CC BY
67Средства человеко-машинного интерфейса производства
концерна Eaton-Moeller
Иван ВЕретененко
automation@petrointrade.ru
В статье представлен краткий обзор модулей человеко-машинного интерфейса (HMI), производимых концерном Eaton-MoeNer и предназначенных для создания систем контроля и управления в различных областях промышленности.
"Ж" 7"онцерн Eaton-Moeller известен на рос-1^ сийском рынке как производитель ши--Ж. Х-рокого спектра высококачественного электротехнического оборудования и контроллеров управления технологическими процессами. Однако современная система управления, отвечающая следующим требованиям: высокая производительность, встроенный интерфейс полевой шины, компактные размеры, интегрированная система входа/выхода с возможностью изменения конфигурации, инструментальные средства программирования, удобные для пользователя, должна обладать функциональными возможности HMI. Это требование включает как минимум наличие текстового дисплея с возможностью графического отображения информации, гистограммы, цифровой клавиатуры с многофункциональными клавишами, наличие разнообразных интерфейсов для подключения к технологическому оборудованию и системе сигнализации. В любом случае интерфейс HMI упрощает работу и облегчает труд оператора.
Современные текстовые, графические и сенсорные дисплеи дают возможность создавать четкие и гибкие инструкции с помощью меню на любом необходимом языке, позволяя фирмам-изготовителям продавать свои системы в любой стране мира на основе единого решения программно-аппаратных средств. Оптимальное решение может быть реализовано с помощью текстовых, графических и сенсорных дисплеев размером от 3,8" до 15". В данной статье приведен обзор средств HMI, предлагаемых компанией Eaton-Moeller.
текстовые панели оператора
Очевидно, что для решения различных задач управления необходимы различные по производительности и информативности средства HMI. На первом уровне совместно с контроллерами используются простейшие текстовые панели оператора со встроенными клавиатурами. Для этого уровня HMI фирма Moeller предлагает серию панелей оператора MI4 (рис. 1).
I UMIME'_L
а
авзиЕсан] і ’ ' ! ■ і і1 j. га ■ ■ і
Ылии і
рис. 1. Панель оператора Eaton-Moeller серии MI4
Таблица 1. Панели оператора Eaton-Moeller серии MI4
MI4-110-KC1 4x20 символов (32x120 пикселей), 11 кнопок
MI4-110-KD1 4x20 символов (32х 120 пикселей), 19 кнопок
MI4-110-KG1/-KG2 4x20 символов (32х 120 пикселей), 35 кнопок. Последовательное подсоединение принтера
MI4-117-KC1 4x20 символов (32x120 пикселей), 11 кнопок. Расширенные функции
MI4-117-KD1 4x20 символов (32x 120 пикселей), 19 кнопок. Расширенные функции
Устройства данной серии оснащены ЖК-дисплеями с возможностью отображения графической информации, светодиодной подсветкой и пленочной клавиатурой. Защита по лицевой панели — IP65. Память проектов — 512 кбайт, расширение памяти проектов (модуль памяти) — до 1 Мбайта. Особенности моделей серии MI4 представлены в таблице 1.
расширенные функции
В случае оснащения панелей оператора MI4 дополнительным модулем они могут подключаться к интерфейсам CANopen, PROFIBUS-DP, Suconet, MPI, DeviceNet и многим другим.
Конфигурация всех устройств серии MI4 производится с помощью единого программного средства — конфигуратора MI4-CFG-1 и не требует для настройки умения программировать на языках высокого уровня. Это программное обеспечение может работать на базе операционных систем Windows 95,
98, ME, NT, 2000 или XP. Меню настраивается автоматически на выбранное устройство. Объектно-ориентированные средства Windows, такие как буксировка, вырезание и вставка, присоединение инструментальных панелей и возможность просмотра проекта в виде древовидной структуры значительно упрощают процесс разработки.
