Industrielle Prozesssteuerungen: HMI vs. Panel PC

Die Verwaltung der Produktionsprozesse in einer modernen Industrieanlage ist keine kleine Aufgabe. Die Anlagen müssen ein zuverlässiges Netzwerk von Systemen unterhalten, um alle Aspekte des Anlagenbetriebs zu steuern, zu verfolgen und darüber zu berichten. Die physischen Berührungspunkte, an denen das Betriebspersonal mit diesen industriellen Systemen interagiert, sind die Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs).

Die gängigsten Beispiele für industrielle HMIs sind Bedienfelder und/oder Touchscreens, die Informationen über einen Prozess oder eine Maschine anzeigen und es einem Bediener ermöglichen, mit der HMI zu interagieren, um eine Änderung an dem Prozess oder der Maschine vorzunehmen, mit der sie verbunden ist. Solche Änderungen können manuell am HMI-Panel-Gerät oder aus der Ferne vorgenommen werden.

HMI-Funktionen können durch den Einsatz eines SCADA-Systems (Supervisory Control and Data Acquisition) ferngesteuert werden. SCADA-Kontrollsysteme werden in der Regel zur Steuerung großer industrieller Prozesse in Branchen wie der Wasser-, Öl-, Gas-, Daten- und Elektroindustrie eingesetzt. „Auf der Grundlage von Daten, die von entfernten Stationen empfangen werden, können automatisierte oder bedienergesteuerte Überwachungsbefehle an die Steuergeräte der entfernten Stationen, die oft als Feldgeräte bezeichnet werden, gesendet werden. Feldgeräte steuern lokale Vorgänge wie das Öffnen und Schließen von Ventilen und Schaltern, die Erfassung von Daten aus Sensorsystemen und die Überwachung der lokalen Umgebung auf Alarmbedingungen.^„ – Nationales Institut für Standards und Technologie

Häufige Verwendungen von HMIs

HMI-Geräte sind unverzichtbar, wenn es darum geht, industrielle Prozesse effizient und zügig zu verwalten. Sobald ein Bediener eine Aktion über ein HMI-Gerät auslöst, führt ein angeschlossenes SPS-Modul einen einfachen Befehl aus, um ein Ventil zu öffnen, einen Alarm auszulösen, ein Förderband anzuhalten, eine Warnmeldung zu senden usw. Einige gängige Aufgaben, die von industriellen Systemen mit HMIs und PLCs ausgeführt werden, sind:

• Alarme auslösen
• Erzeugen von Nachrichten
• Erfassen von Sensoreingaben
• Übertragen von Daten
• Anzeige des Systemstatus
• Maschinen steuern
• Prozesse stoppen/starten

HMI-Mängel

Viele Branchen haben HMIs als Standardgeräte für die Maschinen- und Prozesssteuerung in ihren Betrieben eingeführt. Sie enthalten keine beweglichen Teile (Lüfter) und sind hoch spezialisiert, was zu einer kostengünstigen Steuerungslösung führt. Dennoch fehlt es ihnen an Flexibilität. Wenn zum Beispiel Ihr HMI-Gerät an einem bestimmten Zugangspunkt ausfällt, müssen Sie ein Ersatzgerät zur Hand haben. Und das Ersatzgerät muss genau dieselbe Konfiguration haben wie das ausgefallene Gerät, sonst schaden Sie der Produktivität, während Sie ein anderes Gerät sichern oder neu konfigurieren. Sie können dieses Risiko mindern, indem Sie Ersatzgeräte mit übereinstimmenden Konfigurationen bereithalten, aber diese Art von Notfallplan kann ein teures Unterfangen sein.

In der heutigen informations- und datengesteuerten Welt benötigen Prozessingenieure und Betriebsleiter umsetzbare Erkenntnisse und Feedback, um ihre Prozesse kontinuierlich zu verbessern. HMI-Geräte benötigen die Unterstützung von SCADA-Software, um Prozessinformationen in einer Weise zu verfolgen, aufzuzeichnen und zu melden, die für Prozessingenieure sowohl hilfreich als auch umsetzbar ist. Die Entwicklung, der Aufbau und die Pflege eines umfangreichen und komplizierten Netzwerks von Geräten als Teil eines SCADA-Systems kann ein gewaltiges Unterfangen sein.

HMI Alternative: Panel Mount Computer

Es gibt zwar immer noch einige ausgewählte industrielle Anwendungen, bei denen HMIs die bevorzugten Prozesssteuerungsgeräte sind, aber sie verlieren rapide an Unterstützung durch die Industrie. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Funktionalität und Datenverarbeitungsfähigkeiten werden PC-Lösungen in Schalttafeln immer häufiger als Prozesssteuerungsgeräte eingesetzt.

Wenn ein Industrie-Panel-PC ausfällt, kann er im Vergleich zu einem hochspezialisierten HMI-Gerät einfacher konfiguriert werden. Dies senkt die Kosten für den erforderlichen Notfallbestand und trägt dazu bei, die Betriebszeit zu maximieren.

HMI- und SPS-Prozesssteuerungsgeräte verfügen auch nicht über genügend On-Board-Speicher für wichtige Berichtsdaten. Daher sind die Geräte gezwungen, Betriebsdaten an entfernte Server zu übertragen. Sollte die Netzwerkkonnektivität ausfallen, gehen diese wichtigen Informationen verloren, wenn das Gerät seine Daten nicht erfolgreich übertragen kann. Ein industriellerPanel-PC hingegen bietet reichlich Speicherplatz für wichtige Berichtsdaten. Im Falle eines Netzwerkausfalls können die Informationen einfach lokal gespeichert werden, bis die Verbindung wiederhergestellt ist.

Im Vergleich zu den begrenzten funktionalen Fähigkeiten von HMI- und SPS-Geräten ist ein Industrie-Panel-PC weitaus besser. Die Rechenkapazitäten dieses Gerätetyps ermöglichen es Anlagenmanagern, robuste Softwarepakete für das Prozessmanagement einzusetzen und so die Menge und Qualität der vom Prozess erfassten Daten erheblich zu verbessern. Da PC-basierte Systeme außerdem mehrere Funktionen gleichzeitig ausführen können, sind im Vergleich zu einer HMI/PLC-Lösung weniger Zugriffspunkte in der Anlage erforderlich.

Industrielle Panel PC Lösungen

Die Teguar Corporation bietet eine große Auswahl an hochwertigen, anpassbaren Panel-Computerlösungen. Die mit industrietauglichen Computerkomponenten ausgestatteten Produkte von Teguar sind „dafür gemacht, dort zu arbeiten, wo Sie arbeiten, wann Sie arbeiten und wie Sie arbeiten“, und wurden nach Ihren Vorgaben entwickelt. Teguar bietet eine große Auswahl an industrietauglichenComputerlösungen mit wasserdichten und lüfterlosen Optionen, die auch rauen Umgebungen standhalten.