Konfigurationen für HMIs in riskanten Situationen

Der stetige Fortschritt in der Sensor- und Steuerungstechnologie hat es Ingenieuren ermöglicht, mehr Informationen als nötig an Mensch-Maschine-Schnittstellen zu sammeln und anzuzeigen. Seit Jahren verwenden Designer Anzeigelampen, um Bediener zu warnen, und farbcodierte LEDs, um den Status wichtiger Anlagen anzuzeigen.

Im täglichen Betrieb verwenden die Bediener selten alle auf dem HMI angezeigten Informationen und verwenden meistens 1–2 Statusbildschirme, um die wichtigsten Parameter zu überwachen. Außerdem wird das HMI in der Regel an einem sicheren Ort oder Raum abseits von Gefahren platziert, was nur minimale Sicherheitsbedenken auslöst. Das Szenario ändert sich jedoch, wenn das HMI zusammen mit der Reihe unterstützender elektrischer Geräte an einem gefährlichen Ort platziert werden muss.

Das Konzept ist nicht neu und existiert seit Jahrzehnten. HMI-Hersteller sind damit umgegangen, indem sie eine gefahrensichere Version ihres Produkts bereitgestellt haben, die normalerweise in ihrer Verkaufsbroschüre oder Website aufgeführt ist. Problematisch wird es, wenn Produkte verschiedener Hersteller wie HMI, Steuerung und Kommunikationsgeräte beteiligt sind. Wenn Geräte von verschiedenen Herstellern stammen, ist das größte Problem die Interoperabilität. Wenn die Geräte das OPC-Protokoll unterstützen, kann ein OPC-Server als universeller Übersetzer eingesetzt werden.

Konfiguration Nr. 1

Eine Möglichkeit, das HMI zu konfigurieren, besteht darin, es an einen Computer anzuschließen, auf dem HMI-Software ausgeführt wird, wodurch das Setup in einen sogenannten „Panel-PC“ umgewandelt wird. Das Display und das Rechengerät werden miteinander über Kabel verbunden, um das Setup zu erstellen. Das Computergerät ist die Hauptkomponente eines solchen Setups, da es Speicher, Festplatte und Kommunikationsanschlüsse beherbergt. Betriebsstörungen können durch den Austausch bestimmter Teile behoben werden.

Konfiguration Nr. 2

Eine andere Konfiguration für eine HMI-Installation kann einem eigenständigen Design folgen, das proprietäre Software ausführt und dessen Funktionalität durch die Merkmale der Sensor- und Steuerungsgeräte eingeschränkt wird. Manchmal können diese HMIs verwendet werden, um vom Kunden erstellte Skripte auszuführen, die ihre Funktionalität einen Schritt weiter bringen können. Aber als Ganzes sind sie nicht in der Lage, als Allzweck-Computergerät zu arbeiten. Ein Betriebsausfall wird normalerweise durch den Austausch der gesamten Einheit behandelt.

Konfiguration Nr. 3

Diese Konfiguration teilt auch den Anzeigebildschirm und den Computer und kombiniert die besten Eigenschaften der Konfiguration Nr. 1 und Nr. 2. Der Computer kann außerhalb des Gefahrenbereichs in einer ausgewiesenen Sicherheitszone aufgestellt werden, während das HMI über einen KVM-Switch verbunden ist. Die Vielzahl der verfügbaren Optionen ermöglicht eine räumliche Trennung von Rechner und HMI und sichert damit Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

Neue Technologien

Die drahtlose Kommunikation wird weltweit immer beliebter, und es werden mehrere Durchbrüche erzielt, um die durch die begrenzte Bandbreite auferlegten Beschränkungen aufzuheben. Produkte wie Smartphones und Tablets bieten völlig neue Möglichkeiten der Konnektivität und Sicherheit. Diese Geräte erfordern jedoch eine völlig neue Strategie bei der Entwicklung der HMI-Software, da sie im Vergleich zu Desktop-Computern über kleinere Bildschirme und eine begrenzte Rechenleistung verfügen.

Bevor Sie sich also auf einen bestimmten Hersteller für das HMI festlegen, stellen Sie sicher, dass Sie sich umfassend über die gefährliche Atmosphäre informiert haben. Beachten Sie auch die mit dem Aufstellungsort verbundenen Risiken und Schwankungen. Als nächstes sollten Sie bestimmen, welche Konfiguration am besten zu der Situation passt, und als Faustregel bedenken, dass jedes Gerät, das für einen explosionsgefährdeten Bereich ausgelegt ist, teurer wäre. Und einige Konfigurationen sind unter bestimmten Umständen teurer. Beispielsweise kostet Konfiguration Nr. 3 mehr in Situationen, in denen HMI-Einheiten mit minimalen Spezifikationen erforderlich sind. Daher ist es wichtig, Hintergrundinformationen über Anwendung, Atmosphäre und Anforderungen zu haben, bevor Sie Ihren HMI-Hersteller auswählen.

IIoT und Predictive Analytics Trends in der Industrieautomation