Панели с управляющим контроллером
Второй уровень сложности HMI можно представить как текстовую или графическую панель оператора, объединенную с управляющим контроллером в одном устройстве. При этом подразумевается возможность расширения вычислительной мощности и увеличение количества точек ввода/вывода информации. Для решения задач этого уровня сложности фирма Moeller предлагает текстовые панели оператора типа XV100 (рис. 2). Варианты исполнения моделей данной серии показаны в таблице 2.
M a« in* ;
XUC-100
1-і« Irwu+i ffl-l ITS-
каш esщ&ы
UD fcti-ti,
оо мим И ап ЬШП ODD
рис. 2. Панель оператора Eaton-Moeller серии XV100
Сенсорные панели
Следующий уровень HMI — сенсорные панели оператора. Для этого уровня компания Moeller предлагает две серии продукции: сенсорные панели оператора MI4, новая серия сенсорных панелей XV200/400 и новый многофункциональный дисплей MFD4.
Таблица 2. Панели оператора Eaton-Moeller серии XV
XVC-101-C192K-K82 XV-101-K42 XV-101-K84
ЖК-дисплей:
• 8x20 или 4x10 символов
• 28 кнопок, включая 8 многофункциональных
Интегрированные входы/выходы:
• 10 дискретных входов,
8 дискретных выходов, 24 В/0,5 А
• 8 дискретных входов/выходов с изменяемой конфигурацией
• 2 аналоговых входа, 0-10 В/10 бит
• 2 аналоговых выхода, ±10 В/12 бит
• 2 входа счетчиков, 50 кГц
• 2 входа с обработкой прерываний
• 1 вход для сигналов с частотой до 50 кГц
ОЗУ:
• Программа 192 кбайт
ЖК-дисплей:
• 4x20 символов
• Высота шрифта 5 или 10 мм
• 9 многофункциональных кнопок
со светодиодной индикацией состояния
PLC: ХС100
• 8 дискретных входов
• 6 дискретных выходов
• 4 входа с обработкой прерываний
• Интерфейс CANopen/RS-232
ЖК-дисплей:
• 8x40 символов
• Высота шрифтов 5 или 10 мм
• 15 многофункциональных кнопок
со светодиодной индикацией состояния
PLC: ХС100 или ХС200
• 8 дискретных входов
• 6 дискретных выходов
• 4 входа с обработкой прерываний
• Интерфейс CANopen/RS-232
В зависимости от сложности решаемых задач разработчик системы управления может выбрать то или иное решение.
Сенсорная панель оператора MI4-130-TA1 (рис. 3) имеет 3,8-дюймовый монохромный (320x240) дисплей с резистивным сенсором. Защита по лицевой панели — IP65. Память проектов — 512 Мбайт.
Серия новых сенсорных панелей XV200 (рис. 4) имеет графический монохромный LCD-дисплей с размером экрана 5,7" и возможностью отображения четырех оттенков серого, резистивный сенсор и ряд коммуникационных и сетевых опций. Дисплей имеет разрешение 320x240 пикселей и обеспечивает интуитивно понятный интерфейс для диалоговой работы с оператором. Устройство поддерживает до 100 языков с легкой их сменой. Объем памяти RAM 320 Мбайт в устройстве, работающем с Windows CE, и Flash-память обеспечивают достаточный ресурс для данных и программ. В наличии также часы реального времени с буферной батареей, не требующей обслуживания. Во все модели встроены Ethernet и USB-интерфейсы. Дополнительные интерфейсы RS-232, CANopen или MPI имеются в различных моделях серии.
В устройствах другой новой серии XV400 (рис. 5) функциональность HMI или совмещенного HMI-PLC определяется съемной картой CF (CompactFlash). Конфигурирование графических элементов системы визуализации производится с помощью системы XSoft-GALILEO или с помощью системы XSoft-EPAM, которая выполняется в среде MS-Excel. Когда XV200/XV400 используют в качестве HMI, они могут работать с любым PLC, обеспечивая дружественный интерфейс сенсорной панели. Дополнительные возможности дает запасной слот для коммуникационных модулей. Функциональные качества HMI-PLC предоставляют тот же уровень гибкости в разработке графического интерфейса с помощью XSoft-GALILEO и XSoft-EPAM и вместе с тем прекрасные возможности ПО для PLC — Xsoft PROFESSIONAL. Это программное обеспечение, основу которого составляет система CoDeSys, соответствует нормам IEC61131-3.
