HMI Kontrol Paneli Tasarımı ve En İyi Uygulamalar

Genel Bakış: Bir HMI Kontrol Panelinin Gerçekte Yaptığı Şey

İnsan-Makine Arayüzü (HMI) kontrol paneli, endüstriyel makineleri izlemek, kontrol etmek ve teşhis etmek için kullanılan otomatik bir sistemin operatöre bakan kısmıdır. Pratik olarak görselleştirmeyi (ekranlar/LED'ler), kontrol girişlerini (düğmeler, anahtarlar, dokunma), iletişimleri (Ethernet, fieldbus) ve güvenlik kilitlerini bakımı yapılabilir tek bir kabinde veya operatör konsolunda birleştirir. Bu makale, bileşen seçimi, kablolama ve topraklama, ekran düzeni, PLC'ler/Sürücüler ile entegrasyon ve gerçek dünyadaki sorun giderme adımları gibi uygulanabilir tasarım seçeneklerine odaklanmaktadır.

Anahtar Bileşenler ve Pratik Seçim Kriterleri

Bileşenlerin seçimi markayla ilgili olmaktan ziyade elektrik ve çevre gereksinimlerinin karşılanmasıyla ilgilidir. Alternatifleri karşılaştırırken aşağıdaki her bileşen için çalışma voltajını, giriş koruma (IP) derecesini, iletişim protokolünü ve MTBF'yi ekleyin.

Temel donanım ve neyin doğrulanması gerektiği

• HMI ekranı: gerekli bilgi yoğunluğu için ekran boyutunu, ortam ışığı için ekran parlaklığını (cd/m²), dokunmatik tipini (dirençli vs kapasitif) ve montaj derinliğini doğrulayın.
• PLC/Denetleyici: Yeterli G/Ç sayısını ve yedek kapasiteyi (%20-30 yedek G/Ç önerilir), kontrol döngüleriyle uyumlu döngü süresini ve HMI için yerel protokol desteğini sağlayın.
• Giriş cihazları: sistem voltajına göre derecelendirilmiş ve uygun mekanik dayanıklılığa (döngü derecesi) sahip endüstriyel butonlar, seçici anahtarlar ve acil durdurmalar.
• İletişim modülleri: Yüksek bant genişliği gerektiğinde Ethernet/IP veya PROFINET'i tercih edin; uzun mesafeler veya yenileme senaryoları için RS-485/Modbus RTU'yu kullanın.
• Güç kaynakları ve UPS: En yüksek ani akımlara uygun boyutta bir DIN raylı güç kaynağı ve HMI'nın güvenli kapatılması veya kritik alarmlar için küçük bir UPS seçin.

Etkili HMI Ekranlarının Tasarlanması: Kullanılabilirlik Güvenliği

İyi tasarlanmış ekranlar operatör hatalarını azaltır ve yanıt süresini hızlandırır. Net hiyerarşiye, yalnızca durum için renk kullanımına (dekoratif renklerden kaçının) ve öngörülebilir gezinmeye odaklanın. Her ekran, teşhislere kolay erişimle birlikte yalnızca operatörün görevi için gereken bilgileri (alarmlar, kritik ayar noktaları ve acil eylemler) görüntülemelidir.

Düzen ve etkileşim kuralları

• Birincil durum alanı: kritik değerleri (sıcaklıklar, basınçlar, motor durumları) sol üst çeyreğe yerleştirin; bu, gözün bulabileceği en hızlı alandır.
• Alarm yönetimi: zaman damgaları, ciddiyet sıralaması ve tek tıklamayla Onaylama içeren tek bir alarm listesi kullanın; Yalnızca yanıp sönen görsellere güvenmeyin; önem derecesine göre yapılandırılabilen sesli geri bildirimi de ekleyin.
• Onay modelleri: Kritik ayar noktası değişiklikleri için iki adımlı onay gerektirir ve operatör, zaman ve önceki değer için bir denetim takibi girişi içerir.

