Ovládání strojů pro novou generaci

-- 15.11.17

To, co je už dlouho normálním standardem pro spotřebitele, se stává důležitým tématem pro příští generaci strojů jako součásti Průmyslu 4.0. Pouhé vytvoření atraktivního vzhledu však nestačí. Různé předpisy a postupy stanovují limity. Nejmodernější koncepce řízení a vizualizace jsou pro firmu Eaton stále důležitější ve všech fázích hodnotového řetězce. 

Monitorování stavu, prediktivní údržba - všechny praktické trendy vyplývající z nových příležitostí v digitálním světě, který je součástí Průmyslu 4.0. Všechny tyto přínosy však závisí na řídících jednotkách nebo rozhraní, kde člověk a stroj interagují.

Ať už se jedná o jednoduchá tlačítka, uživatelské terminály, inteligentní zařízení s mnoha dalšími funkcemi nebo přístroje integrované do programovatelných automatů, takzvané rozhraní člověk-stroj (HMI) je něco více než jen pouhá snaha spojit lidi se stroji. Provozní stanice jsou také rozhraní, kde jsou funkce spojeny s provozuschopností a průmyslovými aplikacemi. To platí pro snadné rutinní kontroly, stejně jako pro složité úkoly v „chytré“ továrně a pro průmyslové aplikace v internetu věcí (IoT). Výrobní týmy například těží z toho, že mají kdekoli a kdykoli přístup k informacím o stavu stroje a plánech údržby. Doba trvání odstávky může být proto snížena a produktivita se zvyšuje.

Ti, kteří mají informace na dosah ruky, mohou vhodně reagovat. To vše ovšem jen za předpokladu, že uživatel může zaznamenávat údaje přímo na místě a okamžitě je implementovat podle potřeby. Účinnost závisí méně na uživateli a více na vizualizaci HMI a uživatelském konceptu. Informace mohou být zpracovány graficky, vyloučeny jsou strukturované uživatelské sekvence nebo uživatelské chyby. V těchto případech hraje roli, vedle senzorických fyziologických limitů nebo pomůcek, také ergonomický design. Snadno použitelná rozhraní, která jsou rovněž přizpůsobena rozhraním člověk-stroj, mohou zrychlit procesy a zvýšit produktivitu.

Normy, milníky pro kreativní koncepty

Vhodné uživatelské koncepce také jasně odrážejí nákladové faktory. To je dalším důvodem, proč je HMI výzvou pro konstruktéry. Klíčovou otázkou k diskuzi je: může stroj poskytovat dobře strukturované údaje, ale každá osoba vnímá tato data jinak na základě svých zkušeností z minulosti a interpretuje data na základě své role ve výrobním procesu, své kvalifikace, jazyka nebo kulturního pozadí. Chytré telefony internetové generace mění ovládání gest a pohybu spolu s návyky uživatelů ve výrobním prostředí. Bezpečnostní aspekty hrají také roli v závislosti na aplikaci a je třeba je zvážit. Kromě toho výrobci často vyvíjejí aplikace pro mezinárodní trh, ovšem legislativní požadavky jsou na národní bázi. Nové uživatelské koncepce a vizualizace společnosti Eaton toto berou v úvahu předem.

Evropské normy jasně upravují, jak by měly být základní a bezpečnostní funkce implementovány pro rozhraní člověk-stroj, a jak by měly být provozovány. Určují typ ovládacího prvku, barevné schéma  a označení. Proto se ČSN EN 60204 -1 zaměřuje na bezpečnost elektronických zařízení na strojích, jakož i na jejich uživatelské koncepce. ČSN EN 60073 se zaměřuje na štítky, barevné kódování, použití různých tvarů, textur, polohování a hmatatelnost vibrací, stejně jako na akustiku a čas, pokud je záblesková nebo zvuková frekvence obdobná jako v případě poplašných systémů. ČSN EN 60447 obsahuje další pravidla pro označování provozních zásad.

