Ganz gleich, ob Sie den täglichen Betrieb verbessern oder eine effizientere Datenverwaltung und Kommunikation wünschen: HMIs sind häufig die primäre Lösung für die meisten dieser Probleme.
„Der wertvollste Aspekt der HMI-Technologie ist die Möglichkeit, die Produktion genau zu überwachen und auf sich ändernde Produktionsanforderungen zu reagieren, was zu höherer Effizienz und geringeren Ausfallzeiten führt“, sagt RBeilke, Produktspezialist für industrielle Personalcomputer. „Diese Vorteile sind das Ergebnis verbesserter Diagnose und Überwachung.“
Obwohl es offensichtlich ist, warum ein HMI-System für jedes Unternehmen von Vorteil ist, sollten Sie sich am besten mit den Besonderheiten von HMI auskennen, wissen, was es kann und welche Anforderungen Sie an diese Art von Software stellen, um das richtige System auszuwählen.
Was ist HMI-Software?
Human Machine Interface (HMI)-Software ist eine der einflussreichsten und sich am stärksten entwickelnden Technologien der Welt. HMI ist derzeit eine Multimilliarden-Dollar-Industrie, die sich ständig verändert und zu immer wichtigeren und vielseitigeren Produkten für Unternehmen und Benutzer in einer Vielzahl von Branchen entwickelt.
HMIs sind Schnittstellen, die eine Mensch-Computer-Interaktion ermöglichen. Der Durchschnittsmensch nutzt sie täglich, sie werden aber auch in allen möglichen Branchen eingesetzt, beispielsweise im Gesundheitswesen, in der Automobilindustrie, in Kraftwerken, in der Lebensmittelindustrie und mehr. Was ein HMI jedoch gut funktionieren lässt, sind die folgenden zwei Grundkomponenten:
Eingang:Eingabe ist die Art und Weise, wie der menschliche Benutzer der Maschine mitteilt, was sie tun soll. Bei der Kommunikation mit der Maschine kommt die Benutzerseite des HMI ins Spiel. Sie können eine Tastatur, Tasten, einen Touchscreen, einen Joystick, eine Maus oder Schalter verwenden.
Ausgabe:Die Maschine muss den Benutzer über den Fortschritt der Befehle auf dem Laufenden halten. Über dieselbe HMI kommuniziert die Maschine mit dem Benutzer, um Informationen über Statusleuchten, Ventile oder Töne anzuzeigen.
HMIs gibt es überall. Tatsächlich verwenden Sie sie gerade jetzt: Ihr Computerbildschirm oder Ihr Touchscreen-Telefon sind großartige Beispiele für alltägliche Schnittstellen. Wenn Sie diese Software also für Ihr Unternehmen installieren, wie funktionieren sie tatsächlich auf Ihrem Computersystem?
Wie funktioniert es?
Unabhängig davon, ob Ihr Unternehmen ein SCADA-System (Supervisory Control and Data Acquisition) verwendet oder auf SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen) setzt, muss das HMI mit dem internen Computersystem kommunizieren, um Befehle ausführen zu können. Dies bedeutet normalerweise, dass das HMI direkt mit der SPS kommuniziert, was für den täglichen Betrieb in den meisten Branchen unverzichtbar und entscheidend ist.
Wenn beispielsweise ein menschlicher Benutzer einen Befehl über die HMI sendet, muss die HMI denselben Befehl an die SPS senden, die diese Informationen empfängt, verarbeitet und die Anforderung ausführt. Wenn der Befehl ausgeführt oder abgeschlossen wird, signalisiert die HMI dem menschlichen Benutzer den Befehlsstatus. Ein einfaches Beispiel könnte das Drücken einer Taste zum Einschalten eines Systems sein. Die HMI übermittelt die Anforderung und die SPS führt sie aus. Im Gegenzug zeigt die HMI dem Benutzer an, dass das System eingeschaltet wurde, normalerweise durch eine Art visuelle oder akustische Bestätigung, beispielsweise durch Text, Lichter oder Ton.
Vorteile von HMI für Ihr Unternehmen
Bei der Auswahl eines HMI-Systems für Ihr Unternehmen sollten Sie sich etwas Zeit nehmen und prüfen, ob diese erheblichen Vorteile auch zu einer Verbesserung Ihrer täglichen Produktivität beitragen.
Es gibt viele Gründe, warum HMI für jedes Unternehmen von Vorteil ist. Für viele sind die attraktivsten Gründe jedoch die sichere Kommunikation, die einfache Datenverwaltung und die kostengünstigen Funktionen.
Vorteil Nr. 1: Einfache Kommunikation
Einer der attraktivsten Aspekte von HMIs ist die einfache Kommunikation. Betrachten Sie es einmal so: Erst 1956 begannen Forscher mit der direkten Tastatureingabe an Computern zu experimentieren, was letztlich die Art und Weise veränderte, wie sich diese Maschinen in den nächsten Jahrzehnten entwickelten. Die Kommunikation mit Computern wurde plötzlich unglaublich einfach – und letztlich lebensverändernd.
Darüber hinaus waren HMIs einfach zu bedienen, da sie Daten visualisierten, problemlos über Fortschritte berichteten, auf Probleme oder Änderungen an der Maschine aufmerksam machten und jedes notwendige Element vereinfachten. Heute können HMIs effektiv mit Benutzern kommunizieren und Störungen, Kosten, Probleme und deren Ursachen erklären, was zu höherer Genauigkeit und zuverlässigeren Informationen führt.
Vorteil Nr. 2: Datenmanagement
HMI trägt dazu bei, den manuellen Arbeitsaufwand für die Dokumentation und Datenaufbewahrung zu reduzieren. HMI hilft dabei, praktisch alles zu optimieren und zu automatisieren und so unnötige Arbeitskosten zu reduzieren. Im Gesundheitswesen beispielsweise können Datenqualitätsbewertungen (DQA) problemlos in einer virtuellen Datenwolke gespeichert werden, auf die über HMI zugegriffen werden kann, was zu genauen, konsistenten und zeitnahen Berichten führt.
Vorteil Nr. 3: Kosteneffizienz
Egal, ob Sie ein kleines Unternehmen oder ein großes Industrieunternehmen führen, die Umstellung auf HMI-Software ist eine der besten Entscheidungen für Ihr Budget. Auch wenn die Installationskosten zunächst hoch sein können, werden Unternehmen ihre Investitionen wahrscheinlich innerhalb von zwei Jahren nach der vollständigen Inbetriebnahme wieder hereinholen. Auf diese Weise kann Ihr Unternehmen auf Papier verzichten und muss nicht befürchten, relevante Daten oder Unterlagen zu verlieren.
Auswahl des besten HMI für Ihr Unternehmen
Es ist unbedingt erforderlich, dass Sie das richtige HMI-System für Ihre Anforderungen erhalten. Diese Kurzanleitung kann Ihnen dabei helfen, die HMI-Typen einzugrenzen, die Ihr Unternehmen möglicherweise benötigt. Sie beginnt mit der Auswahl des richtigen Typs, der Entscheidung, wie es im Alltag verwendet wird, und der Bewertung Ihrer Anforderungen.
Schritt 1: Einen Typ auswählen
HMIs gibt es in allen Formen und Größen, aber letztendlich gibt es nur drei Arten von HMI-Systemen. Alle dienen demselben Zweck – effektive Kommunikation und Datenverwaltung –, eignen sich jedoch möglicherweise besser für bestimmte Umgebungen und Zwecke.
Typ Nr. 1: Knopfersatz
Der Ersatz von Drucktasten ist wahrscheinlich die älteste und am weitesten verbreitete Art von HMI. Da zentrale Bedienfelder aus mehreren Tasten mit bestimmten Funktionen bestehen, verwenden viele Anlagen Ersatztasten, um die Produktivität zu steigern.
Die Methodik ist wie folgt: Mitarbeiter können verschiedene Befehle über eine einzige Schnittstelle ausführen, also per Knopfdruck. Diese Art von HMI vereinfacht den Herstellungsprozess und erhöht die Effizienz. Eines der häufigsten Beispiele sind wahrscheinlich die „Ein“- und „Aus“-Tasten an den meisten Maschinen.
