HMI-Konfigurationen für Hochrisiko-Operationen optimieren

Der stetige Fortschritt in Sensor- und Steuerungstechnologie hat es Ingenieuren ermöglicht, mehr Informationen als nötig auf Human-Machine-Interfaces (HMI) anzuzeigen. Seit Jahren nutzen Designer Signallampen, um Bediener zu warnen, und farbcodierte LEDs, um den Status kritischer Anlagen anzuzeigen.

Im täglichen Betrieb nutzen Bediener selten alle auf dem HMI angezeigten Informationen und verwenden meist nur 1–2 Statusbildschirme, um Hauptparameter zu überwachen. Zudem befindet sich das HMI üblicherweise an einem sicheren Ort oder Raum, fern von Gefahren, was minimale Sicherheitsbedenken aufwirft. Das Szenario ändert sich jedoch, wenn das HMI zusammen mit dem Array unterstützender elektrischer Geräte an einem gefährlichen Ort platziert werden muss.

Das Konzept ist nicht neu und existiert seit Jahrzehnten. HMI-Hersteller haben damit umgegangen, indem sie gefahrensichere Versionen ihrer Produkte anboten, die üblicherweise in ihren Verkaufsbroschüren oder auf Websites gelistet sind. Das Problem entsteht, wenn Produkte verschiedener Hersteller involviert sind – wie HMI, Steuerung und Kommunikationsgeräte. Wenn Geräte verschiedene Hersteller haben, ist das größte Problem die Interoperabilität. Wenn die Geräte das OPC-Protokoll unterstützen, kann ein OPC-Server als universeller Übersetzer fungieren.

Konfiguration #1

Eine Möglichkeit, das HMI zu konfigurieren, besteht darin, es mit einem Computer zu verbinden, der HMI-Software ausführt, wodurch das Setup in einen „Panel PC“ verwandelt wird. Display und Computing-Gerät sind über Kabel miteinander verbunden, um das Setup zu erstellen. Das Computing-Gerät ist die primäre Komponente eines solchen Setups, da es Speicher, Festplatte und Kommunikationsports beherbergt. Betriebsausfälle können durch Austausch spezifischer Teile behoben werden.

Konfiguration #2

Eine weitere Konfiguration für eine HMI-Installation kann einem selbstständigen Design folgen, das proprietäre Software ausführt und dessen Funktionalität durch die Eigenschaften der Sensor- und Steuergeräte begrenzt ist. Gelegentlich können diese HMIs genutzt werden, um kundengenerierte Skripte auszuführen, die ihre Funktionalität einen Schritt weiter bringen. Als Ganzes sind sie jedoch unfähig, als universelles Computing-Gerät zu fungieren. Betriebsausfälle werden üblicherweise durch Austausch der gesamten Einheit behoben.

Konfiguration #3

Diese Konfiguration teilt ebenfalls Display und Computer und kombiniert die besten Eigenschaften von Konfiguration #1 und #2. Der Computer kann außerhalb des gefährlichen Bereichs in einer ausgewiesenen sicheren Zone platziert werden, während das HMI über einen KVM-Switch verbunden ist. Die Vielzahl der Optionen ermöglicht es, Computer und HMI über große Distanzen zu trennen, was Verfügbarkeit und Kosteneffizienz sichert.

Aufkommende Technologien

Drahtlose Kommunikation gewinnt weltweit an Beliebtheit, und mehrere Durchbrüche werden erzielt, um die durch begrenzte Bandbreite auferlegten Einschränkungen aufzuheben. Produkte wie Smartphones und Tablets bieten völlig neue Verbindungswege sowie Sicherheit. Diese Geräte erfordern jedoch eine völlig neue Strategie bei der Entwicklung der HMI-Software, da sie kleinere Bildschirme und begrenzte Rechenleistung im Vergleich zu Desktop-Computern besitzen.

Daher sollten Sie, bevor Sie sich für einen bestimmten HMI-Hersteller entscheiden, sicherstellen, dass Sie ausreichend Recherchen zur gefährlichen Atmosphäre durchgeführt haben. Sie sollten sich der Risiken und Schwankungen bewusst sein, die mit dem Installationsort verbunden sind. Als Nächstes sollten Sie bestimmen, welche Konfiguration am besten zur Situation passt, und als Faustregel beachten, dass jedes für einen gefährlichen Bereich zertifizierte Gerät teurer ist. Und manche Konfigurationen sind in bestimmten Umständen teurer. Beispielsweise kostet Konfiguration #3 mehr in Situationen, in denen HMI-Einheiten mit minimalen Spezifikationen erforderlich sind. Es ist daher essenziell, Hintergrundinformationen über die Anwendung, Atmosphäre und Anforderungen zu haben, bevor Sie Ihren HMI-Hersteller auswählen.