Kreativní koncepce jsou proto pro inženýry jednoznačně omezeny. Na druhé straně tato oblast je přesně to, kde výrobci mohou vytvářet přidanou hodnotu pro své zákazníky. Dobře strukturované pracovní postupy a specifické podrobné otázky jsou často založeny na časovém faktoru. Lokální trhy rovněž podléhají dalším faktorům, jako jsou obchodní sdružení. Proto mnohé komponenty společnosti Eaton, jako jsou tlačítka EMERGENCY STOP / EMERGENCY OFF (nouzové vypnutí), mají šablony certifikátů, které výrobcům strojů značně usnadní přijetí jejich strojů.

Užitečnost založená na podmínkách použití

Regulace použitelnosti také hrají roli, protože stroje jsou často používány v náročných průmyslových podmínkách. Výrobci musí zohlednit nesčetné množství dalších faktorů v potravinářském průmyslu  například principy hygienického designu zaměřené na takové vlastnosti materiálu a povrchu, které jsou snadné na čištění a zabrání tomu, aby se nečistoty mohly zachytit.

Důležitým faktorem pro montáž je také umístění ovládací jednotky. Společnost Eaton nabízí systém rychlé montáže AFX. Poskytuje ochranu proti pootočení přepínačů, kterou lze řešit s nebo bez aretační drážky. Dalším příkladem jsou komplexní provedení, jako jsou kompaktní řešení RMQ, která integrují technologii propojení a zadní zapouzdření kontaktů s vyšším stupněm krytí pro instalaci přímo do strojů bez potřeby dodatečného krytu.

To, která ovládací jednotka je nejvhodnější, závisí na ergonomických a hmatových faktorech - světelných a pracovních podmínkách (např. práce v rukavicích), které je třeba vzít v úvahu. Funkce nouzového vypnutí musí být realizována mechanickým tlačítkem; v jiných aplikacích funguje HMI nebo chytrý telefon jako konvenční příkazová nebo signalizační jednotka. Množství aplikací se pohybuje za hranicemi standardního provozu, vizualizace a ovládání - kontrolují složitější úkoly, jako je diagnostika a servis.

Všechny smysly do budoucnosti

V budoucnu nebudou chytrá zařízení využívat dnešní multidotykové technologie; existují nové možnosti: ovládání bezkontaktní gestikulací (3D dotyk), aktivace virtuálního tlačítka tlakem (silový dotykový senzor), přenos informací na kůži (dotyk na kůži) nebo řízení ovládacích prvků pomocí holografické projekce (holografický dotyk).

Je zapotřebí více než jen stylové uživatelské provedení, protože toto tvoří pouze jednu dimenzi holistického konceptu uživatelů pro aplikace IoT. Rozhraní pro člověk-stroj je vždy součást automatizačních řešení, kde jádro obsahuje PLC - buď v modulárním, kompaktním nebo HMI / PLC provedení - kombinace řídicího systému a dotykového panelu. Výběr typu ovládání poskytuje nové a zajímavé příležitosti pro uživatele strojů. Různé ovládací a provozní koncepty s různými architekturami a komponenty mohou být implementovány v závislosti na individuálních požadavcích. Zákazník může přenést cloudovou aplikaci do různých typů strojů a současně připojit stávající systémy přes rozhraní HMI / PLC ke cloudu během modernizace. Jedním příkladem takového flexibilního systému s otevřenou standardní sběrnicí je: HMI / PLC XV300 a modulární I / O systém XN300, výrobci strojů mohou pro své zákazníky psát programy pomocí CODESYS a pro vizualizaci využít softwarový nástroj Galileo společnosti Eaton.

Vývoj nebo přizpůsobení rozhraní člověk-stroj může být v případě potřeby outsourcováno nebo zajištěno partnerskou společností. Například výrobci mohou využívat tým aplikačních inženýrů společnosti Eaton a společně pracovat na vývoji uživatelských koncepcí, čímž ušetří čas a náklady na vývoj. To je důvod, proč společnost Eaton tyto nápady zahrnula také do sortimentu svých výrobků. Nejnovější uživatelské koncepce lze nalézt ve všech fázích vytváření hodnot.

Více informací o tomto tématu získáte stažením dokumentu "Inovativní uživatelské koncepty pro příští generaci strojů".

Eaton.com/cz/HMI