HMI verstehen: Was es ist und wie es funktioniert
- kwoco-plc.com
- 11. Oktober 2024
- 6:39 Uhr
Inhaltsverzeichnis
HMI ist die Brücke zwischen Mensch und Maschine. Es kombiniert Hardware und Software und ermöglicht Bedienern die direkte Interaktion mit Maschinen oder Systemen über eine visuelle Steuerungs- und Überwachungsschnittstelle. Sowohl Touchscreens als auch Tastaturschnittstellen können Teil eines HMI sein.
HMI ist unter verschiedenen technischen Namen bekannt, wie zum Beispiel:
- Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI)
- Lokale Bedienerschnittstelle (LOI)
- Bedienterminal (OT)
Vereinfacht ausgedrückt verwendet ein HMI Touchscreens oder Displays, um uns die Bedienung komplexer Industriesysteme intuitiver zu machen.
Was kann HMI?
Mithilfe von HMI lassen sich die Ein- und Ausgaben von Maschinen oder Systemen in Echtzeit überwachen, sodass Bediener Produktionstrends, Zeit und wichtige Leistungsindikatoren (KPIs) besser verstehen.
Über die HMI können Bediener den Status der Geräte aus der Ferne überprüfen und die Einstellungen bei Bedarf per Touch-Steuerung anpassen.
Unterschiede zwischen SCADA und HMI
Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass HMI- und SCADA-Systeme dasselbe sind, obwohl sie sich unterscheiden. SCADA ist ein vollständiges Überwachungssystem, wohingegen HMI nur eine Schnittstelle darin ist. Ebenso sind HMI und GUI nicht dasselbe; die GUI ist ein Teil des HMI-Systems.
- Rolle und Umfang: SCADA ist ein umfassendes System, das umfangreiche Überwachungs- und Steuerungsaufgaben über mehrere Standorte oder Prozesse hinweg verwaltet. Es sammelt und verarbeitet Echtzeitdaten von verschiedenen Sensoren und Geräten und bietet eine zentrale Ansicht einer gesamten Anlage oder eines gesamten Netzwerks. Im Gegensatz dazu konzentriert sich HMI auf die Bereitstellung einer lokalisierten Benutzeroberfläche – normalerweise über Touchscreens oder Displays –, die es Bedienern ermöglicht, direkt mit bestimmten Maschinen oder Subsystemen zu interagieren.
- Funktionalität: SCADA-Systeme können erweiterte Steuerungsfunktionen ausführen, wie Datenanalyse, Alarmmanagement und Fernsteuerung. Im Vergleich dazu dient HMI als Schnittstelle, die Bediener zur lokalen Überwachung und Anpassung von Einstellungen verwenden. Stellen Sie sich SCADA als umfassendes Steuerungssystem vor, während HMI die benutzerfreundliche, interaktive Ebene ist.
- Integration mit anderen Systemen: SCADA-Systeme werden häufig in andere Systeme wie SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen) und RTUs (Remote Terminal Units) integriert, um groß angelegte verteilte Prozesse zu verwalten. HMI ist normalerweise direkt mit diesen Steuerungen verbunden und bietet sofortiges Feedback und lokale Steuerung.
- Beziehung zur GUI: Ein HMI umfasst eine grafische Benutzeroberfläche (GUI), ist aber nicht dasselbe wie eine GUI. Die GUI ist der visuelle Aspekt, der die Interaktion ermöglicht, während das HMI das gesamte System umfasst, das die Interaktion des Bedieners mit den Maschinen ermöglicht. Obwohl das HMI GUI-Prinzipien für seine Anzeige verwendet, ist es speziell für industrielle Anforderungen konzipiert und bietet Datenvisualisierung, Echtzeitmetriken und Steuerungsfunktionen.
Obwohl HMIs und SCADA-Systeme häufig zusammenarbeiten, spielen sie in der industriellen Automatisierung aufgrund ihres Umfangs und ihrer Funktionalität insgesamt unterschiedliche Rollen.
Wie liest man SPS-Schaltpläne? Was sind die Regeln?
Für das Lesen von SPS-Schaltplänen ist die Beherrschung einiger wichtiger Regeln unerlässlich:
- Lesen Sie von links nach rechts und von oben nach unten: Wie beim Lesen eines Buches verläuft die Lesereihenfolge für Schaltpläne normalerweise von links nach rechts und von oben nach unten.
- Verwenden Sie Symbole zur schnellen Ortung: Die Symbole in Schaltplänen stellen die Position und Verbindungen der einzelnen Komponenten dar. Wenn Sie sich mit diesen Symbolen vertraut machen, können Sie wichtige Punkte im Schaltkreis schnell erkennen.
- Achten Sie auf Nummerierungssysteme: Viele Schaltpläne verwenden Seiten- und Spaltennummern, z. B. „35.2“, was darauf hinweist, dass sich eine Komponente auf Seite 35, Spalte 2 befindet.
Wie erlernt man schnell die Schaltpläne von SPS-Panels?
- Beginnen Sie mit der Hauptstromversorgung und gehen Sie dann zu den Steuerkreisen über: Der Hauptstromversorgungsbereich befindet sich normalerweise in der oberen linken Ecke des Diagramms. Überprüfen Sie die Hauptstromanschlüsse, bevor Sie andere Steuerschaltkreise prüfen.
- Identifizieren Sie Ein- und Ausgänge: Eingänge und Ausgänge sind oft mit unterschiedlichen Farben oder Symbolen gekennzeichnet. Stellen Sie sicher, dass alle Eingabegeräte (z. B. Sensoren) und Ausgabegeräte (z. B. Motoren) richtig angeschlossen sind.
