Panele HMI Unified Comfort Pro Siemens

HMI Unified Comfort Pro Siemens

Panele z rodziny SIMATIC HMI Unified Comfort to linia interfejsów człowiek-maszyna (HMI) firmy Siemens, zaprojektowana z myślą o nowoczesnej automatyce przemysłowej. Panel PRO (z dodatkiem „Protected / PRO”) stanowi wersję rozszerzoną tej linii, ze wzmocnioną obudową i wyższą odpornością środowiskową.

Siemens określa, że panele SIMATIC Unified Comfort PRO mają „crystal clear, scratch-resistant and continuous glass front with high chemical resistance” oraz konstrukcję pozwalającą na montaż bezpośrednio przy maszynie.

W kolejnych częściach przyjrzymy się konstrukcji, funkcjom, aspektom technicznym oraz praktycznym zastosowaniom paneli HMI Unified Comfort Siemens. 

Konstrukcja, obudowa, designSimatic HMI Unified Comfort Panel

Obudowa i front

• Ekran jest chroniony ciągłym frontem ze szkła o wysokiej odporności chemicznej i odporności na zarysowania.

• Całość obudowy jest zaprojektowana jako w pełni zamknięta (ang. fully enclosed) i spełnia standardy ochrony: IP65 oraz klasy ochrony typu 4X/12 (w zależności od wariantu).

• Panele PRO do montażu przy maszynie (bez osłony szafy sterowniczej) oferują stopień ochrony, który pozwala na pracę w środowisku przemysłowym bez potrzeby dodatkowej osłony.

Format i warianty montażu

Poniżej kilka wariantów i opcji mechanicznych:

• Wersje support arm — montaż na ramieniu wsporczym (flansza górna lub dolna), z możliwością wykorzystania rur (round tube), rozszerzalnych elementów (extension units) itp.

• Wersje pedestal — montaż na kolumnie / podstawie (stojaku).

• Opcje adapterów VESA (np. VESA75, VESA100) są dostępne, by ułatwić integrację z różnymi systemami montażowymi.

• Panele PRO dostępne są w formatach 12", 15", 19" i 22" (lub 21,5") szerokoekranowym.

• W dokumentacji podano konkretne modele: MTP1200, MTP1500, MTP1900, MTP2200 — wszystkie jako wersje PRO z różnymi wariantami montażu i formatami.

Funkcjonalność, interfejs i oprogramowanie

Interfejs dotykowy i obsługa

• Panele wykorzystują technologię Projected Capacitive Touch (PCT), co umożliwia obsługę wielodotykową (multi-touch), gesty (np. powiększanie, przesuwanie), a nawet obsługę rękawiczek cienkich lub rysika.

• Panel rozpoznaje przypadkowe dotknięcia (np. opadnięcie dłoni) i eliminuje błędy interakcji w takich sytuacjach.

• Obsługa interfejsu użytkownika realizowana jest poprzez oprogramowanie WinCC Unified — to jednolite środowisko projektowe dla paneli Unified (Comfort / PRO).

Komunikacja i porty

Standardowe porty i interfejsy w panelach PRO:

• 2 porty PROFINET (Ethernet), jeden z nich w niektórych wariantach jako Gigabitowy (10/100/1000 Mbps)

• 1 interfejs RS-422/485 (SUB-D)

• 4 porty USB 3.1 Gen.1 (type A) dla urządzeń peryferyjnych (np. klawiatura, drukarka)

• Gniazda na karty SD / SDHC / SDXC: dwie szczeliny — jedna dla systemu, jedna dla danych.

• Złącza zasilania 24 V DC (19,2 V do 28,8 V dopuszczalne)

Pamięć i zasoby systemowe paneli Unified Comfort Pro

• Pamięć operacyjna: 4 GB LPDDR4-SDRAM

• Pamięć wewnętrzna (Flash / eMMC): 32 GB

• Dla danych aplikacji (np. logów, konfigurowalnych zestawów) zwykle używa się karty danych w slocie SD, aby ograniczyć zużycie wewnętrznej pamięci.

• Pojemność zapasowa / buforowanie czasu rzeczywistego (zegara RTC z buforem) również jest obecna — zegar podtrzymywany może działać kilka tygodni bez zasilania.

