Inicialment, la majoria de les aplicacions HMI incrustades es dedicaven a gestionar tasques específiques en un sol dispositiu. S'utilitzarà una HMI incrustada típica per substituir els botons, indicadors, indicadors analògics i rodets en un tauler d'operador de màquina senzill. Es comunicarà amb el controlador de la màquina (normalment un controlador lògic programable (PLC)) a través d'un enllaç de comunicacions sèrie de baixa -velocitat i no es comunicarà amb altres dispositius, controladors o ordinadors.
La programació d'aquestes HMI incrustades bàsiques es fa en un ordinador i el programa compilat es descarrega a l'HMI mitjançant comunicacions en sèrie. Les HMI incrustades utilitzen sistemes operatius (SO) i maquinari propietaris, que poden ser costosos. Un cop programada, l'HMI incrustada no es pot modificar ni canviar tret que es reprograma a l'ordinador, s'apaga l'HMI i es carrega un nou programa.
Malgrat aquests alts costos i limitacions, les HMI incrustades ofereixen millores enormes en flexibilitat, rendiment i cost respecte a les solucions d'interfície d'operador amb cable{0}}hard existents.
Els estalvis més significatius es deuen a l'eliminació de les entrades i sortides de PLC per a tots els dispositius d'interfície d'operador. Amb els dispositius d'interfície d'operador muntats en panell-per cable, cada polsador requereix una entrada de PLC discreta corresponent, cada llum s'acciona per una sortida de PLC discreta, cada mesurador requereix una sortida analògica de PLC i cada volant i potenciòmetre està connectat a una entrada analògica de PLC. Això no només era molt car per endavant, sinó que va ser un malson.
Amb una interfície d'operador cablejada, només afegir llums indicadores requereix perforar forats al panell frontal del recinte, instal·lar els llums i les seves plaques d'identificació, tornar a connectar els llums a les sortides del PLC i reprogramar el PLC. això suposa que hi ha prou espai al panell frontal i sortides de PLC de recanvi. En canvi, la tasca de reprogramar l'HMI i el PLC per afegir símbols indicadors addicionals és relativament senzilla.
Per a màquines i altres aplicacions que requereixen un gran nombre de botons, llums, indicadors i rodes o potenciòmetres-tots amb les corresponents E/S de PLC-HMI incrustades poden proporcionar un estalvi de costos important. A més, les HMI incrustades poden oferir funcions avançades com ara tendències i gràfics, que poden substituir els gravadors de gràfics.
Evolució de l'HMI
Per evolucionar des d'una interfície bàsica d'operador de màquina de manera aïllada a un sistema avançat, les HMI incrustades utilitzen els mateixos canvis tecnològics que van impulsar l'evolució dels sistemes SCADA (és a dir, ordinadors i sistemes operatius Windows).
A principis de la dècada de 1990, els ordinadors es van introduir a les fàbriques i plantes, sovint allotjant SCADA i programari similar a les sales de control. Més tard, durant el segle, es van introduir els ordinadors industrials per permetre que les aplicacions HMI avançades migren a la fàbrica.
Després d'algunes reticències inicials al mercat a causa del mal rendiment-en temps real i dels reinicis freqüents de Windows, aquestes HMI avançades basades en PC-es van convertir en l'estàndard de facto, fent sonar el campanar de mort per a SCADA propietari i altres sistemes HMI avançats.
La següent revolució es va produir a les àrees relacionades de l'ample de banda i les xarxes. Gràcies a l'ampliació de les capacitats d'Ethernet, l'ample de banda va augmentar dràsticament, permetent que els sistemes es connectessin fàcilment entre ells, acabant així amb les sitges d'automatització.
La introducció d'estàndards de xarxa com TCP/IP i l'arquitectura SCADA basada en PC-cada cop més oberta va permetre que cada cop més dispositius remots, com ara ordinadors portàtils i ordinadors d'oficina, accedeixin a la informació de la botiga.
Després de la introducció del SCADA basat en PC-, la introducció de la plataforma SO Microsoft Windows CE va permetre als desenvolupadors oferir moltes de les eines i capacitats dels sistemes SCADA basats en PC-a una àmplia gamma de dispositius remots de menor capacitat. Com a resultat, molts venedors van competir per crear plataformes de baix-cost, fent baixar els preus del maquinari.
Al mateix temps, Internet ha obert el camí per a l'intercanvi d'informació entre una gamma més àmplia de plataformes de maquinari, com ara HMI, PLC i sistemes SCADA incrustats. Els paquets de programari HMI integrats i avançats van començar a oferir accés remot, primer des dels navegadors i després des de les aplicacions. Això va ser més que un factor de comoditat, ja que donar als operadors i gestors la possibilitat de veure informació des de qualsevol lloc va ajudar a les plantes a funcionar de manera més eficient amb menys mà d'obra.
En adoptar Windows CE i el seu successor de Windows incrustat com a sistema operatiu estàndard, les HMI incrustades semblen i funcionen més com paquets de programari HMI basats en PC- i Windows-avançats. Per a molts usuaris, les HMI incrustades són ara més que adequades per a les seves aplicacions, cosa que els permet canviar d'HMI basades en PC-. Això comporta un gran estalvi de costos perquè tot allò associat a l'HMI incrustat és molt més barat, inclòs el programari de programació, les llicències d'execució, les tarifes anuals de manteniment del programari i les plataformes de destinació.
