Human Machine Interface, zu Deutsch: Mensch-Maschine-Schnittstelle

Der Begriff HMI hat sich mittlerweile voll in der Automatisierungswelt etabliert. Man meint damit meistens die Bedieneinheit der Maschine oder Anlage. Das kann ein Schaltpult mit Schaltern, Knöpfen und Lampen sein, das ist aber heutzutage oft auch ein Display, meist mit Touch-Screen oder auch eine Kombination aus beidem.

Bei Wachendorff wird der Begriff HMI quasi ausschließlich im Zusammenhang mit Bediengeräten mit Touch-Display verwendet. Diese fallen unter die Produktgruppe Bedienen & Beobachten, kurz B&B.

Ein HMI ist ein Gerät mit dem der Mensch die Maschine bedienen kann. Ein IPC ist ein PC wie man ihn z. Bsp. auch aus dem Bürobereich kennt, allerdings in industrieller Ausführung, mechanische und thermische Belastbarkeit, Gehäuse, Display usw. Auf einem IPC kann auch eine Bedienung laufen, damit wird der IPC dann quasi zum HMI.

Ein HMI, Human Machine Interface (Mensch-Maschine-Schnittstelle) ist i. d. R. ein Bediengerät mit Tasten und/oder Touch-Display. Die Bedienoberfläche die auf dem HMI zu sehen ist wird oft mit einer Software auf einem PC erstellt und dann auf das HMI übertragen. Die Bedienoberfläche ist quasi das Projekt bzw. die Applikation die auf dem HMI läuft. Wie das auf dem HMI genau funktioniert ist für den Anwender eigentlich unerheblich. Meist hat das HMI ein Betriebssystem auf dem dann eine Anwendung läuft, die die Projektierung, also die Bedienoberfläche selbst, auf dem HMI ausführt. Sehr wesentlich für ein HMI sind die Anzahl und der Typ der Schnittstellen und Protokolle die das HMI hat bzw. die Projektierungs-Software zur Verfügung stellt.

Ein IPC ist im Prinzip ein normaler PC mit Mainboard, Prozessor, RAM und Festplattenspeicher und meist auch mit einem kommerziellen Betriebssystem wie Windows, Linux o. ä. Allerdings kommt der IPC oft in einem ganz anderen Gehäuse und auch die verwendeten Bauteile sind wesentlich robuster und können in einem größeren Temperaturbereich arbeiten als Standard-PCs z. Bsp. im Bürobereich. Mit einem IPC werden Maschinen und Anlagen im industriellen Umfeld gesteuert bzw. die Geräte arbeiten in diesem Bereich. Ein IPC ist optimal für seine Aufgaben in diesem Bereich ausgestattet.

Ein HMI, Human Machine Interface, wird i. d. R. mit einer entsprechenden Software auf einem PC projektiert. Mit diesen meist grafischen Tools werden Bildschirmmasken und Bedienoberflächen designed und entworfen. Hier stehen oft grafische Bedienelemente wie Schalter und Knöpfe, aber auch Bargraphen, Trendgrafiken und andere grafische Anzeige- und Eingabeobjekte zur Verfügung. Die Anwendung wird dann auf dem PC kompiliert und dadurch Maschinen-Code erzeugt, der auf dem HMI lauffähig ist. Das Kompilat wird dann auf das HMI herunter geladen, seriell oder heutzutage meist per Ethernet, und dann auf dem HMI von einer entsprechenden Anwendung, Runtime oder Firmware ausgeführt. Während der Entwicklung einer HMI-Projektierung wird dieser Vorgang ganz oft wiederholt und muss immer wieder durchgeführt werden, weil man die Auswirkungen von Änderungen in der Projektierung dann auf dem Gerät real beobachten und beurteilen muss.

Die HMIs von Wachendorff werden mit der Konfigurations-Software „EasyBuilder Pro“ projektiert. Die Software ist kostenlos und beinhaltet einen Simulator für erste Tests ohne echte Hardware.

Die Anzahl der Treiber ist ein wesentliches Kriterium für die Einsetzbarkeit und die Flexibilität eines HMI. Die Treiber sind auch immer abhängig von den Schnittstellen die das Gerät anbietet. Es kann z. Bsp. kein CANopen-Treiber verwendet werden, wenn das Gerät nicht über eine CAN-Schnittstelle verfügt.

