Développement d'interfaces d'automatisation, d'IHM et d'OIT

Les IHM et autres dispositifs d'interface opérateur sont conçus pour fonctionner dans des environnements difficiles et combinent les meilleurs éléments des interfaces traditionnelles avec les technologies modernes disponibles dans le commerce.

Les systèmes d'automatisation des machines et des processus industriels doivent surveiller les conditions, envoyer des commandes aux équipements et coordonner le contrôle. Les développeurs implémentent ces fonctions en combinant une large gamme de technologies d'automatisation industrielle, telles que des capteurs et des instruments, des modules d'entrée/sortie (E/S) et des commandes numériques. Cependant, même les machines les plus avancées ne fonctionnent pas seules, ce qui signifie qu'une certaine forme d'interface opérateur doit être fournie avec le système d'automatisation.

Les dispositifs électroniques qui permettent aux opérateurs de communiquer avec les systèmes automatisés sont appelés ensemble interface homme-machine (IHM)… Parfois, des appareils plus spécialisés intégrés à une plate-forme informatique autre qu'un PC peuvent être invoqués terminal d'interface opérateur (OIT).

L'intégration des IHM et des terminaux OIT dans les systèmes d'automatisation est essentielle pour de nombreuses raisons. Ils offrent beaucoup plus d'options d'interface que les simples unités de panneau, et si des modifications doivent être apportées, l'IHM ou l'OIT peuvent généralement être reconfigurés ou reprogrammés à moindre coût.

Cependant, cette fonctionnalité étendue de l'interface opérateur présente encore certains inconvénients et augmente le coût de l'IHM et complique sa maintenance. Pour surmonter ces lacunes, les dernières IHM sont conçues avec des solutions traditionnelles éprouvées utilisant les dernières technologies disponibles dans le commerce.

Faiblesses des terminaux IHM et OIT traditionnels

La première génération d'IHM et d'OIT a été conçue pour permettre aux utilisateurs de démarrer et d'arrêter des appareils, de comprendre le fonctionnement du système et d'apporter des modifications.

Des fonctionnalités telles que la journalisation des alarmes et des événements, le stockage des données historiques et les tendances ont été ajoutées au fil des ans. Les configurations des terminaux IHM et OIT peuvent être copiées et enregistrées, et de nouveaux appareils peuvent être déployés relativement rapidement si l'appareil d'origine est endommagé ou hors service.

Avec des capacités de mise en réseau améliorées, en particulier Ethernet et Wi-Fi, les IHM n'ont plus besoin d'être installées à proximité des ressources. Plusieurs IHM peuvent être installées dans un endroit approprié tel qu'une salle de contrôle, une voiture et des bureaux.

Ces IHM, ainsi que les terminaux OIT, présentaient de nombreux avantages par rapport aux panneaux câblés, mais ils présentaient également plusieurs inconvénients.

Les exemples incluent ce qui suit :

• limitations imposées par du matériel et des logiciels spéciaux,
• coûts initiaux élevés,
• les frais d'entretien et de maintenance courants,
• complexité et coût de la gestion des licences,
• la formation coûteuse des techniciens et des opérateurs,
• la complexité de l'intégration de plusieurs plates-formes,
• technologies rétrogrades.

Les terminaux d'interface opérateur, généralement des systèmes ad hoc et fermés, sont rapidement remplacés par des alternatives plus ouvertes. Toutes les images sont une gracieuseté d'Opto 22

Les terminaux OIT spécialisés utiliseront probablement du matériel et des logiciels spéciaux Les fabricants proposent ces appareils pour fournir un contrôle adéquat de l'interface du système de gestion dans une conception relativement autonome.

Parce que les appareils sont conçus spécifiquement pour le marché industriel, ils ne peuvent pas récolter les avantages commerciaux dans la mesure où ils sont généralement utilisés pour l'électronique grand public, et sont donc plus chers en termes de rapport qualité/prix. Cependant, ils sont traditionnellement conçus pour les environnements industriels et offrent une solution pratique et fiable.

En raison de la disponibilité d'IHM basées sur PC plus avancées, cet équipement est perçu comme un bon rapport qualité-prix par rapport aux solutions précédentes et offre à l'utilisateur flexibilité et connectivité. Cependant, l'un des inconvénients était le besoin accru d'entretien et de maintenance continus.