L'ús d'una HMI basada en PC-en un entorn industrial requereix un PC industrial i un monitor. Amb l'HMI incrustada, una plataforma millorada industrialment pot complir la mateixa funció a un cost significativament més baix. El programari HMI incrustat modern pot residir en plataformes incrustades amb una potència de processament, memòria i altres recursos de maquinari limitats, però encara ofereix funcions avançades com ara interfícies gràfiques-de fàcil accés, accés remot i informes-en temps real i tendències dels indicadors clau de rendiment.
Accés remot i interfícies-de fàcil accés
Els enginyers i els operadors esperen que la mateixa facilitat d'ús i funcionalitat que obtenen dels seus dispositius personals estiguin presents als seus entorns de treball, especialment quan es tracta d'HMI. Amb els telèfons intel·ligents i les tauletes actuals que estableixen les expectatives dels usuaris per a la connectivitat sense fil, les interfícies gràfiques i la mobilitat superior, no és d'estranyar que l'electrònica de consum s'estigui convertint en una força important en l'HMI industrial. De fet, moltes organitzacions estan reduint costos instituint polítiques "Bring Your Own Device" (BYOD) que permeten al personal de producció utilitzar els seus propis telèfons intel·ligents i tauletes com a HMI mòbil.
Els usuaris d'HMI ara demanen una experiència d'interfície d'operador unificada a tots els dispositius. Volen que el programari HMI-ja sigui incrustat o basat en PC--per oferir la mateixa experiència de tauler de control en diversos tipus de maquinari, des de pantalles HMI incrustades fins a telèfons intel·ligents i tauletes, independentment del sistema operatiu.
Com a resposta, una sèrie de paquets de programari HMI incrustats ofereixen ara aquestes capacitats. Aquestes solucions de programari creen aplicacions per a dispositius HMI incrustats a les quals es pot accedir des d'ordinadors, altres HMI incrustades, telèfons intel·ligents i tauletes.
En proporcionar suport HTML5, aquestes solucions HMI són fàcilment accessibles a la pantalla principal de l'HMI, però tenen una mida per adaptar-se a tots els dispositius que admeten l'estàndard HTML5. L'estàndard HTML5 allibera els usuaris de baixades lentes del navegador d'Internet o d'esperar mesos perquè es creïn aplicacions per al seu dispositiu específic, ja que permet als proveïdors de programari HMI incrustat desplegar ràpidament una aplicació a pràcticament qualsevol telèfon intel·ligent o tauleta. A mesura que les polítiques BYOD siguin més freqüents, el suport HTML5 es convertirà en un requisit, ja que el personal utilitza diversos dispositius a la feina i exigeix aplicacions que superin els navegadors.
Les dades no només s'han de presentar de la mateixa manera a través dels dispositius per millorar l'eficiència del personal, sinó que també han de ser fàcils d'accedir i manipular. Tot i que la tecnologia multi-tàctil pot semblar una altra funció de "jo també", en realitat ajuda els usuaris a executar ordres fins a tres vegades més ràpid que les pantalles tàctils simples-tradicionals.
A mesura que cada cop s'utilitzen més dispositius de mà per recuperar informació, els usuaris necessiten una manera familiar i ràpida d'interactuar amb les dades. Multi-touch aporta les capacitats familiars dels telèfons intel·ligents i les tauletes a aplicacions industrials, com ara el desplaçament, el zoom, la rotació d'objectes i l'exploració-. En lloc de perdre un temps valuós movent-se entre pantalles amb menús desplegables-i ordres en cas d'emergència, els usuaris multitàctils poden trobar la informació necessària, després ampliar l'àrea del problema i fer canvis en segons.
El futur està al nostre voltant
Els avenços en les HMI han ampliat la gamma de dispositius d'interfície d'automatització industrial i, a mesura que les aplicacions s'integren més, és possible que algun dia es substitueixi per un terme nou, com ara la visualització. Aquesta possibilitat pot ser encara més gran quan es parla d'HMI incrustada.
Els dies de les HMI aïllades, cares i patentades amb una funcionalitat limitada i accés només per part de l'usuari davant de la màquina estan arribant ràpidament a la seva fi. Les aplicacions HMI incrustades actuals ofereixen moltes de les capacitats de SCADA i altres sistemes HMI avançats, però a un preu molt més atractiu, especialment per a aplicacions de planta-que requereixen una plataforma millorada industrialment.
Tot i que en alguns casos encara es necessitaran operadors a la botiga, la proliferació de dispositius HMI remots que es comuniquen amb controladors i HMI locals augmentarà considerablement la mobilitat i la productivitat dels treballadors. Aquest futur no substituirà la necessitat dels humans, sinó que augmentarà considerablement el seu abast a múltiples plantes i àrees de plantes, cosa que els permetrà aplicar ràpidament la seva experiència per millorar les operacions segons sigui necessari.