В устройствах серии XV400 предлагается широкий выбор коммуникационных опций.
Один или два коммуникационных слота, CANopen, Ethernet 10/100 Мбит, USB и RS-232 обеспечивают максимум гибкости, как панель с функцией шлюза или как связь с уровнем управления посредством Ethernet TCP/IP. Встроены также такие функции, как WEB-сер-
рис. 4. Сенсорная панель Eaton-Moeller серии XV200
рис. 5. Сенсорная панель Eaton-Moeller серии XV400
вер и БТР-сервер, удаленный клиент/сервер или ОРС-клиент/сервер, не только предлагающие различные опции программирования и сетевых функций, но и обеспечивающие значительный прогресс в решении задач автоматизации.
Таблица 3. Технические характеристики сенсорных панелей оператора XV200/400
Параметры XV-232-57 XV-442-57C, XV-432-57C XV-440-10-T, XV-430-10T XV-440-12-T, XV-430-12T XV-440-15-T, XV-430-15T
Диагональ дисплея 5,7" 10,4" 12,1" 15" (в разработке)
Система
Процессор RISC, 32 бит, 200 МГц RISC, 32 бит, 400 МГц RISC, 32 бит, 400 МГц RISC, 32 бит, 400 МГц RISC, 32 бит, 400 МГц
Память 32 кбайт 32 кбайт 32 кбайт 32 кбайт 32 кбайт
Сохраняемая память 100 байт 64 Мбайт 64 Мбайт 64 Мбайт 64 Мбайт
Размер памяти данных/программы CompactFlash CompactFlash CompactFlash CompactFlash CompactFlash
Слот CompactFlash 2
Экран
Дисплей LCD STN монохром/ цветной (в разработке) LCD STN цветной LCD TFT цветной LCD TFT цветной LCD TFT цветной
Разрешение, пикселей 320x240 или 240x320 (1/4 VGA) 320x240 или 240x320 (1/4 VGA) VGA 640x480 или 480x640 VGA 800x600 или 600x800 SVGA 1024x768
Количество цветов 4 оттенка серого/256 256 65 536 65 536 65 536
Обратная подсветка CCF, можно изменять яркость софтом IxCCF, можно изменять яркость софтом 2xCCF, можно изменять яркость софтом 2xCCF, можно изменять яркость софтом 2xCCF, можно изменять яркость софтом
Активная часть экрана 5,7" 5,7" 10,4" 12,1" 15"
Сенсор
Тип Резистивный Инфракрасный 1 резистивный Инфракрасный 1 резистивный Инфракрасный 1 резистивный Инфракрасный 1 резистивный
Технология 4-проводная Световая матрица 1 4-проводная Световая матрица 1 4-проводная Световая матрица 1 4-проводная Световая матрица 1 4-проводная
Коммуникации
Встроенные Ethernet 10/100 MBit, USB Device/Host CAN, Ethernet 10/100 Мбит, RS-232, USB Device/Host CAN, Ethernet 10/100 Мбит, RS-232, USB Device/Host CAN, Ethernet 10/100 Мбит, RS-232, USB Device/Host CAN, Ethernet 10/100 Мбит, RS-232, USB Device/Host
Расширение типа MPN, CNN, BAS, Siemens MPI, CANopen, RS-232
Слоты - 1 2 2 2
1 Питание
Номинальное напряжение 24 В DC, 0,6 A 24 В DC, 1,0 A 24 В DC, 1,0 A 24 В DC, 1,0 A 24 В DC, 1,0 A
Допустимый разброс 18,5-30,2 В DC 18,5-30,2 В DC 18,5-30,2 В DC 18,5-30,2 В DC 18,5-30,2 В DC
І Инструментальные средства
HMI XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO
HMI-PLC XSoft-PROFESSIONAL с XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-PROFESSIONAL с XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-PROFESSIONAL с XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-PROFESSIONAL с XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO XSoft-PROFESSIONAL с XSoft-EPAM или XSoft-GALILEO
Технические характеристики сенсорных панелей оператора XV200/400 приведены в таблице 3.
