Панельные компьютеры и панели оператора (HMI) – что выбрать?

Промышленный компьютер и панель оператора (HMI): пожалуй, их можно сравнить с братьями близнецами. При всем своем внешнем сходстве, на деле это разные устройства, у каждого свои особенности и предназначение. Хотя, точно так же как и братья, они имеют и много общего. Итак, в чем же их различия, недостатки и преимущества, и что лучше выбрать – HMI или панельный компьютер?  Об этом нам рассказал руководитель отдела автоматизации ООО «ФАМ-Электрик» Денис Мельников.

- Денис, оказывается, многие ошибочно полагают, что операторская панель (HMI) и панельный компьютер – одно и то же. Расскажите, что у них общего и в чем разница между этими двумя типами устройств?

Если все упростить и обобщить, то панель оператора тоже можно назвать компьютером. Ведь она работает точно по такому же принципу: у нее имеется процессор, оперативная память. HMI также подключается к COM-порту или Ethernet-разъему промышленного контроллера (ПЛК) и применяется для сбора, обработки и визуализации данных, управления оборудованием и системами автоматизации и т.д.

В большинстве случаев одинаков и способ их крепления – «в щит». То есть, панель или компьютер монтируется в прямоугольное отверстие в электрошкафу, а с внутренней стороны фиксируется крепежными элементами. Кстати, вся без исключения продукция Weintek, которую можно приобрести в компании «ФАМ-Электрик», отличается степенью пылевлагозащиты, как минимум, IP65 по фронту. Достигается это благодаря резиновому уплотнителю с лицевой стороны устройств. Словом, ни пыль, ни влага, ни даже брызги воды не страшны вмонтированным в электрошкаф изделиям. Также все предлагаемые устройства имеют безвентиляторную систему охлаждения. 

Однако ключевая особенность промышленного компьютера в том, что он оснащается процессором Intel (или другим PC-совместимым аналогом, в частности, AMD) и находится под управлением полноценной операционной системы. Такое устройство отличается от обычного ПК лишь панельным исполнением, сенсорным дисплеем, защитными свойствами и комплектующими промышленного класса, характеризующимися повышенной надежностью. На него можно установить любую операционную систему – Windows 7, 8, 10, Linux и т.д., интернет-браузеры, сколько угодно необходимых софтов (например, SCADA-системы, MES-системы, SAR R/3 и т.д.). Можно проигрывать видео- и аудиофайлы. В общем, доступны все функции обычного персонального компьютера. Помимо прочего, эти устройства обладают более высокими техническими характеристиками в целом.

В свою очередь, у панелей оператора – бюджетные процессоры, которые не поддерживают традиционный софт, совместимый с «электронным мозгом» Intel или AMD. Еще один важный нюанс: HMI управляются лишь собственным программным обеспечением. В случае с продуктами фирмы Weintek, ставшей одним из лидеров в данном сегменте, это передовое ПО собственной разработки EasyBuilder. И установить на операторскую панель какое-либо дополнительное ПО (например, ту же SCADA-систему), к сожалению, нельзя.

-  Получается, что панельные компьютеры предоставляют потребителю большую свободу действий. В чем же плюсы HMI?

На самом деле, плюсов масса. Во-первых, это более привлекательная стоимость. Например, панель оператора Weintek  MT8050iE  с диагональю дисплея 4,3" стоит чуть более 250 долларов США. Еще один «козырь в рукаве» HMI – это чрезвычайная легкость подключения, программирования и эксплуатации. Любой инженер АСУ ТП безо всяких затруднений сможет подключить такое устройство к промышленному контроллеру и произвести все необходимые настройки. А вышеупомянутая программа EasyBuilderпозволяет создавать даже сложные проекты, содержащие до 2000 окон, более 10000 переменных.

К слову, панели оператора Weintek по умолчанию совместимы с большинством существующих на сегодняшний день ПЛК: тайваньскими специалистами разработаны драйвера более чем к 250 промышленным контроллерам. Это уже впечатляющий результат, но останавливаться на нем никто не собирается – работа по анализу рынка контроллеров и созданию все новых протоколов продолжается непрерывно.  

- Но все же, возможности HMI диктует собственный софт. Не означает ли серьезные ограничения в плане функционала?  

Вовсе нет. Напротив, операторские панели Weintek – это настоящий кладезь высоких технологий. Так, они оснащаются Ethernet-разъемами, через которые обеспечивается удаленное подключение к ним с любого компьютера или смартфона посредством специальных приложений. Есть функция Data  Sampling (сохранение данных): любой параметр можно непрерывно сохранять в памяти HMI либо на USB-накопителе и анализировать. Имеется и журнал событий, также всегда доступный для анализа.