Die HMIs von Wachendorff bieten i. d. R. alle min. eine, meist zwei, Ethernet-Schnittstelle an. Oft auch noch serielle Schnittstellen RS232 und/oder RS485. Manche Geräte kommen auch mit einer CAN-Schnittstelle. MPI/Profibus bieten auch manche Geräte noch an, allerdings mit Einschränkungen bez. der Geschwindigkeit die für MPI/Profibus eingestellt werden kann. Profinet können die meisten Bediengeräte, allerdings nicht RT (Real Time) sondern die ISOonTCP-Variante, die auch Programmiergeräte benutzen um Variablen zu lesen/schreiben und Programme zu übertragen. Andere Feldbussysteme die nicht über o. g. Schnittstellen laufen stehen nicht zur Verfügung. Es können keine weiteren Schnittstellen eingebaut werden. Allerdings werden ständig weitere Protokolle implementiert, so stehen z. Zt. mehr als 200 Treiber im EasyBuilder Pro zur Verfügung.

Eine komplette Liste der verfügbaren Treiber, Datentypen und alle Hinweise zum jeweiligen Treiber finden Sie im PLC Connection Guide,
den Sie auch im Download Bedienen & Beobachten unter "Handbücher" finden.

Den Begriff „Smart-HMI“ verwendet Weintek für Ihre cMT-Geräte. „Smart“, weil die cMT-Geräte ein sehr elegantes Design mit silbernem Rand haben und nur 27,6 mm tief sind bei nur 1,6 kg Gewicht. Extrem schnelle Bildumschaltung durch Quad-Core 32 Bit RISC mit 1,6 GHz. Die Geräte haben u. a. einen integrierten Media-Player, Browser oder PDF-Viewer und können Audio-Dateien abspielen und ein haptisches Feedback (Vibration) geben. Aber wirklich Smart ist die Möglichkeit Gesten auf dem Gerät zu programmieren und diese mit benutzerdefinierten Funktionen zu belegen. Damit kann die Bedienung einer Maschine an die Bedienung auf einem Smart-Phone angelehnt werden. Viele Funktionen, wie z. Bsp. das System-Menü für Display Helligkeit, Lautstärke, Cursor usw. lassen sich bedienen wie auf einem Smart-Phone.

Smart-HMIs sind cMT-Geräte. Ein cMT-Gerät steht für ein alternatives Bedienkonzept und kann seine Vorteile in einer vernetzten Produktionslandschaft voll ausspielen.
(siehe FAQ „Was ist ein cMT-Gerät?“ oder Die Smarten HMIs der cMT-Serie)

Ein cMT-Gerät ist ein HMI mit einem alternativen Bedienkonzept. Die cMT-Geräte teilen das klassische HMI quasi in zwei Teile, den s. g. cMT-Server und den cMT-Client.
Der cMT-Server ist der Teil des HMI, der die Schnittstellen und Protokolle bereit stellt und die Kommunikation mit den externen Geräten übernimmt. Der cMT-Client ist der Teil des HMI der die Bedienoberfläche darstellt und dem Benutzer die Interaktion mit dem Gerät erlaubt. An einem cMT-Server können mehrere cMT-Clients betrieben werden.

An einem HMI als cMT-Server können bis zu 9 weitere Bedieninstanzen, s. g. cMT-Clients betrieben werden. Ein cMT-Client (cMT-Viewer) kann ein Display der cMT-Serie sein, aber auch eine PC-Applikation oder eine App auf einem Smartphone oder Tablet (Android/iOS).

Jeder cMT-Client ist eine eigene Bedieninstanz, d. h. jede Instanz läuft autark für sich und jede Instanz kann unterschiedliche Inhalte der Visualisierung anzeigen und bedienen. Möglich wird das dadurch, dass sich die Clients beim Start der Anwendung die komplette Visualisierung vom Server holen und die Visu dann als eigenständige Instanz auf dem jeweiligen Client läuft. Zur Laufzeit findet dann nur noch ein Aktualdatenaustausch zwischen dem Client und dem Server statt, nicht die komplette Visu kommt über die Schnittstelle sondern es werden nur noch die aktuell relevanten Daten übertragen. Dadurch kann die Performance der Hardware des Clients voll ausgenutzt werden. Der Bediener hat dadurch ein tolles Bedienerlebnis. Der Seitenaufbau ist sehr schnell und flüssig. Reaktionen auf Benutzereingaben folgen unmittelbar! Viele Anwendungen werden durch die Verwendung der cMT-Geräte überhaupt erst möglich. So kann der Bediener z. Bsp. mit Gesten die man vom Smartphone kennt zoomen, Seiten wechseln oder schnell auf Menüs und Sonderfunktionen zugreifen (siehe Die Smarten HMIs der cMT-Serie).