В фокусе: HMI: устойчивый рост

Приложения расширяются и включают системы защиты и Web-браузеры, более распространенными становятся линии связи, однако пользователи все еще опасаются применять беспроводные технологии.

Роль человеческо-машинных интерфейсов (HMI) в автоматизации и управлении с каждым днем возрастает. HMI – ключевые элементы для успеха промышленного производства, зависящего от способности этих систем выполнять больше функций контроля и управления процессами, и делать это быстрее, точнее и аккуратнее.

Два года назад Control Engineering совместно с Reed Research Group, которые входят в Reed Business Information, опросили подписчиков о сферах применения и предпочтениях в отношении программного обеспечения HMI на производстве. Ответы, полученные в рамках этого исследования, отразили рост и изменения рынка. Обзор текущего года говорит о здоровом рынке и продолжении устойчивых инвестиций в системы и программное обеспечение HMI. Пользователи начинают осваивать такие новые технологии как индикаторные панели, возможности коммуникаций, Webбраузеры, но пока опасаются использовать беспроводные технологии.

Около 44 % участников опроса заявили, что они используют Web-интерфейс для наблюдения и анализа информации систем HMI; два года назад только одна треть использовала эти возможности.

Опрос по сети, проведенный весной 2007 г. среди 380 специалистов в области систем автоматизации, составляющих спецификации, готовящих рекомендации и/или приобретающих ПО HMI, показал, что область применения остается устойчивой. Примерно половина опрошенных использует ПО HMI для удовлетворения потребностей производства; оставшиеся – как для потребностей OEM, так и для решения внутризаводских задач и задач ОЕМ. Непрерывное производство, объединенное с рецептурным производством, составляло 43 %, непрерывное производство – 26 % от всего количества, дискретное производство – 14 % и рецептурное производство – 6 %.

Инвестиции в Web-интерфейс HMI

Инвестиции в ПО HMI выросли и за последние 12 месяцев составили более 221 тыс. долл. по сравнению с 175 тыс. долл. в 2005 г. Почти все респонденты (89 %) ожидают, что затраты на HMI в ближайшие 12 месяцев вырастут или останутся на прежнем уровне. Только 11 % заявляют об уменьшении.

Microsoft Windows XP продолжает доминировать при выборе операционной системы для ПО HMI, упрочив свое лидерство до 67% по сравнению с предыдущим максимумом 55% в 2005 г. В этом году впервые в списке появились Linux и Microsoft Windows Vista.

Большинство пользователей уделяют большое внимание применяемому ПО HMI даже после его установки. Значительное количество респондентов (43 %) проводит обновление ПО если дополнение включает необходимые функции. Еще 16 % проводят обновления с каждым новым релизом продукта. Тем не менее, почти пятая часть никогда не модернизирует ПО после установки и ввода в эксплуатацию.

По сравнению с ситуацией двухгодичной давности большее количество респондентов используют Web-интерфейс для наблюдения и контроля информации в системах HMI. Около половины (44 %) заявило, что используют возможности Web: 22 % – для просмотра информации из баз данных и генерации отчетов в реальном времени, 18 % – для анализа диаграмм и трендов и 4 % – для других целей (см. диаграмму). Только треть опрошенных использовала возможности Web в 2005 г.

Хотя инвестиции в ПО HMI и его обновление продолжают расти, использование беспроводных технологий идет с задержкой. Несмотря на то, что во многих областях беспроводные устройства наводнили рынок, их применение в системах HMI остается достаточно ограниченным. Ожидаемое увеличение (до 66 %), указанное в обзоре 2005 г., не осуществилось. Среди респондентов 2007 г. только 19 % в настоящее время используют беспроводные возможности, что практически идентично уровню 2005 г. Почти половина (47 %) сказала, что они в настоящее время не используют и не планируют использовать беспроводные возможности в системах HMI. Только треть (34 %) заявила, что планируют добавить беспроводные технологии в HMI в течение ближайших 6 – 24 месяцев.