Развивает Weintek и облачные технологии. Например, функция EasyAccess 2.0, доступная почти на всех HMI этого производителя, предоставляет защищенный удаленный доступ к устройству через Интернет пользователям, находящимся в локальной сети предприятия или подключенным через 3G, 4G-роутер. При этом не требуются выделенный cтатический IP-адрес для каждой панели оператора, сложные настройки маршрутизации и т.д.

Эта целая разветвленная инфраструктура, которая состоит из нескольких специальных серверов в Европе и Китае, являющихся своеобразным мостом между HMI и пользователем. При включении питания и входе в Интернет панель оператора автоматически устанавливает соединение с одним из таких серверов. К нему же подключается и пользователь с любого ноутбука, смартфона или планшетного компьютера при помощи установленного приложения.

Необходимо лишь зарегистрировать вашу операторскую панель на сервере EasyAccess 2.0. Затем вы просто запускаете приложение, и вам доступен перечень всех записанных на ваш аккаунт устройств. Вы также видите статус панелей – онлайн или офлайн. Если операторская панель онлайн (то есть, на нее подано питание и она в сети Интернет), то простым двойным нажатием на нее в списке вы моментально устанавливаете удаленное защищенное соединение и можете управлять устройством.

Стоит отметить, что регистрация на сервере EasyAccess 2.0 обойдется вам в 50 долларов США, однако это единовременная выплата. Далее на протяжении всего жизненного цикла HMI оно обслуживается безо всякой абонентской платы. Технология очень удобна и пользуется колоссальной популярностью: только в этом году мы активировали в инфраструктуре EasyAccess 2.0 более 100 панелей оператора.

Но и это далеко не все инновации. В начале 2016 года в большинство серий продукции Weintek был внедрен передовой протокол МQТТ, с помощью которого осуществляется публикация данных с устройства на удаленный сервер. Не так давно тайваньская компания научила свои HMI работать по протоколу KNX net/IP – это технологичное решение для автоматизации зданий.

Среди последних заметных новшеств – VNC-клиент для операторских панелей, позволяющий нескольким HMI получать изображение с сервера, содержащего весь софт. И если проект изменяется на сервере, все это сразу же фиксируется на панелях оператора и не нужно их перепрошивать. А некоторые модели – например, МТ8103iЕ – имеют встроенный Wi-Fi. Через него очень легко произвести беспроводное подключение панели к ПЛК, EA 2.0 и другим поддерживающим Wi-Fi устройствам.

- Но при этом промышленные компьютеры также неизменно пользуются большим спросом. Видимо, с некоторыми задачами под силу справиться только таким устройствам?

Разумеется. Например, промышленный компьютер незаменим в том случае, если требуется установка каких-либо дополнительных специализированных программ. Как мы уже упомянули, возможности ПО EasyBuilder, под управлением которого находятся панели Weintek, крайне широки. Но в промышленной автоматизации зачастую не обойтись без SCADA-cистем, применяемых для сбора, обработки и управления данными, систем управления высшего уровня (MES, ERP) и т.д.

Притом панельные компьютеры нередко служат не только для управления оборудованием, но и для учета произведенной продукции, затраченных ресурсов. В этом случае на них устанавливаются программы учета, такие как SAP R/3 (SAP ERP).  Также любое такое устройство способно само стать сервером, на нем можно создавать и сохранять базы данных с изображениями.

Еще одно преимущество – возможность установки интернет-браузера. Это крайне важно, так как некоторые современные ПЛК по умолчанию имеют встроенный веб-сервер, на котором и осуществляется визуализация. К сожалению, панели оператора Weintek пока не оснащаются браузером и, соответственно, не могут подключаться к таким серверам.

Кроме того, панельные компьютеры, в отличие от панелей оператора, имеют так называемые слоты расширения: Mini PCIe и PCIe. Они существенное увеличивают перечень устройств, которые можно подключить к компьютеру.

- Не могли бы вы кратко резюмировать вышесказанное?

В общем, как у операторских панелей, так и у промышленных компьютеров есть свои плюсы и минусы. Главные достоинства первых – привлекательная стоимость, простота подключения и программирования, самая широкая совместимость с существующими промышленными контроллерами (более 250 драйверов). Вторые привлекают возможностями полноценного ПК.

Кстати, зачастую эти два типа устройств отлично дополняют друг друга в одной автоматизированной среде. Например, в одной из предыдущих публикаций мы говорили о системах диспетчеризации электросетей, в которых операторские панели применимы непосредственно на сетевых объектах (подстанциях и т.д.), а панельные компьютеры – в узловых пунктах управления и автоматизации.

Беседовал Павел Канаев