HMI-System: einfache Steuerung, übersichtliche Visualisierung durch Human Machine Interface

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Durch die steigende Komplexität der Maschinen wird es immer wichtiger auf einem kleinen Raum eine Vielzahl von Informationen abbilden zu können, gleichzeitig müssen diese Informationen aber auch nach Ergonomiepunkten sinnvoll für den Werker angezeigt werden, damit er diese schnell erfassen und reagieren kann.

Eine HMI-Software beschäftigt sich mit zwei Bereichen, dies ist zum einen die übersichtliche Darstellung der Informationen und zum anderen die einfache Bedienung der Maschine. Wir zeigen Ihnen gerne, wie das funktioniert.

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Herausforderungen bei der HMI-Visualisierung

  • Standardisierung: Durch die verschiedenen herstellerspezifischen Lösungen existiert kein einheitliches Design- und Bedienkonzept, was den Bediener und Instandhalter sowohl beim Anlernen als auch bei der Durchführung seiner Aufgaben behindert.
  • Flexibilität: Einschränkungen durch herstellerspezifische Hardwarevorgaben für das Bedienterminal. Meist Verwendung eines ressourcenintensiven FAT-Clients.
  • Transparenz: Anzeige ausschließlich von lokalen Maschinen- und Prozessdaten, dadurch fehlende Transparenz für die gesamte Fertigung.
  • Funktionalität: Erfüllung der Kundenanforderungen durch den funktionalen Rahmen der Lösung.
  • Integration: Anbindung vieler unterschiedlicher Terminals in das Produktionsnetzwerk (IT-Restriktionen bzgl. Sicherheit und Instandhaltungsmanagement)

Was ist ein HMI?

  • Human-Machine-Interface (Mensch-Maschine-Schnittstelle)
  • Ausführung über Terminal direkt an oder neben der Maschine
  • Große Unterschiede je nach Art und Komplexität der Maschine
  • Steuerung und Überwachung verschiedener Echtzeitdaten und Funktionen der Maschine
  • Je benutzerfreundlicher und bedarfsgerechter ein HMI, desto effizienter lässt sich die Anlage für den Werker bedienen und für digitales Shopfloor Management nutzen

HMI-Ebenen: Bedienung, Steuerung, Feld

HMI-System im Überblick

  • Dezentrale Perspektive: Lokales Bedienterminal mit anlagenbezogener Visualisierung und Bedienung
  • Serverbasierte Lösung für grafische Prozessvisualisierungen und prozessbezogene Bedienung
  • Unterstützt bis zu einigen hundert Einzelstationen
  • Geringe Latenz (< 1 Sekunde) für produktionskritische Interaktionen: Datenstrom ohne Umwege über die Datenbank
  • Rechtekonzept für anwenderspezifische Funktionen

Anlagenvisualisierung in der Übersicht im HMI

HMI-Designer als Grafik-Editor für die Visualisierungen

  • Legato Graphic Designer basiert auf io-Funktions-Stack (xml-graphic files)
  • HMI-Designer 100% webbasiert (cloud-ready) als integraler Bestandteil von Legato Sapient
  • Standardbibliotheken für graphische Elemente (z.B. Verfahrenstechnik ISO-Norm)
  • Direktes Laden, Bearbeiten und Sichern der Graphikdateien auf dem Server möglich (kein Down-/Upload erforderlich)

Bearbeitungsmodus des Designs im HMI

Übertragung aus dem Bearbeitungsmodus in die Live-Ansicht

  • Die HMI-Visualisierungen können im Web Browser einfach dargestellt werden und
  • zur Live-Ansicht ins MES System Legato Sapient überführt werden.

Überführung des HMI aus dem Browser in das MES

Dynamisierungen des HMI aus dem MES-Datenpool

  • Variablen werden über sogenannte „Data Bindings“ mit Visualisierungselementen verbunden und können ihre Stilattribute dynamisch ändern
  • Dynamisierungen über einfache Berechnungen, logische Operationen oder Mapping-Funktionen möglich
  • Erstellung projektspezifischer Visualisierungsobjekte inklusive Funktionslogiken und speichern als Vorlagen in kundenspezifischen Bibliotheken

dynamische Visualisierungsobjekte im HMI-System

HMI-Designer in der Anwendung

Erstellung

  • HMI-Projekte werden vom Maschinenlieferanten erstellt
  • Bereitstellen einer Projektierungsumgebung in der Cloud
  • HMI-Visualisierungen werden direkt in einem Verzeichnis gespeichert
  • Erstellung einer Datei, die benötigte Variablen zuordnet

Tests

  • Lokale Installation, die sich mit der Cloud verbindet

Integration

  • Nur HMI-Projekt und Mapping-Tabelle werden benötigt

Administration

  • AWS Administration durch Gefasoft
  • Lieferant muss mit dem Browser arbeiten und ein lokales Setup ist einmalig zu Beginn erforderlich

grafische Darstellung der Verbindung von HMI-System und Cloud

Look and Feel

  • Dabei kann ein traditionelles Design in Anlehnung an abgelöste Anwendung für hohe Nutzerakzeptanz angewendet werden oder
  • ein moderneres Design, welches sich am Look and Feel von Legato Sapient orientiert.

Designoptionen im HMI-Modul von Legato Sapient

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Häufige Fragen zu HMI-Systemen

Erfahren Sie mehr über HMI-Systeme in unseren Antworten auf die häufigsten Fragen.

Wo werden HMI-Systeme eingesetzt?

Prinzipiell sind HMI-Systeme im gesamten Alltag anzutreffen. Alle automatisierten Vorgänge, die von Menschen bedient werden, sei es der Rollladen, Tempomat oder Saugroboter, beinhalten ein HMI-Modul. In der automatisierten Industrie werden HMI-Systeme zur Steuerung und Bedienung von Maschinenparks verwendet – die sogenannte Industrie 4.0. Neben produzierendem Gewerbe finden HMI-Systeme unter anderem in der Abwasserwirtschaft, Energiewirtschaft und Lebensmittelindustrie Anwendung.

Was hat das HMI mit SCADA zu tun?

Ein HMI-Modul ist eine Teilkomponente eines SCADA-Systems. Es handelt sich bei einem HMI-Modul um die direkte Steuerung und Bedienung einer Maschine. Ein SCADA-System führt alle HMI-Module zusammen und sammelt und speichert die Daten, die daraus hervorgehen.