Респондентов просили оценить важность для них функций действующих систем HMI из следующего перечня: компьютерная графика, устройства ввода, операционные системы и возможности связи. Почти все отвечающие (93 %) используют компьютерную графику для вывода аварийных сообщений, а 91 % применяют цветовые решения. Также широко применяются тренды (75 %), анимация (68 %) и основанные на библиотеках или шаблонах опции конфигурирования (66 %). Впервые в список вошло использование возможностей видео – 15 %.

Индикаторные панели, сенсорные экраны и клавиатура остаются самыми популярными устройствами ввода данных. Не удивительно, что индикаторная панель поднялась на первое место (в 79 %) с третьего в 2005 г. Подчеркивая важность дисплея, один из отвечающих предложил рекомендацию: «Используйте настолько большой дисплей, насколько это возможно или допустимо. Вы окупите расходы за счет снижения трудоемкости разработки экранных диаграмм».

Около половины опрошенных заявили, что они изменили мероприятия и процедуры по обеспечению безопасности систем HMI. Усиление процедур парольной защиты возглавили список. 

Сенсорные экраны (77 %) опустились с первого на второе место, клавиатуры – со второго на третье. Большинство других особенностей, включая специализированный терминал и разборчивость при ярком внешнем освещении, за два года мало изменились. Наиболее заметно опустилось использование «отдельно от контроллера» (с 57 % в 2005 г. до 40 % в 2007 г.) и CRT-дисплеев (с 56 % до 29 %). В операционных системах к списку присоединились (см. рисунок) Microsoft Windows Vista и Linux.

Внимание к коммуникационным возможностям продолжает расти. Количество респондентов, использующих OPC, изменилось с примерно половины в 2005 г. до 63 % в 2007 г. Более 40 % говорят, что используют базы данных, треть (33 %) применяют открытые сетевые протоколы и пятая часть (21 %) обеспечивает связь с процедурами обучения и технического обслуживания.

Обслуживание и безопасность

Респонденты обращаются к поставщикам ПО HMI прежде всего для обновления и внесения исправлений (62 %).Только пятая часть обращается к ним с другими целями, такими как настройка и модификация (23 %) или обучение (20 %).

На вопрос об изменениях в мероприятиях и процедурах по обеспечению безопасности систем HMI за прошедшие два года примерно половина всех опрошенных (49 %) указала, что такие изменения были сделаны. Большинство (80 %) ответило, что эти изменения включали улучшение процедуры защиты с помощью паролей. Другие предпринятые меры включали ограничение доступа к системам (61 %), оценку уязвимости точек доступа к сети (54 %), ограничение физического доступа к зонам (45 %) и проведение оценки безопасности (42 %). Более трети опрошенных (35 %) не задумывались о безопасности. Почти половина (45 %) в будущем планирует принять меры предосторожности.

Если принять во внимание комментарии опрошенных, то безопасность остается предметом беспокойства. По словам одного из них «потребность в квалификации и понимании технологий IT настолько же необходима для успешной установки, как и знание технологии процесса. Больше не существует процедуры «вставьте CD и щелкайте мышью в мастере установки пока установка не закончится». Эти потребности будут расти с ростом требований к безопасности. Другой респондент предупреждает: «Удостоверьтесь, что система HMI обеспечивает безопасность с минимальным вмешательством со стороны операционной системы».

Многие опрошенные сходятся в деталях применения, советуя пользователям разобраться в системе и спланировать риски и будущие потребности. Один из них советует: «добейтесь четкого, ясного понимание проекта, удостоверьтесь, что система в состоянии выполнить поставленные задачи, поддерживайте коммуникационные драйверы в рабочем состоянии, создавайте ясные и простые в использовании экраны, представляйте данные в легких для понимания графиках и отчетах, используйте как можно больше встроенных возможностей и функций и не усложняйте излишне HMI».

Перед тем как приступить к реализации HMI «обеспечьте, насколько возможно, простое и дружественное программирование средств управления. Не усложняйте систему. Стандартизируйте ее, используя известного и широко поддерживаемого поставщика ПО HMI.Удачи!»

