Оптимизация дизайна HMI для безопасности в опасных зонах

Устойчивый прогресс сенсорных и контрольных технологий позволил инженерам накапливать и отображать на человеко-машинных интерфейсах (HMI) больше информации, чем необходимо. Годами дизайнеры использовали сигнальные лампы для алертов операторов и цветокодированные LED для статуса критичных активов.

В рутине операторы редко используют всю информацию на HMI — в основном 1–2 статус-экрана для мониторинга ключевых параметров. Обычно HMI в безопасном помещении, далеко от опасностей — минимальные safety concerns. Сценарий меняется, если HMI с поддерживающим электрооборудованием нужно разместить в опасной зоне (hazardous location).

Концепция не новая — десятилетия. Вендоры HMI решали через hazardous-rated версии продуктов (в брошюрах/на сайтах). Проблема возникает при смешении оборудования разных вендоров: HMI, контроллер, коммуникационные устройства. Главная боль — интероперабельность. Если устройства поддерживают OPC — OPC-сервер выступает универсальным переводчиком.

Конфигурация №1: Самосодостаточный HMI

HMI с проприетарным ПО, функционал ограничен фичами сенсорных/контрольных устройств. Иногда позволяют кастомные скрипты клиентов — функционал на шаг дальше. Но в целом — не general-purpose computing device. Отказ → замена всего блока.

Конфигурация №2: Panel PC

HMI подключен к компьютеру с HMI-софтом → «Panel PC». Дисплей и вычислитель соединены кабелями. Компьютер — первичный компонент: память, диск, ком-порты. Отказ → замена конкретных частей.

Конфигурация №3: Удаленный компьютер + KVM

Также разделяет экран и компьютер, комбинируя лучшее из №1 и №2. Компьютер выносится за пределы опасной зоны в безопасную зону, HMI подключен через KVM-свитч. Множество опций позволяет разнести компьютер и HMI на большое расстояние → доступность и costo-effectiveness.

Новые технологии

Беспроводная связь набирает популярность, прорывы снимают ограничения полосы пропускания. Смартфоны/планшеты — новые avenida связи и безопасности. Но требуют полностью новой стратегии разработки HMI-софта: меньшие экраны, ограниченная вычислительная мощь vs десктопы.

Перед выбором вендора HMI — проведите глубокое исследование опасной атмосферы. Осознайте риски и флуктуации места установки. Определите оптимальную конфигурацию. Rule of thumb: любой девайс, рейтинговый для опасной зоны — дороже. Некоторые конфигурации дороже в специфических случаях. Напр., конфигурация №3 дороже, когда нужны HMI с минимальными спеками. Критично: иметь бэкграунд по приложению, атмосфере, требованиям перед выбором вендора.