Warum sind Schaltpläne für Ingenieure so wichtig?
Schaltpläne sind nicht nur Installationsanleitungen; sie helfen uns auch bei der schnellen Fehlerbehebung. Wenn ein Problem auftritt, können wir dem Schaltplan Schritt für Schritt folgen, um das Problem zu lokalisieren und so längere Ausfallzeiten zu vermeiden.
Wie lassen sich Fehlerstellen mithilfe von Schaltplänen schnell lokalisieren?
Der Schlüssel zum schnellen Auffinden von Fehlerstellen anhand von Schaltplänen liegt in der logisch aufgebauten Fehlersuche und einer schrittweisen Prüfung.
Überprüfen Sie zunächst, ob die Stromzufuhr normal ist, indem Sie die Anschlüsse im Abschnitt „Hauptstromversorgung“ des Diagramms überprüfen. Wenn das System nicht startet, kann es sich um ein Problem mit der Stromversorgung oder der Sicherung handeln.
Überprüfen Sie als Nächstes die Eingangs- und Ausgangsmodule, um sicherzustellen, dass die Signale korrekt übertragen werden. Mithilfe der Symbole im Schaltplan können Sie das Problem auf einen bestimmten Sensor oder Aktor eingrenzen und so die Fehlersuche effizienter gestalten.
Wenn beispielsweise ein Sensor kein Signal hat, überprüfen Sie seine Verkabelung oder ersetzen Sie das Modul.
Schaltpläne helfen uns auch, die Logik des Steuerkreises zu verstehen. Indem Sie den logischen Steuerungsabschnitt überprüfen, können Sie feststellen, ob die Eingangssignale und Ausgangssteuerungen der SPS mit der Entwurfslogik übereinstimmen.
Wenn ein Teil des Steuerkreises nicht richtig funktioniert, können Sie das Problem mithilfe des Diagramms schnell identifizieren und so Blindreparaturen vermeiden. Mithilfe von Werkzeugen wie einem Multimeter zum Messen von Strom und Spannung können Sie die Funktionalität des Kreises weiter überprüfen.
Wie wartet man die elektrische Verkabelung eines SPS-Panels?
Der wichtigste Schritt bei der Wartung der SPS-Panelverkabelung besteht darin, regelmäßig die Festigkeit aller Verbindungen zu überprüfen. Aufgrund von Vibrationen und Temperaturschwankungen in industriellen Umgebungen können sich Schraubklemmen lösen, was zu einer instabilen Signalübertragung oder Kurzschlüssen führen kann.
Es ist von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass alle Verbindungen sicher sind. Eine gründliche Überprüfung alle paar Monate kann die Systemzuverlässigkeit erheblich verbessern.
Halten Sie das Panel außerdem staubfrei und feuchtigkeitsbeständig. PLC-Panels enthalten oft viele empfindliche elektronische Komponenten und Staub und Feuchtigkeit können zu Anschlusskorrosion oder Kurzschlüssen führen.
Reinigen Sie die Innenseite des Panels bei laufendem System regelmäßig mit Druckluft und vermeiden Sie die Platzierung des Panels in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit. Wenn die Installation in einem feuchten Bereich unvermeidbar ist, verwenden Sie ein wasserdichtes Gehäuse oder Trockenmittel, um die Lebensdauer des Panels zu verlängern.
Und schließlich sollten Sie alte Kabel und Komponenten umgehend ersetzen. Langfristiger Gebrauch kann dazu führen, dass Kabel altern, was zu Isolationsschäden führt und das Risiko von elektrischen Leckagen oder Kurzschlüssen erhöht.
Wählen Sie anhand der Angaben im Schaltplan Ersatzteile aus, die dem Originalmodell entsprechen und so Sicherheit und Stabilität gewährleisten.
Mit diesen Wartungsmaßnahmen können Sie nicht nur die Lebensdauer Ihres SPS-Systems verlängern, sondern auch Ausfallzeiten durch Verdrahtungsprobleme reduzieren und so einen reibungslosen Betriebsablauf gewährleisten.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet „COM“ in einem Schaltplan?
COM steht normalerweise für „Common“ und dient als gemeinsamer Anschlusspunkt für mehrere Eingabe- oder Ausgabegeräte. Bei der Verkabelung ist es wichtig, sicherzustellen, dass der COM-Anschluss richtig angeschlossen ist.
Wie kann ich die Verkabelungssicherheit gewährleisten?
Verwenden Sie die richtigen Kabel und Klemmenblöcke, halten Sie sich strikt an die Symbole und Anweisungen im Schaltplan und führen Sie Verdrahtungsarbeiten vor allem immer im ausgeschalteten Zustand durch.
Warum ist es wichtig, den Schaltplan genau zu befolgen?
Schaltpläne werden auf der Grundlage von Systemanforderungen und -funktionen erstellt. Jede Abweichung kann zu Geräteschäden oder sogar Sicherheitsrisiken führen.
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Abschluss
Das Lesen von SPS-Panels und Schaltplänen ist eine wichtige Fähigkeit, die nicht nur die Arbeitseffizienz verbessert, sondern auch Ihr Fachwissen erweitert. Ich hoffe, dieser Artikel hilft Ihnen dabei, diese Fähigkeit zu erlernen und das Verkabeln zu einer weniger entmutigenden Aufgabe zu machen!
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