¿Por qué combinar un HMI y PLC es la mejor opción?

Juntos, HMI’s y PLC’s crean el camino para flujos de trabajo industriales eficientes y flexibles. Cada uno tiene un propósito único, y ambos son necesarios para un rendimiento óptimo.

El problema es que cada pieza de equipo requiere tiempo, espacio y dinero adicionales para implementarla. Afortunadamente, estas dos herramientas se pueden combinar en un solo dispositivo físico, a menudo llamado HMI + PLC híbrido, o simplemente híbrido para abreviar. Esto ofrece un amplio conjunto de mejoras sin sacrificar el costo o la conveniencia. Aunque algunas situaciones requieren PLC o HMI independientes, un híbrido es la opción clara para muchas aplicaciones de pequeña a mediana escala.

Ambos son mejores

En primer lugar, hablemos de por qué las HMI y los PLC son necesarios. Incluso una solución de automatización simple puede implicar muchos tipos diferentes de procesos, dispositivos y comportamientos deseados. Debido a que todo esto sucede en diferentes niveles de abstracción, se necesitan diferentes tipos de dispositivos de control.

Para cualquier trabajo urgente o de alta precisión, un PLC es indispensable. La lógica claramente definida y basada en pasos que utilizan es ideal para las líneas de montaje. Los PLC también son el estándar de la industria para el manejo de entradas y salidas físicas, el control de relés eléctricos y la comunicación con sensores industriales como termopares o detectores de proximidad.

Para los interruptores de encendido/apagado físicos, un PLC es perfecto porque cada bit se puede vincular a una rutina específica. Pero para ajustes más dependientes del contexto, como seleccionar objetos, introducir texto o definir un horario de usuario, una interfaz gráfica es mucho más fácil de programar y usar. Aquí es donde entran en juego las HMI. En lugar de tener un mecanismo cableado que controla una variable, una HMI puede mostrar una interfaz dinámica que cambia en función de las entradas del usuario, los valores del dispositivo y la programación personalizada.

Los datos del usuario y del dispositivo se pueden intercambiar de forma colaborativa. Las entradas se pueden utilizar para controlar el flujo de trabajo físico, y los resultados se pueden mostrar y analizar según sea necesario. Un sistema de control diseñado adecuadamente tratará al operador como una parte integral del proceso, al tiempo que permitirá que el PLC automatice las tareas de bajo nivel. Debido a que las HMI y los PLC trabajan juntos tan estrechamente, ponerlos en un solo producto fue el siguiente paso natural para los fabricantes.

Todo en uno

Tal vez la ventaja más obvia de combinar dos cosas en una es solo tener una cosa con la que lidiar. Un HMI + PLC híbrido no es una excepción, ya que ofrece un tamaño más pequeño, un diseño más simple y menos cables. Cambiar el cableado de un sistema de automatización puede ser un desafío, pero eliminar piezas puede simplificar el trabajo. El costo también es un factor importante; una sola configuración híbrida puede ahorrar fácilmente cien dólares o más.

Para alguien que instala docenas de tales configuraciones, la ventaja se multiplica. Conectar una HMI o PLC adicional podría no ser un problema, pero hacer esto cientos de veces puede ser una tarea considerable. Un híbrido también tiene una huella reducida, lo que significa que el panel de control externo puede ser más pequeño (y más barato). En algunos casos, el uso de un híbrido significa que se puede excluir toda una fuente de alimentación, un bloque de terminales u otra unidad, lo que proporciona más ahorros.

Con el hardware industrial, los problemas a menudo surgen de las conexiones entre dispositivos, en lugar de los propios dispositivos. Un híbrido puede hacer que un sistema sea más confiable y fácil de solucionar problemas porque su conexión principal PLC-HMI es autónoma. La gestión del inventario también se simplifica, ya que los pedidos, el mantenimiento y las reparaciones pueden basarse en un solo número de piezas. Este beneficio se extiende a cualquier cable o componente adicional que se hubiera necesitado para una solución no híbrida.

En términos más generales, el uso del mismo producto para múltiples aplicaciones puede ayudar a agilizar la creación de proyectos. Esto es especialmente importante para las aplicaciones HMI-PLC, donde los cambios en la interfaz de usuario pueden requerir cambios en la lógica del programa y viceversa. La mayoría de los fabricantes admiten características y protocolos patentados para su hardware, incluidas opciones especiales para híbridos. Por lo general, esto significa que las etiquetas y la comunicación de un proyecto requerirán menos configuración, especialmente cuando se inicie por primera vez. También es más fácil recibir atención al cliente cuando todos los componentes provienen del mismo proveedor.

El CIMON Xpanel Hybrid

Las características exactas de un híbrido varían de un fabricante a otro. Para dar un ejemplo, consideraremos el CIMON Xpanel Hybrid, que combina una HMI Xpanel de 7″ con un PLC-S. Mientras que algunos híbridos utilizan una sola CPU, los sistemas híbridos de CIMON tienen procesadores separados para la HMI y el PLC, lo que garantiza la máxima fiabilidad y consistencia. En caso de fallo de la HMI, la lógica crítica del PLC seguirá funcionando.

Cualquier proyecto diseñado para un Xpanel o PLC-S independiente se puede ejecutar en un híbrido; la transición es tan simple como marcar una casilla de verificación. No hay necesidad de aprender software de edición adicional; solo use el software HMI XpanelDesigner establecido de CIMON y el software de programación CICON PLC. Ambos proyectos se pueden editar de forma independiente, pero aún así se pueden descargar utilizando una sola conexión USB o a través de Ethernet. Esto también significa que el proyecto HMI se puede actualizar sin afectar el funcionamiento del PLC, y viceversa. Incluso puedes conectarte de forma remota a la HMI y al PLC simultáneamente y editar la lógica de la escalera en tiempo real.

El Xpanel Hybrid tiene opciones de salidas sink, source y de relevador para E/S integradas, así como puertos serie RS-232 y RS-485 tanto para el Xpanel como para el PLC. Todos los módulos de expansión PLC-S también son compatibles, con opciones de E/S digitales y analógicas, lectura de temperatura y comunicación adicional. Combinado con la diversa biblioteca de protocolos del Xpanel, esto permite al Hybrid manejar una amplia gama de problemas y trabajar con una variedad de otros dispositivos.

En resumen, un híbrido tiene claras ventajas para los casos de uso más frecuentes. La compacidad, la simplicidad y el precio más bajo que lo acompañan son difíciles de superar. Si bien casi siempre hay más de una forma de abordar un problema de automatización, los híbridos son, en general, una opción flexible y rentable.

Sin embargo, cuando un proyecto requiere un gran número de puntos de E/S, tamaños de pantalla HMI más grandes o redundancia, es posible que deba optar por soluciones independientes. Afortunadamente, CIMON también ofrece una variedad de HMI’s, PLC’s e IPC adecuados para todo tipo de aplicaciones. Si está trabajando con varios híbridos, es posible que también desee considerar la actualización de su proyecto con un sistema SCADA integrado.

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