In dit artikel worden de redenen, uitdagingen, systeemoverwegingen en de vele voordelen van deze integratie voor verschillende groepen belanghebbenden besproken.
Fabrikanten zijn voortdurend op zoek naar het stroomlijnen van activiteiten, het verbeteren van de efficiëntie, het verlagen van de productiekosten en het volledig benutten van bronnen en capaciteit. Technologische vooruitgang heeft een hechtere integratie van de HMI en de besturing mogelijk gemaakt, waarbij de besturing fabrikanten voorziet van een enkele bron van gegevens.
Deze integratie strekt zich uit tot zowel HMI- als besturingstoepassingen. Als gevolg hiervan voegen bedrijven engineeringteams samen en consolideren ze hun resources, omdat er niet langer behoefte is aan afzonderlijke applicatieontwikkeling. Voorheen bestond de applicatieontwikkeling voor de HMI en controller uit het importeren van tags, het definiëren van tag-metadata, het onderhouden van tagreferenties in de HMI en het mappen van de gegevenstags naar de controller.
Deze aanpak was arbeidsintensief en stelde systemen bloot aan potentiële fouten. Integratie elimineert dubbel werk, minimaliseert fouten en stroomlijnt systeemontwerp en -programmering, wat resulteert in een vereenvoudigd proces en een verbeterde workflow die de bedrijfscontinuïteit en operationele soepelheid verbetert door de inspanningen te bundelen.
Op operationeel gebied speelt alarmbeheer een essentiële rol in elk besturingssysteem. Geïntegreerde systemen vereenvoudigen het instellen en onderhouden van alarmen op één locatie, waardoor de inspanningen en risico's afnemen. Met alarmen die in de controller zijn geïntegreerd, blijven gegevens stabiel, zelfs als de communicatie wegvalt, omdat geïntegreerde systemen alarmen in een cache opslaan en herstellen. Door HMI's op afstand te kunnen bedienen, wordt ook de veiligheid verbeterd en de kans op ongelukken verkleind.
-
Uitdagingen van een integratie
Technologische vooruitgang brengt de nodige uitdagingen met zich mee en de integratie van HMI's en controllers binnen de productie vormt hierop geen uitzondering. Een veelvoorkomende uitdaging is het omgaan met meerdere leveranciers. Productiesystemen bestaan meestal uit apparatuur en software van verschillende leveranciers met verschillende sensoren, besturingen en HMI's, waardoor het een uitdaging is om een hechte integratie tussen verschillende platforms te realiseren.
Effectieve integratie is afhankelijk van het vermogen van de HMI en controller om te communiceren via hetzelfde protocol. Compatibiliteitsproblemen kunnen ontstaan wanneer oudere besturingen geen ondersteuning bieden voor moderne protocollen, wat een grote uitdaging vormt bij het overbruggen van deze technologische generatiekloof.
Het in kaart brengen van gegevens vormt een ander obstakel, omdat de HMI zijn gegevenstags moet toewijzen aan de gegevenspunten van de besturing, wat een complex proces kan zijn, vooral als de besturing veel gegevenspunten heeft.
-
Operatorvriendelijke HMI's een must
Een belangrijke overweging is de gebruikerservaring. De HMI moet gebruikersvriendelijk zijn, met goed ontworpen schermen, eenvoudig toegankelijke bedieningselementen en een duidelijke en beknopte presentatie van informatie. Lokalisatie voor verschillende talen en culturen is cruciaal.
Dit houdt in dat de tekst en afbeeldingen op de HMI in de juiste taal moeten worden vertaald en dat ervoor moet worden gezorgd dat de HMI verschillende maateenheden en datumnotaties kan weergeven. Een naadloze en intuïtieve gebruikersinterface is essentieel voor het optimaliseren van de operationele efficiëntie; waar mogelijk maken ze gebruik van controllerintegratie om gegevens te verzamelen en weer te geven aan de operator.
Beveiliging is van het grootste belang bij HMI-integratie. Om onbevoegde toegang te voorkomen, moet de HMI voorzien zijn van functies voor gebruikersauthenticatie en -autorisatie. Geïntegreerde beveiliging in een systeem, waarbij inloggegevens van gebruikers worden gebruikt voor zowel HMI-toegang als controlleronderhoud, is van cruciaal belang. Regelmatige updates en snelle toepassing van beveiligingspatches zijn noodzakelijk om de beveiligingsintegriteit van de HMI te behouden.
-
Het implementatieproces stroomlijnen
Wanneer fabrikanten de HMI met de controller in een systeem integreren, is het van cruciaal belang om te begrijpen hoe deze essentiële componenten communiceren en effectief samenwerken. Hiervoor moeten kritische vragen worden gesteld:
- Wat houdt de operationele workflow in wanneer het geïntegreerde systeem wordt gebruikt?
- Welke belangrijke overwegingen moeten ten grondslag liggen aan het systeemontwerp?
- Hoe moeten alarmen worden geconfigureerd om de functionaliteit te optimaliseren?
- Hoe moeten gegevenstags binnen het systeem tot stand worden gebracht?
- Moet deze initiatie in de besturing plaatsvinden en vervolgens in de HMI worden geïmporteerd?
