Initialement, la plupart des applications IHM embarquées étaient dédiées à la gestion de tâches spécifiques sur un seul appareil. Une IHM intégrée typique sera utilisée pour remplacer les boutons, les indicateurs, les jauges analogiques et les molettes sur un simple panneau de commande de machine. Il communiquera avec le contrôleur de la machine (généralement un contrôleur logique programmable (PLC)) via une liaison de communication série à faible vitesse - et ne communiquera pas avec d'autres appareils, contrôleurs ou ordinateurs.
La programmation de ces IHM embarquées de base s'effectue sur un PC et le programme compilé est téléchargé sur l'IHM via des communications série. Les IHM embarquées utilisent des systèmes d'exploitation (OS) et du matériel propriétaires, ce qui peut être coûteux. Une fois programmée, l'IHM intégrée ne peut être modifiée ou changée que si elle est reprogrammée sur le PC, l'IHM est arrêtée et un nouveau programme est chargé.
Malgré ces coûts et limitations élevés, les IHM intégrées offrent d'énormes améliorations en termes de flexibilité, de performances et de coûts par rapport aux solutions d'interface opérateur-câblées existantes.
Les économies les plus importantes sont dues à l’élimination des entrées et sorties API pour tous les dispositifs d’interface opérateur. Avec les dispositifs d'interface opérateur câblés-montés sur panneau, chaque bouton-poussoir nécessite une entrée API discrète correspondante, chaque lumière est pilotée par une sortie API discrète, chaque compteur nécessite une sortie API analogique et chaque molette et potentiomètre sont connectés à une entrée API analogique. Non seulement c’était très cher au départ, mais c’était un cauchemar.
Avec une interface opérateur câblée, le simple ajout de voyants lumineux nécessite de percer des trous dans le panneau avant du boîtier, d'installer les voyants et leurs plaques signalétiques, de reconnecter les voyants aux sorties de l'automate et de reprogrammer l'automate. cela suppose qu'il y ait suffisamment d'espace sur le panneau avant et des sorties PLC de rechange. En revanche, la tâche de reprogrammation de l'IHM et de l'API pour ajouter des symboles indicateurs supplémentaires est relativement simple.
Pour les machines et autres applications qui nécessitent un grand nombre de boutons, de voyants, de jauges, de molettes ou de potentiomètres-tous dotés d'E/S API correspondantes-les IHM intégrées peuvent permettre de réaliser d'importantes économies. En outre, les IHM intégrées peuvent être en mesure de fournir des fonctionnalités avancées telles que les tendances et les graphiques, qui peuvent remplacer les enregistreurs graphiques.
Évolution de l'IHM
Afin d'évoluer d'une interface opérateur de machine de base isolée vers un système avancé, les IHM intégrées utilisent les mêmes changements technologiques qui ont conduit à l'évolution des systèmes SCADA (c'est-à-dire les PC et les systèmes d'exploitation Windows).
Au début des années 1990, les PC ont été introduits dans les usines et les usines, hébergeant souvent SCADA et des logiciels similaires dans les salles de contrôle. Plus tard au cours du siècle, les PC industriels ont été introduits pour permettre aux applications IHM avancées de migrer vers les usines.
Après une certaine réticence initiale sur le marché en raison des mauvaises-performances en temps réel et des redémarrages fréquents de Windows, ces-IHM avancées basées sur PC sont devenues la norme de facto, sonnant le glas des SCADA propriétaires et d'autres systèmes IHM avancés.
La révolution suivante s'est produite dans les domaines connexes de la bande passante et des réseaux. Grâce à l'expansion des capacités Ethernet, la bande passante a considérablement augmenté, permettant aux systèmes d'être facilement connectés entre eux, mettant ainsi fin aux silos d'automatisation.
L'introduction de normes de réseau telles que TCP/IP et l'architecture SCADA de plus en plus ouverte sur PC ont permis à de plus en plus d'appareils distants tels que les ordinateurs portables et les ordinateurs de bureau d'accéder aux informations d'atelier.
Suite à l'introduction du SCADA sur PC-, l'introduction de la plate-forme du système d'exploitation Microsoft Windows CE a permis aux développeurs de fournir de nombreux outils et fonctionnalités des systèmes SCADA sur PC-à une large gamme d'appareils distants de plus petite capacité. En conséquence, de nombreux fournisseurs se sont fait concurrence pour créer des plates-formes à faible coût-, ce qui a fait baisser les prix du matériel.
Dans le même temps, Internet a ouvert la voie à l’échange d’informations entre un plus large éventail de plates-formes matérielles, notamment les IHM, automates et systèmes SCADA intégrés. Les progiciels IHM embarqués et avancés ont commencé à offrir un accès à distance, d'abord depuis les navigateurs puis depuis les applications. Il ne s'agissait pas seulement d'un simple facteur de commodité, car donner aux opérateurs et aux gestionnaires la possibilité de visualiser les informations depuis n'importe où permettait aux usines de fonctionner plus efficacement avec moins de main d'œuvre.
En adoptant Windows CE et son successeur Windows intégré comme système d'exploitation standard, les IHM intégrées ressemblent et fonctionnent davantage à des progiciels IHM avancés basés sur PC- et Windows-. Pour de nombreux utilisateurs, les IHM intégrées sont désormais plus que adéquates pour leurs applications, leur permettant de passer des IHM basées sur PC-. Cela se traduit par d'énormes économies, car tout ce qui est associé à l'IHM intégrée est beaucoup moins cher, y compris les logiciels de programmation, les licences d'exécution, les frais annuels de maintenance logicielle et les plates-formes cibles.
