportera data i ett antal format.
Kombinationen av klassisk HMI-funktionalitet med flexibel upplänkskapacitet och möjligheten att existera tillsammans med och dela data med andra tillämpningar som körs på samma fysiska HMI-maskinvara gör HMINavi till ett övertygande förslag för användare att implementera någon av de tidigare nämnda arkitekturerna.
HMINavi möjliggör att manöverpanelen blir en central hubb för all funktionalitet, något som leder till lägre komplexitet, kostnad och risk för utplacering på anläggningen. Dessutom kan de högre nivåer av funktionalitet som tillhandahålls av miljön för konfigurering utan kodning spara avsevärd utvecklingstid och kostnad vid skapande av ett system.
