HMI整合控制功能是必然趋势

作者:荆静女士 文章来源:山东晨钟机械股份有限公司工程师 发布时间:2010-10-12
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中国造纸、制浆技术在飞速发展,纸机越来越大,幅宽越来越宽,车速越来越高,对控制的要求也越来越严格。自动化技术通过检测浆(或料)的浓度、流量、压力、温度,以及纸辊的速度等数据,来控制各个执行机构的准确运行(比如:阀门的开度、电机的调速),以保证纸的厚度、张力等数据越来越精确,从而大大提高成品率,稳定产品质量。此外,在造纸过程中的自动化操作,有效的避免了操作工人强度大、数量多、劳动生产率低以及产量很难提高等现象,同时还能够提高生产效率。

山东晨钟机械股份有限公司在生产制造过程中,也广泛地应用到了包括PLC、HMI、变频器、检测元件以及数控系统在内的多种自动化产品。在使用过程中发现,自动化产品在提高产品的合格率并降低成本的同时,也存在以下几个缺点:

(1) 维护起来不方便,有时只是一个小故障却无论如何找不到问题所在,需要经过专业培训的电气人员才能完成。

(2) 自动控制器件对环境要求高,恶劣的环境会大大缩短产品的使用寿命。

(3) 若是元件出现故障,更换费用昂贵,而且涉及程序版权的问题,还需要回到生产厂商传输程序。

这些问题如果得到妥善解决,将会对企业的生产效率带来更大的收益。

在控制系统中,工业HMI(Human Machine Interface)扮演着一个重要的角色,它是操作员和机器沟通的媒介,操作员通过它来操纵设备按照自己的意愿完成工作,也通过它实时掌握设备当前的状态和一些信息。

目前,山东晨钟机械股份有限公司应用到的HMI设备以SIEMENS品牌的居多,SIEMENS Simatic WinCC软件十分灵活,继承了西门子能源及自动化始终强调的易于配置和使用的特点,减少了配置时间、节约成本,易用的配置功能降低了工程改造的难度,工具和向导简化了HMI输入及输出的配置数据。此外,模板很容易适用于整个项目;多种方法的选择提供了最大的灵活性。软件系统通过新的MP277硬件平台得到了扩展,该系统在工程和运行阶段还提供了验证支持,并且在制造过程中进行跟踪。

对于HMI供应商来说,产品设计的延续性、细致入微的技术支持和准确到位的客户培训是供应商以后服务的必然趋势,产品的安全等级也是必须考虑的问题。随着造纸印刷业的快速发展,该行业对控制的要求也越来越严格,用户对HMI产品功能的要求也逐渐提高。据调查,产品的功能和技术水平已成为用户最关注的参数之一。作为显示操作类产品,HMI产品初步呈现向下兼具控制功能的趋势,一些HMI产品整合了简单的控制功能,应用在一些对控制要求较低的场合。但目前主流的HMI仍是控制器的辅助配套产品。虽然开放式的HMI具有更好的通用性,但发展仍比较慢,目前触摸屏类产品主要以和PLC配套为主,通讯方式和协议都较为单一。随着工业以太网、现场总线等技术的应用日趋成熟,在造纸印刷业,HMI的网络型产品会有一定的市场,不过目前尚没有看到成熟的应用,主要是技术不够成熟,来自市场的推动力也不够强大。

数字电路和计算机技术的发展,致使未来的HMI产品在功能上的高端、中端、低端划分将越来越不明显,HMI的功能将越来越丰富;5.7"以上的HMI产品将全部是彩色显示屏,屏的寿命也将更长。由于计算机硬件成本的降低,HMI产品将以平板PC计算机为HMI硬件的高端产品为主,因为这种高端的产品在处理器速度、存储容量、通讯接口种类和数量、组网能力以及软件资源共享上都有较大的优势,是未来HMI产品的发展方向。当然,小尺寸的(显示尺寸小于 5.7")HMI产品,由于其在体积和价格上的优势,随着其功能的进一步增强(如增加IO功能),将在小型造纸印刷设备的人机交互应用中得到广泛应用。

显然,未来HMI的市场发展前景是可观的,各个厂商也在提高自己技术的同时去适应不断变化的用户需求和市场环境。同时,未来人机界面市场也对研究者和设计者提出了更大的挑战,预计到2011年,人机界面市场将呈现最为强劲的增长势头。
 

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