Rys. 1. Panele operatorskie firmy Beckhoff
Panele operatorskie stanowiące interfejs HMI są istotnym elementem systemów automatyki. Służą one do wyświetlania informacji, wizualizacji stanu procesów technologicznych oraz kontroli pracy instalacji automatyki. Oprócz zastosowań przemysłowych wykorzystywane są one coraz częściej też w nowych typach aplikacjach - np. systemach automatyki budynkowej, w terminalach dotykowych, budynkach użyteczności publicznej oraz w aplikacjach medycznych.
Ich użycie pozwala znacznie poprawić warunki pracy, ułatwiając monitoring i obsługę instalacji oraz urządzeń. W asortymencie firmy Beckhoff znajdują się różne panele operatorskie (rys. 1). Ze względu na gwałtowny rozwój technologii komputerowych większość HMI realizuje obecnie funkcje komputera przemysłowego i zazwyczaj w ich skład wchodzą: płyta główna, procesor i pamięć, układy graficzne i odpowiedzialne za komunikację, dyski oraz inne podzespoły.
W zależności od potrzeb omawiane panele mogą być wyposażone w odmienne elementy umożliwiające ich obsługę. Są to różne rodzaje klawiatur; dostępne są też specjalne wykonania z polem dotykowym typu touchpad oraz ekranem dotykowym. Obecnie jednym ze standardów wprowadzania danych staje się stosowanie ekranów dotykowych.
W celu poprawy jakości pracy w warunkach przemysłowych, firma Beckhoff wykorzystuje w nowych panelach technologię pojemnościową PCT (Projected Capacitive Touchscreen). Umożliwia ona precyzyjną lokalizację punktu dotyku nawet przez dodatkową szklaną warstwę ochronną umieszczoną przed ekranem oraz zapewnia możliwość obsługi w rękawicy roboczej (np. lateksowej).
Panele są odporne na występujące zabrudzenia - np. kroplami cieczy. Nową cechą jest możliwość pracy wielodotykowej (multitouch). W zaprezentowanych panelach firmy Beckhoff wykrywany i śledzony jest równoczesny dotyk w pięciu punktach. Pozwala to na wykrywanie i obsługę operacji wykonywanych obiema rękoma na ekranie (rys. 2).
Rys. 2. Panele wielodotykowe firmy Beckhoff
W aplikacjach przemysłowych można więc korzystać z nowych funkcji takich jak powiększanie lub przewijanie obiektu. Dodatkowo gęsta siatka punktów nacisku zapewnia niezawodne działanie, zaś płynny i długi ruch jest wykrywany oraz obsługiwany bez widocznych, rozpraszających przeskoków. W przypadku aplikacji, gdzie nie jest wymagana praca wielodotykowa, można ustawić standardowy tryb pracy jednodotykowej.
Ekrany nowych paneli o dużych rozdzielczościach i głębi kolorów wykonane są w technologii TFT-LCD. Cechują się one wysoką jasnością i kontrastem oraz widocznością pod dużymi kątami. Pozwala to na stosowanie ich w warunkach silnego oświetlenia, w miejscach nasłonecznionych oraz gdy wyświetlacz jest znacznie nachylony względem operatora.
Panele dostępne są w wykonaniach o różnych rozmiarach i formatach. Oprócz standardowych wersji o formacie 4:3 i rozmiarach 12" (rozdzielczość 800×600), 15" (rozdzielczość 1024×768), 19" (rozdzielczość 1280×1024), rozszerzono zakres oferty o panele z ekranami panoramicznymi o rozmiarach 7" (rozdzielczość 800×480), 15,6" (rozdzielczość 1366×768), 18,5" (rozdzielczość 1366×768) oraz 24" (rozdzielczość 1920×1080).
Istotną cechą omawianych urządzeń jest także ich niewielka grubość - nie przekracza ona 2,5 cm. W przypadku wymagających obliczeniowo zastosowań, z ekranem zintegrowany jest moduł z jednostką centralną umieszczony z tyłu panelu. Przykładowo seria CP22xx (rys. 3) wyposażona jest w dwurdzeniowy procesor Intel Celeron 1,6 GHz, 3,5-calową płytę główną, slot mini PCI obsługujący karty 2 GB DDR3 RAM, zintegrowaną kartę graficzną, gigabitową kartę ethernetową, dysk twardy o pojemności 80 GB oraz złącze RS232 i 4 złącza USB 2.0.
Wszystkie obudowy paneli są wykonane z aluminium lub ze stali nierdzewnej, co sprawia, że są one bardzo wytrzymałe, a same urządzenia mogą być wykorzystane w trudnych warunkach przemysłowych. Wąskie metalowe obramowanie chroni powierzchnię ekranu przed uszkodzeniami mechanicznymi, a powierzchnie szklane charakteryzują się dużą wytrzymałością i odpornością na zanieczyszczenia oraz mycie pod wysokim ciśnieniem.
Rys. 3. CP2xx - wyświetlacz zintegrowany z modułem CPU
Nowe panele cechują się długim czasem działania i stabilnością pracy w wysokich temperaturach. W urządzeniach przeznaczonych do zabudowy część przednia ma stopień ochrony IP65, natomiast tylna - IP20. Panele przeznaczone do instalacji na ramieniu wykonane są w całości jako szczelne (IP65). Do komunikacji z innymi urządzeniami w sieci, w panelach z serii CP29xx wykorzystywana jest technologia DVI / USB Extended Technology opracowana przez firmę Beckhoff
Pozwala ona na pracę tych urządzeń w odległości do 50 metrów od jednostki sterującej. Do komunikacji wystarczy karta graficzna lub płyta główna z wyjściem DVI i portem USB. W przypadku wszystkich nowych paneli aplikacje tworzone mogą być w środowisku programistycznym TwinCAT, którego nowe funkcje pozwalają na pełne wykorzystanie możliwości technologii wielodotykowej.
Należy podkreślić, że funkcjonalność paneli może być dopasowana do wymagań klienta poprzez modyfikacje obudowy, możliwość pracy w położeniu poziomym i pionowym oraz uzupełnienie o dodatkowe elementy - np. do obsługi technologii RFID.
Beckhoff Automation
www.beckhoff.pl
