Systemy sterowania maszynami nowej generacji

 

To, co od dawna jest standardem dla konsumentów, staje się obecnie ważnym tematem przy nowej generacji maszyn w ramach Przemysłu 4.0. Stworzenie tylko atrakcyjnej powierzchni nie jest wystarczające. Różne regulacje i praktyki wyznaczają granice.

Monitorowanie stanu, diagnostyka i zapobieganie usterkom, rozmiar partii 1 – wszystkie praktyczne trendy wynikające z nowych możliwości w świecie cyfrowym, będącym częścią Przemysłu 4.0. Wszelkie zalety tych trendów zależą jednak od jednostek sterujących lub interfejsu, w którym współdziałają człowiek i maszyna.

Niezależnie od tego, czy chodzi o proste przyciski, terminale operatorskie, inteligentne urządzenia z wieloma dodatkowymi funkcjami czy też urządzenia zintegrowane ze sterownikami PLC: Tak zwane interfejsy człowiek-maszyna (HMI) to coś więcej, niż tylko łączenie ludzi ze światem maszyn. Stacje operatorskie są również interfejsami, w których funkcje i zastosowania są powiązane z użytecznością aplikacji przemysłowych. Dotyczy to prostych rutynowych weryfikacji, jak również złożonych zadań w Inteligentnej Fabryce i zastosowaniach przemysłowych w Internecie Rzeczy (IoT). Na przykład zespoły produkcyjne korzystają z dostępu do informacji o stanie maszyny i planach konserwacji w dowolnym miejscu i w każdej chwili. Można zatem zmniejszyć czas przestojów i zwiększyć wydajność.

Pracownicy, którzy mają informacje na wyciągnięcie ręki, mogą odpowiednio zareagować. Pod warunkiem, że operator może nagrywać dane na miejscu i na bieżąco oraz jak najszybciej je zaimplementować. Skuteczność jest mniej zależna od samego operatora, a bardziej od wizualizacji HMI. Informacje mogą być przetwarzane graficznie, sekwencje pracy operatora ustrukturyzowane, a błędy wyeliminowane. W tych przypadkach ergonomiczny projekt odgrywa ważną rolę wobec sensorycznych granic fizjologii człowieka. Łatwe w obsłudze interfejsy, które są również przystosowane do interfejsów maszynowych, mogą przyspieszyć procesy i zwiększyć wydajność.

 

Normy i przepisy: Podstawy kreatywnych koncepcji

Odpowiednie koncepcje użytkowników również odzwierciedlają czynniki generujące koszty. Jeszcze jeden powód, dla którego HMI stanowi wyzwanie dla inżynierów projektantów. Istotą sprawy jest to, że maszyna może dostarczyć dobrze sformatowanych danych, ale każda osoba postrzega te dane w różny sposób w oparciu o dotychczasowe doświadczenia i interpretuje je w oparciu o swoją rolę w procesie produkcji, swoje kwalifikacje, język lub pochodzenie kulturowe. Smartfony, których obsługa oczekiwana jest później przez operatora w środowisku produkcyjnym, wywołują nawyki sterowania gestami i ruchem. Aspekty bezpieczeństwa odgrywają ważną rolę również w zależności od zastosowania i muszą zostać uwzględnione. Ponadto producenci często opracowują zastosowania na rynki międzynarodowe, ale wymogi prawne są krajowe.

Normy europejskie jasno określają sposób, w jaki powinny być wprowadzane i stosowane podstawowe funkcje bezpieczeństwa dla interfejsów maszynowych i jak nimi operować. Określają one rodzaj elementu sterowniczego, kolorystykę i oznaczenia. Zatem norma IEC/EN 60204-1 koncentruje się na aspektach bezpieczeństwa elektronicznego wyposażenia maszyn. PN-EN 60073 skupia się na oznaczeniach, przede wszystkim na kolorystyce, wykorzystaniu kształtów, tekstury, położenia i wyczuwalności drgań, a także na akustyce i czasie, w którym częstotliwość błysku lub dźwięku jest zbliżona do częstotliwości systemów alarmowych. PN-EN 60447 obejmuje ogólne zasady dotyczące elementów manipulacyjnych sterowanych ręcznie.