Программные продукты HMI

Подписчики Control Engineering, используя предоставленный список, определили следующих ведущих поставщиков ПО HMI: Rockwell Software, Wonderware, Siemens Energy & Automation, GE Fanuc Automation, AutomationDirect, Honeywell, ABB, National Instruments, Emerson Process Management, Maple Systems, Opto 22 и Iconics. Образцы последних продуктов этих разработчиков представлены ниже.

ПРОДУКТЫ

Открывая окна на производство

FactoryTalk View представляет собой комплект решений ПО HMI от Rockwell Software, который поддерживается Integrated Architecture компании с целью более тесной интеграции с платформой Logix Control, сторонними и существующими системами, а также для свободного доступа к важным производственным данным. Возможности FactoryTalkView включают общую платформу разработки и повторное использование тегов на уровне приложения и системы. Это помогает инженерам, программистам и обслуживающему персонала ускорить разработку, конфигурирование и обучение работе с системам HMI. Программное обеспечение поставляется в двух версиях: FactoryTalk View Machine Edition и FactoryTalkView Site Edition. Machine Edition поддерживает открытые и встроенные решения интерфейса оператора для контроля и управления отдельными станками и небольшими процессами. Платформы включают Microsoft Windows CE, 2000 и XP.

www.rockwellautomation.com/rockwellsoftware  (www.rockwellautomation.ru)

Rockwell Software

Техническая поддержка, переход на новую версию

Версия 9.5 программного обеспечения HMI InTouch от Wonderware, подразделения Invensys Inc, включает новые возможности. В их число входит поддержка интеллектуального механизма аварийных сигналов, динамическое руководство оператора, переключение языков во время выполнения и фактически неограниченная масштабируемость. Новые технические возможности значительно уменьшают стоимость и время, необходимые для создания, модернизации, развертывания и обслуживания системы. Улучшены механизмы распространения изменений SmartSymbol, возможности панорамирования и изменения размера окна в процессе разработки, а также предусмотрены запись/чтение резервной копии конфигурации одним щелчком. Приложения, использующие предыдущие версии программного обеспечения InTouch, могут легко перейти на новую версию. В InTouch 9.5 используется технология ArchestrA, основанная на промышленных стандартах.

www.wonderware.com  

Wonderware, подразделение Invensys Systems Inc.

Простая установка с помощью мастеров

Программное обеспечение Simatic WinCC flexible 2007 от Siemens Energy & Automation продолжает подчеркивать легкость конфигурирования и применения как главное преимущество для пользователей. Сокращение времени конфигурирования экономит деньги,а простота конфигурирования уменьшает число проблем, возникающих при запуске и технической модернизации.Инструментальные средства и мастера упрощают такие задачи HMI, как импортирование и экспорт данных конфигурации. Шаблоны легко применяются во всем проекте, а множество вариантов выполнения операций обеспечивает максимальную гибкость. Эти возможности были расширены путем добавления функций программного управления, основанных на новой аппаратной платформе MP277. Система обеспечивает поддержку лицензирования на стадиях проектирования и исполнения, а также отслеживает производственные процессы, используя контрольный журнал.

www.sea.siemens.com  (www.siemens.ru)

Siemens Energy & Automation

Тщательный контроль, средства управления

Proficy HMI/SCADA-Cimplicity 7.0 – последний релиз программного обеспечения диспетчерского контроля и управления от GE Fanuc, предназначенного для разработки сложных, многопользовательских приложений на базе многозадачных операционных систем для процессов в самых разных отраслях промышленности. Система помогает компаниям повысить эффективность бизнеса за счет интеграции с другими продуктами семейства Proficy. Она обеспечивает непрерывное отслеживание изменений программы на уровне компонентов и приложений, а также позволяет проследить специфические изменения баз данных в среде разработки.Улучшения включают усовершенствование конфигурирования и связи посредством OPC, защиту с помощью правил задания паролей и гибкость за счет контекстного меню.

www.gefanuc.com  (www.gefanuc.ru)