Typ Nr. 2: Datenhandler
Data Handler-HMIs werden in Branchen und Unternehmen eingesetzt, die konsistentes Feedback von Maschinen benötigen. Diese Arten von HMIs werden hauptsächlich zum Sammeln und Aufbereiten von Daten verwendet und sind in informationsreichen Umgebungen besonders wichtig.
Wenn ein Unternehmen beispielsweise Daten von einer Maschine oder einem Gerät erfassen muss, geschieht dies höchstwahrscheinlich über ein Data Handler HMI. Diese HMIs ermöglichen dem Benutzer eine einfache Kontrolle durch Funktionen wie Datentrends, Datenprotokollierung, Alarmbehandlung und mehr.
Typ Nr. 3: Supervisor
HMIs sind relativ neu und werden immer dann installiert, wenn SCADA oder MES (Manufacturing Execution Systems) benötigt werden. Sie arbeiten in großen Umgebungen zusammen, um weite Bereiche zu überwachen.
Supervisoren laufen normalerweise auf einem Windows-Betriebssystem, das die Visualisierung zwischen dem menschlichen Benutzer und der Maschine mithilfe einer grafischen Schnittstelle auf einem elektronischen Display ermöglicht. Es verfügt über mehrere Ethernet-Ports für die Kommunikation und kann die gesamte Site anzeigen.
Schritt 2: Entscheiden Sie, wie Sie es verwenden möchten
Wie und wo Ihr HMI verwendet wird, ist eines der wichtigsten Puzzleteile. Sie müssen zwar sicherstellen, dass es zu Ihren anderen Systemen wie SCADA oder SPS passt, aber die meisten Installateure können neue oder vorhandene Systeme problemlos integrieren.
Darüber hinaus müssen Sie auch die Betriebsumgebung berücksichtigen.
Lebensmittelverarbeitungsanlagen oder HMIs für den Außenbereich erfordern möglicherweise besonderen Schutz, beispielsweise eine hohe Schutzart (IP-Schutzart, ausgesprochen „IPXX“). Diese legt fest, ob das Gehäuse eines elektrischen Produkts Funktionsteile vor Wasser oder Staub schützen kann und das Produkt somit länger funktioniert.
Andererseits kann eine laute oder vibrationsintensive Industrieumgebung wie die eines Automobilherstellers gehärtete Industriepanels erfordern. In einer solchen Umgebung benötigen Sie ein robustes HMI-System, das jahrelangen Einsatz bei vielen Bewegungen und Aktionen übersteht.
Schritt 3: Bewerten Sie Ihren Bedarf
HMIs sollen Ihnen das Leben leichter machen. Sie sollten einfach zu bedienen und zu verstehen sein, weshalb die Lernkurve relativ niedrig ist. Wenn Sie das richtige HMI für Ihr Unternehmen auswählen, müssen Sie daher Ihre Anforderungen ermitteln, die Folgendes umfassen können:
- Bildschirmgröße, -typ und -auflösung
- Internetzugang und technischer Support
- Die Arten der auszuführenden Aufgaben
- Andere Systeme, mit denen es verbunden wird, wie SCADA oder MES
Die gute Nachricht ist, dass die meisten Unternehmen mit Installationskapazitäten wissen, wo sie anfangen müssen und wie sie Ihre Anforderungen erfüllen können. Wenn Sie also ein Gespräch mit Unternehmen führen, sollten Sie unbedingt Ihre Anforderungen sowie andere wichtige Anweisungen wie die Verwendung angeben.
Abschluss
Wenn Sie diese wichtigen Schritte berücksichtigen, werden Sie besser verstehen, welche Art von HMI-System Sie benötigen. Letztendlich ist es am besten, wenn Sie Ihr ideales HMI von einem erfahrenen, professionellen Unternehmen anpassen lassen, basierend auf dem Typ, den Sie benötigen, wie Sie es verwenden werden und anderen Spezifikationen.
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