Koncepcje twórcze dla inżynierów są zatem jasno ograniczone. Z drugiej strony, to właśnie w tym aspekcie producenci mogą tworzyć wartość dodaną dla swoich klientów. Chęć dobrego zorganizowania procedur operatorskich i uwzględnienia szczegółowych kwestii jest często czynnikiem wpływającym na czas wprowadzenia produktu na rynek. Rynki lokalne są również poddane innym czynnikom, takim jak wymogi lokalnych stowarzyszeń technicznych.

 

Użytkowość w oparciu o warunki użytkowania

Regulacje dotyczące użytkowości również odgrywają istotną rolę, ponieważ maszyny są często używane w trudnych warunkach przemysłowych. W przemyśle spożywczym producenci muszą wziąć pod uwagę szereg różnych czynników: higieniczne zasady projektowania koncentrują się na właściwościach materiałowych i powierzchniowych (na uniknięciu małych szczelin w powierzchni i zbierających się w nich zanieczyszczeń) lub na umożliwieniu łatwego dostępu do niedostępnych części w celu ich szybkiego wyczyszczenia.

Kwestie umiejscowienia i sposobu montażu elementów sterowniczych to również ważne czynniki przy montażu. To, które elementy sterowania są najbardziej odpowiednie, zależy od czynników ergonomicznych i dotykowych: określony poziom oświetlenia lub praca z rękawiczkami to pewne czynniki, które powinny być wzięte pod uwagę. Funkcja AWARYJNEGO WYŁĄCZANIA musi być zrealizowana mechanicznym przyciskiem; ale w innych zastosowaniach HMI lub smartfon mogą zostać zastosowane jako klasyczna lampka czy przycisk. Rozszerzony zakres zastosowań wykracza poza normalne działanie, wizualizację i sterowanie do bardziej złożonych zadań, takich jak diagnostyka i serwisowanie.

 

Wszystkie zmysły w przyszłości

W przyszłości inteligentne urządzenia mogą już nie używać dzisiejszych technologii wielodotykowych; Wdrażane są nowe technologie, takie jak obsługa za pomocą bezdotykowego sterowania gestem (dotyk 3D), aktywacja wirtualnego przycisku poprzez wywieranie nacisku (czujnik dotykowy), przesyłanie informacji na skórę (dotknięcie skóry) lub działanie elementów sterujących przez dotyk projekcji holograficznej (dotknięcie hologramu), to tylko kilka przykładów.

Potrzeba więcej niż tylko stylowej powierzchni użytkowej, ponieważ stanowi ona tylko jeden aspekt całościowej koncepcji operatorskiej dla zastosowań IoT. Interfejs człowiek-maszyna jest zawsze częścią rozwiązań automatyki, gdzie rdzeń stanowi sterownik PLC (modułowy lub kompaktowy) lub jako HMI/PLC – tworząc połączenie ekranu dotykowego z funkcjami sterowniczymi. Dostępność wielu różnych elementów sterowania zapewnia nowe i interesujące możliwości dla producentów maszyn. W zależności od indywidualnych wymagań można realizować różne koncepcje sterowania i obsługi z dostosowaną architekturą i komponentami. Klient może wdrożyć aplikację cloud (chmura) do różnych typów maszyn, jak również podłączyć istniejące systemy za pomocą sterownika HMI/PLC do chmury podczas prac modernizacyjnych.

Opracowanie lub adaptacja interfejsu człowiek-maszyna może być w razie konieczności zlecona firmie zewnętrznej lub partnerowi współpracującemu z daną firmą. Wdrożenia najnowszych koncepcji operatorskich można realizować na wszystkich fazach tworzenia aplikacji.

 

Autor: Tobias Ischen, Product Manager Eaton w Bonn

Authors

Related posts

Góra
English