Krátké zprávy

Operátorské panely – stav, vývoj, perspektivy

Operátorské panely jsou zařízení, která zobrazují požadované technologické informace a současně i poskytují operátorovi možnost zasáhnout do sledovaného procesu a řídit jej. V tabulce Průvodce nabídkou systémů a prostředků pro vizualizaci a řízení chodu technologií na trhu v ČR v tomto čísle (str. 60) jsou jim věnovány tři řádky: textové operátorské panely, grafické operátorské panely a inteligentní terminály (panelová PLC). Do kategorie operátorských panelů lze zařadit i některé grafické zobrazovací stanice, především ty, které jsou postaveny na bázi průmyslových počítačů. Co je v této oblasti nového? Jaké operátorské panely se nyní „nosí“ a jaké se budou používat v blízké budoucnosti?

Zobrazovací a ovládací prvky
Principy činnosti zobrazovacích prvků byly popsány např. v článcích [1] a [2]. V podstatě se od doby, kdy byly články napsány, mnoho nezměnilo, jen zákazníci jsou stále náročnější, vyžadují větší obrazovky s ostřejším obrazem. Barevné zobrazení je už více méně samozřejmostí. Neznamená to, že by se pro malé úlohy (obvykle ve spojení s programovatelnými moduly, tzv. mikro-PLC) nepoužívaly i jednoduché alfanumerické displeje. Největší podíl na trhu však nyní zaujímají grafické obrazovkové displeje s úhlopříčkou od 3,5 do 5 palců (podle [3]), méně často s úhlopříčkou přes 5 palců. K dispozici jsou i ploché obrazovky s dvacetipalcovou a větší úhlopříčkou, vhodné pro některé speciální aplikace. Zákazníci nejčastěji požadují operátorské panely s kombinací obrazovky s dotykovým stínítkem (touchscreen) a funkčních kláves. Jsou místa, kde se dotyková stínítka dosud nepoužívají, protože jsou náchylná k ušpinění; především v prostředí, kde hrozí jejich znečistění abrazivními látkami, se mohou snadno poškodit. Pro tyto účely jsou k dispozici spolehlivé průmyslové klávesnice v mnoha provedeních a vysoce odolná ovládací zařízení: myši, trackbally, křížové ovládače – joysticky atd. Zdokonaluje se ergonomie ovládacích prvků, roste jejich estetická hodnota – mnohé operátorské panely jsou nejen účelné, ale i krásné.

Hardware
Navenek tedy operátorské panely procházejí pomalým, ale neustálým vývojem kupředu. Co se odehrává uvnitř? Základem původních operátorských panelů byl programovatelný automat. Mnozí mu stále dávají přednost, líbí se jim především jeho vysoká spolehlivost, jednoduché programování a nízká cena. Průmyslová PC však dobývají jednu pozici za druhou. Bezdiskové průmyslové počítače (embedded) jsou stejně spolehlivé jako PLC. Radek Sychra v článku Průmyslové PC jako řídicí jednotka stroje? v tomto čísle na str. 38 říká: „Není důvod, aby se dvě řídicí jednotky postavené ze stejných nebo podobných procesorů, pamětí a periferních obvodů lišily svou spolehlivostí jen proto, že jednu nazveme PC a druhou PLC.“ Použití standardních programovacích nástrojů (Visual Basic, Java) a grafického uživatelského rozhraní Windows usnadňuje tvorbu a přizpůsobování aplikací v IPC. Cena, díky rostoucímu objemu výroby IPC, také příjemně klesá. Výhodou IPC je to, že lze snadněji a levněji než u PLC zajistit sdílení jejich dat s ostatními partnery v systému řízení (např. využitím OPC nebo internetových technologií).

Software
To se však již dostáváme k tomu nejpodstatnějšímu, co se na poli operátorských panelů v současné době odehrává: software pro operátorské panely se bouřlivě mění.

Uživatelé jednoznačně dávají přednost softwarovým řešením, která nejsou jednoúčelová a nestandardní, neboť ta neumožňují software měnit a přizpůsobovat změnám ve výrobním procesu, a jsou-li změny přece jen možné, tedy jen za cenu vynaložení značného úsilí a finančních prostředků. Proto je v oblasti operátorských panelů tak populární operační systém Windows CE, jehož výhodami jsou především otevřenost, snadná komunikace a sdílení dat s nadřízenými stanicemi, uživatelské rozhraní s intuitivním ovládáním důvěrně známým mnoha uživatelům kancelářského softwaru Microsoft a možnost programovat aplikace podobnými prostředky jako u běžných Windows. Operačnímu systému Windows CE jsme v časopise Automa věnovali velkou plochu (např. [4] nebo [5]), nemálo informací bylo možné najít i v prezentacích produktů, které s Windows CE pracují (operátorské panely Siemens, HMI-640 firmy Advantech). Na trhu se stále více uplatňují i operátorské panely s jinými operačními systémy, např. různými modifikacemi Linuxu, Microwindows [6] nebo QNX, které mají své výhody pro menší aplikace, kde uživatelé ocení příznivější cenu softwaru i technické podpory a liberálnější licenční politiku.

Integrace dat
Schopnost sdílet data prostřednictvím komunikačních sítí je dalším výrazným rysem moderních operátorských panelů. Trend jednoznačně směřuje od jednotlivých panelů k systémům s architekturou klient-server a do HMI stále více pronikají technologie známé z internetu. V tomto čísle časopisu vychází první díl seriálu článků Otty Havleho o použití internetu v průmyslové praxi (str. 21), který se těmto trendům, nejen ve vizualizaci, bude podrobně věnovat. Přenos dat do nadřízených úrovní řízení usnadňují především takové technologie jako COM/DCOM, ActiveX, Java nebo XML. Operátorský panel nebo grafická stanice HMI mohou plnit i úlohu webového serveru, k němuž ostatní účastníci přistupují jako klienty. Podle potřeby to mohou být tlusté klienty (např. pro dispečerské stanice s možností zasahovat do řízení technologie) nebo tenké klienty, je-li třeba data jen zobrazovat. Na fyzické vrstvě lze využít všechny dostupné prostředky komunikace. Odborníci předpovídají stále větší rozšíření bezdrátových přenosů i na úrovni technologického provozu.