Среда программирования
Функциональные программы сенсорных панелей оператора типа XV создаются при помощи программного обеспечения XSoft — системы программирования для промышленных PLC, соответствующей международному стандарту ІЕС61131-3. Полностью проработанные технические решения, простота в использовании и широкое применение данного продукта в автоматизированных системах различных фирм-изгото-вителей гарантируют успешную разработку программ для панелей оператора с помощью этого программного обеспечения.
Технические характеристики среды программирования XSoft:
• автоматическое описание переменных;
• автоматическое форматирование/выделение синтаксиса цветом;
• автоматическое форматирование и выделение цветом кодированных/описательных текстов;
• сравнение проектов, удобное для пользователя;
• список команд (ІЦ и структурированный текст ^Т);
• функциональная блок-схема (FBD);
• свободно определяемая графическая функциональная блок-схема/непрерывная функциональная диаграмма (CFC);
• релейно-контактная схема (LD);
• последовательная функциональная схема ^С).
MFD4 — новая концепция визуализации
Новый многофункциональный дисплей MFD4 (рис. 6) построен в соответствии с принципом «простого подключения»: устройство обладает функциями PLC, визуализации, программируется посредством стандартного программного обеспечения easySoft-CoDeSys.
MFD4 — это графический цветной STN-дисплей диагональю 5,7" с 256 цветами и резистивным сенсорным слоем. Устройство также содержит сетевые и коммуникационные функции. Сенсорный экран (разрешение 320x240 пикселей) позволяет создавать интуитивно понятные системы общения с оператором. Важная особенность — абсолютно гладкая поверхность лицевой панели без стыков и щелей, со степенью защиты 1Р65.
MFD4 имеет встроенную память 64 Мбайт SRAM, 2 Мбайт Flash-памяти для хранения данных и программ, 6 Мбайт используются для хранения визуализации. Устройство так-
рис. б. Многофункциональный дисплей MFD4
же имеет часы реального времени с резервным питанием от батареи. При необходимости готовый проект, данные или операционная система загружаются в MFD4 с помощью карточки памяти ММС.
Устройство оборудовано встроенным интерфейсом Ethernet, комбинированными CANopen/easyNET и RS-232. Интерфейс RS-232 используется для программирования и подключения дополнительных устройств: модема, сканера штрих-кодов или RFID-системы. Ethernet-интерфейс может быть использован для загрузки программы и подключения к другим PLC, ОРС-серверу и для обмена данными с системами высокого уровня, такими как SCADA или ERP.
Операционная система Windows СЕ позволяет организовать вывод на принтер данных, аварийных сообщений через Ethernet или FTP-протокол. Для доступа к файловой системе PLC пользователю достаточно ввести в стандартном браузере IP-адрес и пароль устройства.
Среда easySoft-CoDeSys предлагает широкие возможности: готовая визуализация может быть открыта любым PC с доступом в Интернет через обычный Web-браузер. Таким образом, можно легко реализовать задачи, требующие удаленного доступа. Для этого объекты визуализации загружаются в PLC в формате XML, а пользователю необходимо просто отметить галочками в настройках необходимые пункты.
Все устройства, перечисленные выше, не имеют вентиляторов и работают без каких-либо механических движущихся частей. Модуль памяти CompactFlash используется для хранения больших объемов данных. С таким набором возможностей эти устройства «чувствуют» себя превосходно при неблагоприятных внешних воздействиях.
Таким образом, модули HMI компании Eaton-Moeller соответствуют самым современным требованиям, предъявляемым к устройствам подобного типа. Выбор фирмы Eaton-Moeller как комплексного поставщика низковольтных коммутирующих устройств, PLC-контроллеров и HMI позволит создать собственную высоконадежную и удобную в эксплуатации систему управления практически в любой области человеческой деятельности. ■