- Welke informatie kan naadloos worden gedeeld of hergebruikt tussen de besturing en de HMI om de gegevenscohesie te bevorderen?
- In hoeverre kunnen deze processen efficiënt worden geautomatiseerd?
Bij het selecteren van een HMI voor controllerintegratie is het essentieel om er een te kiezen die aansluit op de vereisten van de gebruikte controllers. Idealiter zijn de HMI en controllers afkomstig van dezelfde leverancier om de complexiteit van de ondersteuning van verschillende platforms te verminderen en een harmonieuze werking te garanderen.
Als een keuze voor één leverancier echter niet haalbaar is, kan een platformonafhankelijke HMI worden gekozen die communicatie mogelijk maakt met elk OEM-product in het productiesysteem.
De HMI moet ook de werking van elk OEM-product begrijpen, de gebruikte communicatieprotocollen onderscheiden en advies geven over de noodzaak van aanvullende stuurprogramma's. Als er geen specifieke driver voor andere apparatuur in het systeem beschikbaar is, moet de HMI communicatie tot stand kunnen brengen via OPC UA, een open-source, platformoverkoepelende standaard die gegevensuitwisseling van sensoren naar cloudapplicaties vereenvoudigt.
Door deze kritieke overwegingen aan te pakken, kunnen fabrikanten zorgen voor een naadloze integratie van HMI's en controllers op een manier die aansluit bij hun unieke operationele behoeften en voorkeuren.
-
Voordelen voor stakeholders realiseren door integratie
Na een succesvolle integratie van de HMI en controller kunnen fabrikanten een reeks voordelen ontsluiten voor verschillende belanghebbenden in het proces. Design engineers ervaren bijvoorbeeld een verbeterde efficiëntie omdat strak geïntegreerde systemen het ontwerpproces stroomlijnen. Ze hoeven gegevens maar één keer in te stellen in de controller, waarbij de HMI naadloos en direct communiceert met de controllergegevens.
Voor het personeel aan de operationele kant is vereenvoudiging essentieel. Een strak geïntegreerd systeem vereenvoudigt hun taken, waardoor ze minder hoeven te leren en minder onderhoud nodig hebben. Deze benadering op basis van één platform vereenvoudigt de training voor zowel bestaande als toekomstige werknemers aanzienlijk, waardoor de productiviteit toeneemt en er capaciteit vrijkomt voor taken met een hogere waarde.
Tijdens de productie worden de voordelen van het onderhouden en oplossen van problemen met geïntegreerde systemen duidelijk. HMI's bieden een gebruiksvriendelijke grafische interface, waardoor de machine intuïtiever werkt. Operators kunnen vanaf een centrale locatie de machinestatus controleren, parameters aanpassen en problemen oplossen.
Door met één leverancier te werken worden ondersteuning en het oplossen van problemen versneld, waardoor de complexiteit afneemt. Metadata worden gepresenteerd in de taal van de operator, wat zorgt voor consistentie en vertrouwen en fouten vermindert. Geïnformeerde beslissingen op basis van nauwkeurige en tijdige gegevens verbeteren de nauwkeurigheid en resultaten van het bedrijf.
Eén enkele bron voor apparatuur en software voor automatiseringssystemen biedt een aanzienlijk voordeel voor inkoopafdelingen. Werken met één bedrijf vereenvoudigt hun processen, optimaliseert de kosten en vermindert de complexiteit die gepaard gaat met het beheren van meerdere leveranciers.
In wezen bevordert de integratie van HMI's en controllers de harmonie tussen belanghebbenden en zorgt het voor efficiëntie, gebruiksgemak en consistentie. Deze collectieve voordelen verhogen uiteindelijk de productiviteit, minimaliseren fouten en optimaliseren besluitvormingsprocessen.
Geïntegreerde HMI-software en controllers betekenen een belangrijke stap in productieoptimalisatie en bieden efficiëntie, nauwkeurigheid en kostenvoordelen.
Voor fabrikanten die de bestaande controller of HMI willen behouden en tegelijkertijd het andere component willen integreren, spelen openheid en integratiediepte een cruciale rol. De gekozen oplossing moet afgestemd zijn op de eisen van ontwerp-, onderhouds- en operationele medewerkers en voldoen aan de specifieke behoeften van de organisatie.
Het vermogen van het systeem om diagnostische informatie uit aangesloten apparaten te halen, hangt af van de integratie van zoveel mogelijk gegevens in de controller. Het uiteindelijke doel is om een naadloos systeem te realiseren op het gebied van ontwerp, probleemoplossing, onderhoud en operationele prestaties.
Gezien de recente uitdagingen in de hardwareleveringsketen is het diversifiëren van bronnen voor bepaalde hardwarecomponenten een voorzichtige strategie om te voorkomen dat we te veel vertrouwen op één leverancier. De toenemende vraag naar hechtere integratie in de productie dwingt fabrikanten echter om hun opties zorgvuldig te beoordelen, rekening houdend met het landschap op lange termijn.
Een zorgvuldige evaluatie van integratiemogelijkheden en hardware inkoopstrategieën zal een sleutelrol spelen bij het effectief navigeren door het steeds veranderende productielandschap.