L'utilisation d'une IHM sur PC-dans un environnement industriel nécessite un PC et un moniteur industriels. Avec l’IHM intégrée, une plate-forme améliorée industriellement peut remplir le même rôle à un coût nettement inférieur. Les logiciels IHM intégrés modernes peuvent résider sur des plates-formes intégrées avec une puissance de traitement, une mémoire et d'autres ressources matérielles limitées, tout en fournissant des fonctionnalités avancées telles que des interfaces graphiques conviviales-, un accès à distance et des- rapports et tendances en temps réel des indicateurs de performance clés.
Accès à distance et-interfaces conviviales
Les ingénieurs et les opérateurs s'attendent à ce que la même facilité d'utilisation et les mêmes fonctionnalités qu'ils obtiennent de leurs appareils personnels soient présentes dans leurs environnements de travail, en particulier lorsqu'il s'agit d'IHM. Alors que les smartphones et les tablettes d'aujourd'hui définissent les attentes des utilisateurs en matière de connectivité sans fil, d'interfaces graphiques et de mobilité supérieure, il n'est pas surprenant que l'électronique grand public devienne une force majeure dans l'IHM industrielle. En fait, de nombreuses organisations réduisent leurs coûts en instituant des politiques « Bring Your Own Device » (BYOD) qui permettent au personnel de production d'utiliser ses propres smartphones et tablettes comme IHM mobile.
Les utilisateurs d’IHM réclament désormais une expérience d’interface opérateur unifiée sur tous les appareils. Ils souhaitent que les logiciels IHM-qu'ils soient intégrés ou basés sur PC--offrent la même expérience de tableau de bord sur plusieurs types de matériel, des écrans IHM intégrés aux smartphones et tablettes, quel que soit le système d'exploitation.
En réponse, un certain nombre de progiciels IHM intégrés offrent désormais ces fonctionnalités. Ces solutions logicielles créent des applications pour les appareils IHM intégrés accessibles depuis des PC, d'autres IHM embarqués, des smartphones et des tablettes.
En fournissant la prise en charge HTML5, ces solutions IHM sont facilement accessibles depuis l'écran principal de l'IHM, mais sont dimensionnées pour s'adapter à tous les appareils prenant en charge la norme HTML5. La norme HTML5 libère les utilisateurs des téléchargements lents du navigateur Internet ou des mois d'attente pour la création d'applications pour leur appareil spécifique, car elle permet aux fournisseurs de logiciels IHM intégrés de déployer rapidement une application sur pratiquement n'importe quel smartphone ou tablette. À mesure que les politiques BYOD deviennent plus répandues, la prise en charge de HTML5 deviendra une exigence, car le personnel utilise plusieurs appareils au travail et exige des applications plus performantes que les navigateurs.
Non seulement les données doivent être présentées de la même manière sur tous les appareils pour améliorer l’efficacité du personnel, mais elles doivent également être faciles d’accès et de manipulation. Même si la technologie multi-toucher peut sembler être une autre fonctionnalité "pour moi aussi", elle aide en réalité les utilisateurs à exécuter des commandes jusqu'à trois fois plus rapidement que les écrans tactiles simples-traditionnels.
Alors que de plus en plus d’appareils portables sont utilisés pour récupérer des informations, les utilisateurs ont besoin d’un moyen familier et rapide d’interagir avec les données. Le multi-touch apporte les fonctionnalités familières des smartphones et des tablettes aux applications industrielles, telles que le défilement, le zoom, la rotation d'objets et l'exploration-. Au lieu de perdre un temps précieux à passer d'un écran à l'autre avec des menus déroulants-et des commandes en cas d'urgence, les utilisateurs multi-touch peuvent trouver les informations nécessaires, puis zoomer sur la zone problématique et apporter des modifications en quelques secondes.
L'avenir est tout autour de nous
Les progrès des IHM ont élargi la gamme de dispositifs d'interface d'automatisation industrielle et, à mesure que les applications deviennent plus intégrées, il est possible qu'un jour ce terme soit remplacé par un nouveau terme, tel que visualisation. Cette possibilité peut être encore plus grande lorsqu’il s’agit d’IHM embarquée.
L’époque des IHM isolées, coûteuses et propriétaires, dotées de fonctionnalités limitées et accessibles uniquement par l’utilisateur devant la machine, touche rapidement à sa fin. Les applications IHM intégrées d'aujourd'hui offrent de nombreuses fonctionnalités du SCADA et d'autres systèmes IHM avancés, mais à un prix beaucoup plus attractif, en particulier pour les applications d'usine-qui nécessitent une plate-forme industriellement améliorée.
Même si des opérateurs seront encore nécessaires dans certains cas, la prolifération des appareils IHM distants qui communiquent avec les contrôleurs et les IHM locaux augmentera considérablement la mobilité et la productivité des travailleurs. Cet avenir ne remplacera pas le besoin d’humains, mais augmentera considérablement leur portée dans plusieurs usines et zones d’usine, leur permettant d’appliquer rapidement leur expertise pour améliorer les opérations selon les besoins.