Oprogramowanie i rozszerzalność Unified Comfort Panel Pro

• Oprogramowanie WinCC Unified (część pakietu TIA Portal) jest wykorzystywane do projektowania interfejsów i logicznych połączeń HMI.

• Panele PRO mają domyślnie wsparcie Industrial Edge, co pozwala na rozbudowę funkcjonalności przez instalowanie aplikacji i rozszerzeń lokalnie na panelu.

• Jednolita platforma (Unified) umożliwia współdzielenie projektów między różnymi typami paneli HMI Siemens.

Parametry techniczne kluczowe

Poniżej zebrane najważniejsze parametry typowe dla paneli PRO (dane z dokumentacji Siemens):

Ponadto:

• Cykl życia podświetlenia (do osiągnięcia połowy jasności) określono jako np. 50 000 godzin (dla mniejszych modeli).

• Interwał między skokami napięcia i ograniczenia dopuszczalne dla przejściowych zakłóceń są określone normami przemysłowymi (transient tolerances).

Zastosowania i zalety

Praktyczne zastosowania

Panele HMI PRO są szczególnie przydatne tam, gdzie:

• interfejs operatora musi znajdować się bezpośrednio przy maszynie (bez konieczności umieszczania w szafie sterowniczej)

• środowisko pracy bywa agresywne (pyły, środki chemiczne, kurz itp.)

• wymagana jest wysoka czytelność ekranu z dużym kątem widzenia i ochrona przed odblaskami

• konieczne jest stosowanie złożonych interfejsów, aplikacji lokalnych, analityki czy rozszerzeń (Industrial Edge)

• istnieje potrzeba integracji z innymi systemami poprzez PROFINET, USB, RS-485 itp.

Zalety

1. Odporność środowiskowa — pełne uszczelnienie, szkło odporne chemicznie i odporność na kurz, wilgoć itp.

2. Elastyczność montażowa — wiele opcji montażu ułatwia integrację nawet w istniejących zakładach.

3. Zaawansowany interfejs dotykowy — multi-touch, gesty, obsługa rękawiczek, minimalizacja błędów dotykowych.

4. Wydajność — wystarczająca moc obliczeniowa, pamięć wewnętrzna i interfejsy pozwalające na aplikacje lokalne.

5. Skalowalność i spójność — dzięki platformie Unified i możliwości aplikacji Industrial Edge można rozszerzać projekt bez zmiany sprzętu bazowego.

6. Nowoczesna integracja — standard PROFINET, USB, obsługa kart SD — daje szerokie opcje łączenia z systemami nadrzędnymi i urządzeniami peryferyjnymi.

Montaż Unified Comfort Pro Siemens

Ogólna koncepcja montażu PRO

Panele Unified Comfort PRO mają pełną, zamkniętą obudowę z tylną częścią aluminiową i szklaną frontową szybą o wysokiej odporności chemicznej.
W przeciwieństwie do standardowych paneli „Comfort”, które montuje się od frontu w drzwiach szafy sterowniczej (panel mounting), wersje PRO są przeznaczone do pracy samodzielnej, tzn. mogą być instalowane:

• bezpośrednio przy maszynie,

• na ramieniu wsporczym,

• na kolumnie / stojaku,

• lub przy użyciu mocowań VESA.

Każdy sposób ma inne przeznaczenie oraz odpowiedni zestaw akcesoriów

Rodzaje montażu simatic HMI Unified Comfort Pro

Montaż na ramieniu wsporczym (Support Arm Mounting)

To najczęściej stosowany sposób mocowania paneli PRO w środowisku przemysłowym.

Cechy:

• Ramię wsporcze umożliwia elastyczne pozycjonowanie panelu względem operatora.

• Panel może być zamocowany od góry lub od dołu (tzw. top-mount lub bottom-mount).

• System wykorzystuje kołnierz przyłączeniowy (flange), do którego wchodzi rura okrągła (tuba) o określonym przekroju (zazwyczaj Ø48 mm).

• Wewnątrz ramienia prowadzone są przewody zasilania i komunikacji (PROFINET, USB itp.).

• Dostępne są również adaptery obrotowe (swivel units), pozwalające na obrót panelu o 300° lub więcej.

