Зачастую на производствах требуется предусмотреть пункты локального управления по месту. Такой подход дает возможность персоналу, работающему в непосредственной близости к технологическому оборудованию, осуществлять эффективный мониторинг тех. процесса и локальное управление. И действительно, проходя мимо шкафа ввода/вывода, специалист-технолог, скорее всего, захотел бы взглянуть на показания датчиков и при необходимости внести некоторые корректировки (например, поменять температурную установку). Не бегать же каждый раз в центральную диспетчерскую!

Элегантным и современным решением, пришедшим на смену устаревшим кнопочным пультам управления, является использование операторских панелей локального мониторинга и управления (operator panels).

Операторская панель представляет собой компактную вычислительную машину со встроенным жидкокристаллическим дисплеем. Для реализации функций управления панели снабжаются блоками кнопочного управления и/или сенсорными экранами (touch screens).

Типовая панель предоставляет пользователю следующий функционал:

1. Визуализация параметров технологического процесса в текстовом или графическом режимах;
2. Управление и обработка аварийных сообщений, регистрация времени и даты возникновения аварийных сообщений;
3. Ручное управление с помощью функциональных кнопок или сенсорного экрана;
4. Возможность свободного программирования графики и настройки функциональных клавиш;
5. Построение диаграмм и трендов, отображение сводных отчетов.

В графическом режиме визуализация процесса происходит с помощью интерактивных мнемосхем. В текстовом режиме процесс отображается в виде строк или, в лучшем случае, в виде специальных таблиц. Очевидно, что текстовый формат представления данных не достаточно нагляден и информативен, поэтому текстовые панели используются все реже и реже.

Аппаратная архитектура панели устроена по подобию обычных персональных компьютеров, только вместо жесткого диска используется Flash-память. Типовая панель состоит из следующих аппаратных компонентов: 32-разрядный RISC-процессор; оперативная память SDRAM небольшого объема; встроенная Flash-EEPROM память для хранения ОС и накопления пользовательских данных; различные слоты расширения и интерфейсы для подключения программатора и/или сети передачи данных.

Можно выделить следующие важные характеристики панелей оператора:

1. Тип и размер экрана. Экран может быть разного разрешения, начиная от миниатюрного 128×128 и кончая внушительным 1024×768 (последнее сопоставимо с офисными ПК). Экран может быт как монохромным, так и цветным, причем количество отображаемых цветов может варьироваться от 16 до 16 млн. Конечно, все эти параметры влияют на удобство восприятия информации.

2. Организация управления. Тут вариантов отнюдь не много: или с помощью прозрачного сенсорного экрана, наклеиваемого на ЖК-экран, или с помощью функциональных кнопок и манипуляторов, расположенных на фронтальной стороне. Возможен и комбинированный вариант.

3. Количество поддерживаемых сетевых протоколов. Современные панели имеют встроенную поддержку сразу нескольких коммуникационных протоколов, например, Profibus DP и Industrial Ethernet. Причем на шинах передачи данных панели могут выступать и в качестве мастера, и в качестве слейва.

4. Степень защиты. Для фронтальной части – это, как правило, IP65, для остальной части корпуса – IP20. Наибольшее значение имеет степень защиты именно фронтальной части, что связанно с особенностью монтажа.

5. Быстродействие процессора и объем встроенной Flash-памяти. Эти характеристики определяют максимальный объем прикладной программы визуализации, а также комплексность схем отображения. Функциональные возможности панели косвенно зависят от этой характеристики.

Как монтируются панели? Наиболее часто применяются следующие варианты монтажа операторских панелей:

1. Установка целиком внутри шкафа с прозрачными дверьми;

2. Врезка в дверь шкафа так, чтобы снаружи находилась только фронтальная часть панели (остальная часть корпуса находится внутри шкафа).

На рисунке 1 изображены шкафы ввода/вывода, установленные на молочном комбинате. Обратите внимание, каждый второй шкаф снабжен панелью оператора, вмонтированной в переднюю дверь.