GE Fanuc Automation

Свободно подключаемый HMI

LookoutDirect – программное обеспечение HMI на базе ПК от AutomationDirect позволяет подключать до 500 точек ввода/вывода и подходит для создания интерфейсов малой и средней величины. В его основе лежит объектно-ориентированное ПО автоматизации Lookout от National Instruments. LookoutDirect имеет драйверы для 10 ведущих ПЛК и устройств удаленного сбора информации (RTU), а также драйвер для DirectLogic от AutomationDirect. Удобный в работе пакет конфигурирования не требует программирования или написания скриптов. Объектно-ориентированная и управляемая событиями архитектура формирует графический интерфейс процесса. Графические представления устройств можно легко создать и связать с ПЛК для сбора данных в реальном времени, графической анимации, генерации аварийных сообщений, печати отчетов и подключения к бизнес системам по сети.

www.automationdirect.com  (www.plcsystem.ru)

AutomationDirect

Интуитивный HMI использует архитектуру на базе Web

Experion Station, часть Experion Process Knowledge System (PKS) от Honeywell, позиционируется как мощный и надежный интерфейс HMI, который обеспечивает интуитивную, безопасную рабочую среду. Технология HMIWeb компании, базирующаяся наWeb-архитектуре, предлагает общую инфраструктуру для всего предприятия, гарантирующую бесшовную интеграцию Web-приложений сторонних производителей. Дизайн представления тревог и событий строго соответствует рекомендациям консорциума Abnormal Situation Management (ASM) и British Engineering Equipment and Materials Users Association (EEMUA) Publication 191. Конфигурируемые, выпадающие меню и панели инструментов упрощают навигацию и обеспечивают быстрый доступ к информации. Поддерживается интеграция видео в реальном масштабе времени, ActiveX, создание скриптов и запуск приложений. Модуль Mobile Station предоставляет среду управления для операторов на рабочих местах.

www.honeywell.com/ps  (www.honeywell.ru)

Honeywell

Подключение рабочих станций

Система 800xA Operations от ABB предоставляет доступ к данным в масштабах предприятия и взаимодействует с различными приложениями на любой подключенной к сети рабочей станции предприятия или офиса. Для этого используется интуитивный системный интерфейс Process Portal, предоставляющий единое окно для поиска, доступа и визуального отображения информации предприятия в режиме реального времени, что способствует принятию бизнес решений и действий, помогающих увеличить производительность. Система 800xA собирает информацию от многочисленных источников и преобразует ее в значимые данные для разных пользователей. Контекстная навигация представляет промышленное оборудование в одном окне и устраняет загрузку избыточных данных.

www.us.abb.com  (www.abb.ru)

ABB

HMI для графического LabView

NI TPC-2012 – компьютер с сенсорным экраном 12’’ от National Instruments работает с модулем LabView 8.20 Touch Panel Module и представляет альтернативный вариант развертывания графической среды LabView на устройствах HMI на базе Microsoft Windows CE для управления агрегатами, встроенного управления и распределенного сбора данных. LabView предлагает единую среду графического программирования, в которой можно создать приложения для сенсорного экрана и запрограммировать логику управления. Пользователи могут разработать алгоритмы управления, записать логику в FPGAs, создать сопроводительный интерфейс HMI, а затем развернуть свое приложение на TPC-2012, и все это можно сделать с использованием LabView 8.20.

www.ni.com  (www.labview.ru)

National Instruments

Программное обеспечение наблюдения за состоянием оборудования

Версия 5.0 AMS Suite: Machinery Health Manager от Emerson Process Management предлагает пользователям систему виброконтроля CSI с непрерывным мониторингом по сети и технологию ИК термографии с новым интерфейсом, обеспечивающим простую навигацию при анализе состояния оборудования. Новые функции позволяют за меньшее время проанализировать состояние большего объема оборудования. Пользователи могут оперативно найти исследуемый агрегат, а затем принять решение о выборе инструментов базы данных для анализа, формирования графиков и отчетов. Как сообщается, новая версия облегчает анализ данных и связь с процессом. Программное обеспечение позволяет пользователям настраивать каждый модуль для соответствия персональным требованиям в рамках среды Microsoft Windows.

www.assetweb.com/mhm; www.emersonprocess.com  (www.emersonprocess.ru)

Emerson Process Management