Typowe zastosowania:

• Linie pakujące, stanowiska obsługowe przy maszynach CNC, robotyka, montaż w przemyśle spożywczym.

Akcesoria:

• Adapter ramienia (Support Arm Adapter)

• Zestaw złączy do okablowania wewnętrznego

• Zestawy przedłużające (Extension Units)

• Uszczelki do zachowania IP65

Montaż na kolumnie (Pedestal Mounting)

Druga najczęstsza metoda — pozwala ustawić panel na stojaku przy stanowisku operatorskim.

Cechy:

• Panel przymocowany do kolumny / słupa (pedestal) o określonej wysokości.

• Zazwyczaj stosuje się stal nierdzewną lub aluminium anodowane, by zachować odporność środowiskową.

• Przewody prowadzone są wewnątrz kolumny (osłonięte przed kurzem i cieczami).

• Podstawa kolumny może być przykręcana do podłogi lub mobilna (z kółkami).

Typowe zastosowania:

• Linie montażowe, hale produkcyjne, stanowiska testowe lub kontrolne, gdzie operator często zmienia pozycję.

Akcesoria:

• Pedestal adapter (kołnierz z przyłączem)

• Podstawa montażowa (floor plate)

• Obejmy do rur i prowadzenie kabli wewnętrznych

Montaż przy użyciu uchwytu VESA (VESA Mounting)

Dla aplikacji, gdzie panel ma być zintegrowany z własną konstrukcją użytkownika (np. wysięgnik robota, ściana, konsola).

Cechy:

• Standardowe uchwyty VESA 75×75 mm lub VESA 100×100 mm, w zależności od rozmiaru panelu.

• Umożliwia montaż na ścianach, ramionach obrotowych, konsolach lub wysięgnikach.

• Zachowany stopień ochrony IP65 tylko wtedy, gdy wszystkie otwory przyłączeniowe są szczelnie zamknięte.

Typowe zastosowania:

• Integracje niestandardowe, zabudowy ergonomiczne, kabiny operatorskie, maszyny z własnym systemem mocowania.

Montaż z ramieniem regulowanym (Adjustable Swivel / Tilt Mount)

Wersje PRO można rozszerzyć o uchwyty obrotowo-uchylne (swivel & tilt units), które pozwalają na:

• pochylenie panelu pod kątem 30–45°,

• obrót w poziomie,

• szybkie ustawienie pozycji roboczej.

Ten rodzaj montażu jest często łączony z ramieniem wsporczym lub VESA.

Typowe zastosowania:

• Ergonomiczne pulpity operatora, gdzie wymagane są różne pozycje pracy.

Wymiary i zgodność

Ograniczenia, kwestie do uwzględnienia

• Choć obudowa chroniona jest zgodnie z IP65 i typem 4X/12, to zakres temperatur pracy bywa ograniczony (np. standardowo 0 °C do 40/45 °C w zależności od wariantu).

• Zużycie wewnętrznej pamięci flash przy intensywnym zapisie (np. częste alarmy lub logi) może skrócić żywotność — dlatego zaleca się wykorzystywanie zewnętrznych kart do logów i danych.

• Wersje PRO są zwykle droższe od standardowych paneli Unified Comfort ze względu na dodatkowe zabezpieczenia i konstrukcję.

• Wskazane jest ścisłe przestrzeganie zaleceń montażowych, kablowania i ekranowania, aby zachować parametry EMC i ochronę obudowy.

• USB porty są przeznaczone do urządzeń peryferyjnych z odpowiednią specyfikacją (maksymalny load itp.) — nie wszystkie urządzenia USB mogą działać poprawnie.

Panele Siemens Unified Comfort PRO stanowią nowoczesne i wytrzymałe rozwiązanie HMI dla środowisk przemysłowych, łącząc nowoczesny interfejs dotykowy z wysoką odpornością środowiskową. Dzięki zaawansowanej elektronice, dużej elastyczności montażowej i integracyjnej, idealnie sprawdzają się tam, gdzie standardowe panele HMI mogą nie wystarczyć.

Jednak jak każde rozwiązanie – wymagają świadomego doboru: należy zwrócić uwagę na warunki pracy, temperaturę, częstotliwość zapisu danych, kompatybilność USB i poprawne rozmieszczenie kabli.