Рисунок 1.

Как подключаются операторские панели? Возможности по интеграции операторской панели в систему управления зависят от поддерживаемых сетевых протоколов и наличия соответствующих коммуникационных интерфейсов. Большинство панелей поддерживают, по меньшей мере, два сетевых протокола: один служит для подключения панели к полевой шине (Profibus, Modbus, A-bus, Interbus и т.д.), другой – для интеграции в сеть верхнего уровня (Industrial Ethernet). Подключенная к шине панель может выступать и как master, и как slave. На рисунке 2 показана одна из возможных схем подключения панели, на практике этот вариант используется наиболее часто.


Рисунок 2.

Как программируются панели? Для возможности программирования панель подключают к персональному компьютеру или программатору. Чаще всего подключение осуществляется по интерфейсу RS-232 через обычные COM-порты. На компьютере инсталлируется специальный программный пакет для конфигурирования HMI (например, для панели Weintek MT8080T это пакет EasyBuilder 8000 ). После того, как разработка HMI закончена, сконфигурированный проект загружается с компьютера в панель оператора, и на ней можно начинать работать. Стоит отметить, что программное обеспечение для конфигурирования панелей поставляется, отдельно и стоит немалых денег, но это не касается такого производителя, как Weintek Labs. Для всех операторских панелей, Weintek распространяет бесплатно ПО, с которым процесс конфигурирования упрощается до минимальных трудозатрат.

И так, что же нам может предложить компания Weintek Labs.?

Операторские панели Weintek Labs. серии МТ8000 – новое поколение человеко-машинного интерфейса (HMI), позволяющие полностью использовать возможности ПЛК практически любого производителя и повысить эффективность производственных процессов. Имея удобный и надежный форм-фактор, панели серии МТ8000 выступают не только как устройство отображения информации, но и как центр обмена данными. Используя возможности сети Ethernet, данные могут быть разделены между рядом панелей в единой системе, а любое программное обеспечение SCADA/HMI на ПК может обратиться к данным панели напрямую. Кроме того, МТ8000 могут обмениваться данными между собой. Данные панели позиционируются как бюджетное решение, обладающее при этом широкой функциональностью и высокой надежностью. Диагональ экрана начинается от 5.6” (320х234) и заканчивая 15” (1024х768). Сенсорный экран не уступает, а то и выигрывает в надежности у кнопок. Можно писать макросы (то есть выполнять простые логические или арифметические действия с регистрами), макросы можно запускать по таймеру или событию (нажатию на экранную кнопку или изменение бита в ПЛК).

Младшая модель MT8056T:


Дисплей: 5.6” TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 320 x 234
Поверхностная яркость: (cd/m2): 500
Контрастность: 150:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 2 x USB 2.0
Процессор: 32 бит RISC CPU / 200 МГц
Память: 64 Mb DRAM, 32 Mb Flash Memory
Аудио: 20 бит стерео выход
Питание: 24 В постоянного тока, 370 мА максимально
Размеры (ДхВхШ): 204х150х48 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Бюджетная модель MT8070T:


Дисплей: 7” TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 480x234
Поверхностная яркость: (cd/m2): 250
Контрастность: 200:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS- 232/ RS-485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/RS-485 2w
USB: 2 x USB 2.0
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
Процессор: 32 бит RISC CPU / 200 МГц
Память: 64 Mb DRAM, 32 Mb Flash Memory
Встроенные часы реального времени
Питание : 24 В постоянного тока, 350 мА максимально
Размеры (ДхВхШ): 200х146х38 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: -10 ~ +45°C

Лучший выбор цена/качество - MT8080T:


Дисплей: 8” TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 640 x 480
Поверхностная яркость: (cd/m2): 400
Контрастность: 250:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 3 x USB 2.0
Процессор: 32 бит RISC CPU / 200 МГц
Память: 64 Mb DRAM, 32 Mb Flash Memory
Аудио: 20 бит стерео выход
Питание: 24 В постоянного тока, 440 мА максимально
Размеры (ДхВхШ): 240х179х50 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Больше экран – больше возможностей MT8104T:


Дисплей: 10.4” TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 640 x 480
Поверхностная яркость: (cd/m2): 400
Контрастность: 300:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 3 x USB 2.0
Процессор: 32 бит RISC CPU / 200 МГц
Память: 64 Mb DRAM, 32 Mb Flash Memory
Аудио: 20 бит стерео выход
Питание: 24 В постоянного тока, 440 мА максимально
Размеры (ДхВхШ): 286х213х50 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Высокопроизводительная модель MT8104X:



Дисплей: 10.4” TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 640 x 480
Поверхностная яркость: (cd/m2): 400
Контрастность: 300:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 3 x USB 2.0
1 слот для SD карты, 1 разъем PS/2
Процессор: 32 бит RISC CPU / 500 МГц
Память: 256 Mb DDR-400MHz SDRAM
Аудио: 1 линия выхода, 1 вход микрофона (AC’97 Stereo codec)
Питание: 24 В постоянного тока, 1.25 А максимально
Размеры (ДхВхШ): 286х213х50 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Решение в среднем ценовом сегменте MT8121T:



Дисплей: 12.1” SVGA TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 800 x 600
Поверхностная яркость: (cd/m2): 400
Контрастность: 500:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 3 x USB 2.0
Процессор: 32 бит RISC CPU / 200 МГц
Память: 64 Mb DRAM, 32 Mb Flash Memory
Аудио: 20 бит стерео выход
Питание: 24 В постоянного тока, 0.5 А максимально
Размеры (ДхВхШ): 322х243х51 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Высокопроизводительное решение в среднем ценовом сегменте MT8121X:



Дисплей: 12.1” SVGA TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 800 x 600
Поверхностная яркость: (cd/m2): 450
Контрастность: 600:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 3 x USB 2.0, 1 x miniUSB
Процессор: 32 бит CISC CPU / 500 МГц
Память: 256 Mb DDR-400MHz SDRAM
Аудио: 1 линия выхода, 1 вход микрофона (AC’97 Stereo codec)
Питание: 24 В постоянного тока, 0.8 А максимально
Размеры (ДхВхШ): 322х243х51 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Флагман серии MT8150X:



Дисплей: 15” XGA TFT LCD
Цветность: 65536 цветов максимально
Разрешение: 1024 x 768
Поверхностная яркость: (cd/m2): 350
Контрастность: 700:1
Последовательный интерфейс:
COM1: RS-232/485 2w/4w, COM2: RS-232, COM3: RS-232/485 2w
Ethernet: 1 x 10/100 BaseT
USB: 3 x USB 2.0, 1 x miniUSB
Процессор: 32 бит CISC CPU / 500 МГц
Память: 256 Mb DDR-400MHz SDRAM
Аудио: 1 линия выхода, 1 вход микрофона (AC’97 Stereo codec)
Питание: 24 В постоянного тока, 1 А максимально
Размеры (ДхВхШ): 366х293х59 мм
Защита лицевой панели: NEMA4 / IP65
Рабочая температура: 0~45°C

Из восьми различный моделей серии MT8000 каждый сможет выбрать, то что ему больше всего подходит. А если ко всему этому добавить список поддерживаемых ПЛК (Allen-Bradley, Aromat, DELTA, HITACHI, KEYENCE, KOYO, Matsushita, MITSHBISHI, OMRON, SIEMENS, Toshiba, Yokogawa - всего более 50 моделей), то выбор будет в сторону недорогих и надёжных операторских панелей производства Weintek Labs.
Официальный представитель в РБ ООО «ПЛК-Системы».

На основании статьи
Андрея Казанцева
e-mail: [email protected]