Les utilisateurs attendent désormais des graphismes parfaits, des mises à jour gratuites fréquentes et des améliorations du système d'exploitation et des applications de l'appareil.

L'électronique grand public avancée a poussé les utilisateurs finaux à s'appuyer sur une IHM multimédia et intuitive sur tous les types d'appareils avec un accès mobile pratique. Conçu pour la connectivité Ethernet et USB, le plug-in Groov Edge permet aux développeurs de créer des applications de connectivité et de données pour les appareils automatisés et l'Internet des objets (IoT).

Cependant, l'innovation sur le marché industriel a été un peu plus lente car il est relativement petit par rapport au marché de consommation beaucoup plus vaste, sans parler de beaucoup plus conservateur que le marché de l'électronique personnelle haut de gamme.

Nouvelles technologies IHM

La dernière génération d'IHM répond à chacune de ces lacunes en adaptant les technologies commerciales, en incorporant et en s'appuyant sur les meilleures fonctionnalités des générations précédentes de terminaux IHM et OIT.

Bénéfices possibles :

Technologie Open Source : Idéalement, une IHM moderne combine la fiabilité et la facilité d'utilisation d'un terminal OIT traditionnel avec les performances et le coût d'une IHM basée sur PC.

Cette combinaison est possible si la plate-forme matérielle est basée sur un système d'exploitation temps réel open source tel que Linux qui ne nécessite aucun coût d'acquisition ni frais de licence.

Les composants peu encombrants et remplaçables à chaud peuvent rendre cette plate-forme facile à utiliser. Le matériel bien conçu lui permet d'être utilisé même dans des environnements industriels difficiles tout en offrant des performances de classe PC.

Configuration disponible : la personnalisation est possible, mais pas obligatoire, car l'équipement IHM moderne comprend des fonctionnalités standard intégrées pour répondre à la plupart des besoins.

Le logiciel PC pour la configuration IHM est abordable et ne nécessite aucune restriction sur les frais de licence. L'utilisateur final peut se concentrer sur l'utilisation de l'IHM là où elle est la plus appropriée sans se soucier du balisage ou de la limitation de la durée d'exécution.

Facilité d'utilisation : un ensemble d'options de développement rend l'IHM avancée facilement accessible aux nouveaux développeurs pour créer des applications de base, mais peut être entièrement étendue pour que les programmeurs expérimentés développent leurs propres applications avec un accès sécurisé supplémentaire au shell.

Les OEM ont souvent besoin de cette flexibilité pour programmer des algorithmes orientés machine et même des algorithmes personnalisés en C/C++, Python et d'autres langages.

Affichage intégré et ports flexibles : L'affichage intégré disponible sur certains appareils peut être plus que suffisant pour de nombreuses applications, bien que la connexion HDMI permette d'utiliser un écran local plus grand si nécessaire. De plus, plusieurs ports Ethernet et USB et modules d'E / S facilitent la connexion à n'importe quel appareil ou système d'exploitation.

Connectivité réseau et cloud : les IHM modernes peuvent fournir encore plus de puissance lorsque les utilisateurs utilisent la connectivité réseau et cloud. Les données peuvent être partagées en toute sécurité entre les bases de données et les systèmes, et la visualisation IHM peut être étendue à tout ordinateur ou appareil mobile autorisé pouvant héberger un navigateur Web. .

Appareils mobiles : la mobilité est un autre élément clé des IHM modernes. Une fois l'unité de base installée et configurée, tout appareil mobile peut se connecter en toute sécurité et devenir une autre interface homme-machine, offrant aux techniciens et aux opérateurs une plus grande flexibilité. Les développeurs peuvent se concentrer davantage sur la maintenance et la gestion de l'IHM tout en éliminant le coût et la complexité des plates-formes sous-jacentes.

La dernière génération d'IHM combine les meilleures fonctionnalités des produits traditionnels avec du matériel, des logiciels et des technologies de mise en réseau open source modernes pour relever ces défis.

Étant donné que ces nouvelles IHM peuvent être mises en réseau et déployées facilement et de manière transparente sur n'importe quel appareil mobile typique, les utilisateurs finaux constatent que la technologie de pointe répond à leurs besoins à un prix abordable.

Benson Hoagland, vice-président du marketing, Opto 22 (une entreprise manufacturière spécialisée dans les produits matériels et logiciels pour l'automatisation industrielle, la surveillance à distance et l'acquisition de données).