Kablolama, Topraklama ve Kabin Düzeni İçin En İyi Uygulamalar

Doğru kablolama ve topraklama gürültüyü, aralıklı arızaları ve fieldbus hatalarını önler. Güç ve sinyal kabloları için ayrı yönlendirme kullanın, gerekli kaçak mesafelerini koruyun ve giriş noktalarının yakınına aşırı gerilim koruma yerleştirin. Açık bir kablolama planı devreye alma ve bakım sırasında saatlerden tasarruf sağlar.

Pratik kablolama kontrol listesi

• AC şebekesini, DC gücünü ve alçak gerilim sinyal kablolarını, mümkünse topraklanmış metal bölmelerle ayrı kablo kanallarında ayırın.
• Diferansiyel sinyaller için korumalı bükümlü çift kullanın; korumaları kabin toprağına yalnızca bir uçtan sonlandırın (üreticinin yönergeleri farklılık gösterebilir).
• Topraklama: tüm ekipmanın topraklarını tek noktalı topraklama çubuğuna bağlayın; düşük empedanslı yolu doğrulayın ve toprak direnci okumalarını belgeleyin.

PLC'ler, Sürücüler ve Ağlarla Entegrasyon

Entegrasyon genellikle bir projenin en uzun kısmıdır. HMI'nın hızlı geçici noktalarla doyurulmasını önlemek için etiketleri erken eşleyin, adlandırma kurallarını standartlaştırın ve veri hızlarını kilitleyin. Planlanan PLC yeniden başlatmaları ve simüle edilmiş ağ gecikmesi ile ağ dayanıklılığını test edin.

Etiket ve veri stratejisi

• Yapılandırılmış etiket adlandırmasını kullanın: Area_Machine_DevicePoint Çarpışmaları önlemek ve teşhisleri kolaylaştırmak için.
• Yüksek frekanslı sinyallerin HMI'ya gönderilmesini en aza indirin; PLC'nin kontrol döngülerini yönetmesine ve ekrana yalnızca özetlenmiş değerleri göndermesine izin verin.

Güvenlik, Standartlar ve Düzenleyici Hususlar

HMI kontrol panelleri geçerli yerel ve uluslararası standartlara uygun olmalıdır: güvenlik PLC'leri ve acil durdurmalar için elektriksel (IEC/UL), işlevsel güvenlik (IEC 61508/ISO 13849) ve elektromanyetik uyumluluk (EMC) standartları. Güvenlik rollerini, gerekli SIL/PLe seviyelerini ve teşhis kapsamını tasarımın erken safhalarında belgeleyin.

Sorun Giderme, Teşhis ve Önleyici Bakım

Teşhis noktalarını ve bakım rutinini tasarlamak arıza süresini azaltır. HMI'da erişilebilen kendi kendine test rutinlerini, net hata kodlarını ve adım adım kurtarma eylemlerini ekleyin.

Yaygın hatalar ve bunların nasıl izole edileceği

• İletişim kesintileri: önce fiziksel bağlantıyı (LED'ler, kablo sürekliliği), ardından ağ yapılandırmasını (IP çakışmaları, VLAN'ları değiştirme), ardından PLC durumunu kontrol edin.
• Aralıklı dokunma yanıtı: Dokunmatik denetleyici donanım yazılımını doğrulayın, gürültülü güç veya EMI kaynaklarını inceleyin ve kalibre edilmiş bir giriş aracıyla test edin.
• Dondurulmuş ekranlar: hem HMI hem de PLC'de gözlemcilerin mevcut olduğundan emin olun; kritik verileri koruyan ve olayı günlüğe kaydeden bir geçici yeniden başlatma eylemi ekleyin.

HMI Kontrol Paneli Spesifikasyon Karşılaştırması

Küçük, orta ve ağır endüstriyel kullanıma yönelik tipik HMI panel yapısı seçeneklerini karşılaştıran kompakt bir tablo.

Dağıtım Kontrol Listesi (Devreye Alma Öncesi)

• PREV: Orta Gerilim Güç Dağıtımını Anlamak NEXT:Konut Elektrik Panosu Etiketleme Standartlarının Açıklaması

  Paylaşmak: