Dobrodziejstwo HMI

Odpowiednio zabezpieczone płaskie ekrany dotykowe spisują się bardzo dobrze i zapewniają skuteczną pracę nawet w niebezpiecznych i korozyjnych warunkach środowiskowych.
Kiedy Paul Anderson, inżynier odpowiedzialny za automatykę i wyposażenie w Hydrite Chemical Company, potrzebował wymienić swój przestarzały system sterowania oraz panele HMI, zmuszony był do przestrzegania całej listy wymagań i regulacji panujących w zakładzie. Potrzebował otwartego systemu, który zapewniałby elastyczność i łatwe aktualizacje w przyszłości. Interfejs operatora musiał być możliwie najnowocześniejszy i maksymalnie odporny, zgodny z rygorystycznymi warunkami stawianymi przez niebezpieczne i korozyjne środowisko zakładu chemicznego. Dodatkowym wymaganiem było, aby dostawca podzielił się swoją wiedzą na temat tajników działania sprzętu i pomógł firmie Hydrite wytwarzać najlepsze produkty przy najniższym możliwym koszcie.
W wielu zakładach przemysłowych wykorzystuje się wciąż wysłużone monitory typu CRT, ale sporo spośród nich jest u kresu swojej żywotności i brakuje środków, aby wymienić je na nowe. Płaskie monitory przemysłowe stały się najlepszą alternatywą w takich przypadkach, ale dokładne znaczenie słowa „przemysłowy” w tym kontekście nadal nie jest jasne. Przezorni użytkownicy muszą sprawdzić, kto dostarczy im sprzęt zapewniający najlepszą przemysłową odporność lub jeżeli jest to wymagane – technologię umożliwiającą pracę płaskich paneli LCD w warunkach niebezpiecznych.
Hydrite Chemical Co. jest wytwórcą i dystrybutorem składników do żywności oraz napojów, fluoru dla stacji uzdatniania wody i producentem chemicznych środków czyszczących dla szerokiej gamy przedsiębiorstw. Hydrite współpracuje z innymi firmami, opracowując produkty wysokiej jakości i dystrybuując je na całym świecie.
Niektóre z wytworzonych produktów są łatwopalne albo składają się z łatwopalnych składników, więc wiele materiałów i procesów wykonywanych w firmie odbywa się w obszarach niebezpiecznych, w których należy przestrzegać BHP. Większość pomieszczeń produkcyjnych firmy Hydrite sklasyfikowanych jest w I klasie, kategorii 1. Pozostałe obszary mają klasę I, kategorii 2. Każdy wykorzystywany sprzęt musi odpowiadać wymogom bezpieczeństwa nałożonym przez właściwe normy. Zakłady Hydrite pracują zgodnie z normą ISO 9001:2000, co zapewnia, że każdy wytworzony produkt jest jednakowo wysokiej jakości, a wszystkie procesy produkcyjne są wykonywane identycznie za każdym razem.
Środki chemiczne wytwarzane są seryjnie, a skład każdej serii zależy od kombinacji dokładności układu automatyki i ustawień operatora. Zazwyczaj w procesie występuje wiele zbiorników zasilających wypełnionych surowym składnikiem, które są zasilane z bębnów, skrzynek i innych zbiorników. Właściwe proporcje mieszania składników muszą być dokładnie kontrolowane i odpowiadać tym zawartym w przepisie. Kiedy proces produkcji danej serii się rozpocznie, gotowy produkt możemy otrzymać w kilka godzin, jednak czasem zdarza się, że trwa to kilka dni. Jeżeli z jakichś przyczyn przerwiemy lub opóźnimy ten proces, może to spowodować zniszczenie całej serii. Podczas produkcji wytwarzane są również odpady, którymi trzeba się zająć, więc łatwość i wygoda działania operatora jest integralną częścią pracy podczas wytwarzania danej serii.
Przyspieszenie dostępu do informacji o serii i procesie bezpośrednio z poziomu linii produkcyjnej zakładu oszczędza czas i może zabezpieczyć  przed błędami przerywającymi produkcję. Posiadanie stanowisk roboczych wyposażonych w interfejs HMI oznacza posiadanie klasy I, kategorii 2 przemysłowych monitorów zaprojektowanych do ciągłej pracy w ciężkich warunkach. Muszą być one zlokalizowane w obszarach, gdzie operator nie będzie miał problemu z ich obsługą ze względu na dotykowy ekran.
Wybór odpowiedniego systemu
Zadaniem Andersona było unowocześnienie starzejącego się systemu DCS. Na początku wybrał najnowszy system sterowania ze zdalnymi wewnętrznymi bezpiecznymi I/O. Korzyści płynące z tego rozwiązania były dwojakie: po pierwsze korytka kablowe i samo okablowanie zostały znacząco skrócone, należy wliczyć w to również czas montażu takiej instalacji. Po drugie segmentowa budowa systemu zapewniała możliwość redundantnej pracy i dokonywania napraw bez przerywania procesu wytwórczego.
Jako interfejs operatora wybrał przemysłową stację roboczą z ekranami dotykowymi od dostawcy, który zaprojektował i zbudował swoje własne produkty specjalnie na zamówienie Hydrite.
Anderson wybrał stacje robocze Pepperl+Fuchs, ponieważ spełniały wszelkie stawiane przez niego wymagania. Żaden inny dostawca nie był w stanie im sprostać. Urządzenia, które wybrał, mogą pracować w trudnym środowisku produkcyjnym, są odporne na korozję, a ich średni czas pracy bez awarii wynosi 500 tys. godzin. Należy zauważyć, że urządzenia większości pozostałych producentów ledwo osiągają połowę tego wyniku. Oznacza to, że operator może uważać, iż pracuje na niezawodnym sprzęcie, który w systemie sterowania z łatwością można wymienić.
Stacje robocze zostały osadzone w obudowie ze stali nierdzewnej 316 NEMA w kategorii 2 z możliwością zamontowania zarówno na ziemi, jak i na ścianie. Wymiary obudowy są mniejsze niż starych, odpornych na wybuch urządzeń, więc zajmują mniej cennego miejsca w zakładzie. Wzmocnione rezystancyjne panele dotykowe pracujące w niebezpiecznych warunkach na linii produkcyjnej były w stanie wygenerować ten sam, wysokiej jakości obraz jak monitory w pokoju kontrolnym i to bez konieczności jakiegokolwiek przeprogramowania. Teraz operatorzy mogą wykonywać takie same funkcje, będąc na linii produkcyjnej, jak z pokoju kontrolnego. Załoga zakładu nie musi chodzić kilka razy dziennie do pokoju kontrolnego, aby dokonywać zmian. Jest im łatwiej robić wszelkie poprawki i mają wszystkie potrzebne informacje na wyciągnięcie ręki. Pomaga to uniknąć niepotrzebnych przestojów i obniża koszty utrzymania. Pojawiła się również nieoczekiwana zaleta w postaci mniejszej konsumpcji energii elektrycznej i mniejszej emisji ciepła przez płaskie ekrany, niż miało to miejsce w przypadku monitorów CRT.
Odpowiedni typ urządzeń HMI wykorzystywany w nowoczesnych platformach do sterowania z dobrze zaprojektowaną grafiką pozwala stworzyć potężne rozwiązanie wizualizacyjne, kontrolne i informacyjne.
CE