HMI چیست؟ هر آنچه برای انتخاب اچ ام آی نیاز دارید
در راهنمای جامع ما بیاموزید که چگونه فناوری HMI تعامل بین انسان و ماشین را افزایش می دهد.
تحول دیجیتال در عملیات صنعتی مدرن، نیاز به فناوری را برای پر کردن شکاف بین اپراتورها و ماشین آلات افزایش داده است. اچ ام آی این نقش را با ارائه راهی برای تعامل با ماشین آلات ، سیستم‌ها و فرآیندها در کارگاه‌ها و کارخانجات صنعتی از طریق فناوری‌های مختلف به اپراتورهای انسانی ارائه می دهد.
تکامل HMI در واقع به اواسط قرن بیستم بر می‌گردد، زمانی که کنترل‌های دستی، شستی‌ها و کلید‌ها بر تنظیمات صنعتی تسلط داشتند. امروزه، این رابط ها از پانل‌های دکمه ای ساده گرفته تا نمایشگرهای لمسی پیچیده را شامل می شوند که قابلیت های کنترل و نظارت بصری را ارائه می دهند.
در این مقاله، همه چیزهایی را که باید در مورد HMI بدانید، از جمله اجزاء، عملکردها و مزایای آن در دنیای صنعتی که آن را به یک فناوری ضروری تبدیل می کند، ارائه خواهیم داد.
جدول محتوا
HMI چیست؟
HMI مخفف عبارت Human Machine Interface به معنای رابط بین ماشین و انسان است. این فناوری به اپراتورهای انسانی اجازه می دهد راحت تر با ماشین‌ها یا سیستم‌ها تعامل داشته باشند. در کارخانجات صنعتی، HMI ها به عنوان پلی بین کاربر و ماشین آلات صنعتی عمل می‌کنند و کنترل، نظارت و تجسم داده‌ها را برای بهینه سازی فرآیندهای تولید امکان پذیر می‌کنند.
امکان تعریف صدها کلید و شستی در انواع مختلف به صورت گرافیکی در HMI مهیا است. این امر سبب حذف کلید های فیزیکی و کاهش حجم تابلو برق کنترل اپراتوری می‌گردد. همچنین کلیه گیج های فیزیکی نمایش دهنده برای کمیت های قابل اندازه گیری مانند دما، فشار، طول و وزن حذف می‌شود. و تمامی کمیت های عددی بصورت دیجیتال قابل نمایش است. با اچ ام آی دیگر نیازی به تابلوهای فرمان طویل نیست.
تفاوت بین HMI و SCADA چیست؟
در حالی که هر دو سیستم HMI (رابط ماشین انسانی) و SCADA (کنترل نظارتی و جمع آوری داده ها) تعامل انسان و ماشین را در محیط های صنعتی تسهیل می کنند، اهداف متفاوتی را دنبال می کنند. HMI در درجه اول بر ارائه اپراتورها با قابلیت های کنترل و نظارت بلادرنگ در سطح ماشین تمرکز دارد، در حالی که SCADA در سطح بالاتری عمل می کند، بر کل فرآیندهای صنعتی نظارت می کند و داده ها را از منابع مختلف جمع آوری می کند.
HMI ها کجا استفاده می شوند؟
HMI ها در کلیه خطوط تولید که از ماشین آلات مدرن بهره می برند مورد استفاده قرار می گیرند. در تولید، HMI ها خطوط تولید را کنترل و نظارت می کنند و از عملکرد روان و کنترل کیفیت اطمینان حاصل می کنند. علاوه بر این، شرکت های لجستیک از HMI ها برای اتوماسیون انبار، مدیریت کارآمدتر موجودی و ردیابی بلادرنگ محموله ها استفاده می کنند.
اجزای HMI
صفحه نمایش و پنل لمسی از اجزای اصلی HMI هستند. رابط های ارتباطی برای اتصال مانیتور به انواع کنترلرهای صنعتی نظیر PLC و تبادل دیتا از دیگر قسمت های سخت افزاری است که بسیار متنوع است. ورودی و خروجی های سخت افزاری نظیر USB، HDMI و حافظه SD کارت از دیگر قسمت های HMI است.
برخی HMI ها دارای PLC داخلی هستند که دارای ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ هستند. کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) به عنوان مغز پشت سیستم های HMI عمل می کنند و سیستم های کنترل فرآیندها و تجهیزات را کنترل می کنند.
علاوه بر این، HMIها دارای نرم افزای جهت برنامه نویسی گرافیکی و آدرس دهی هستند. برنامه های نرم افزاری رابط هایی را برای اپراتورها فراهم می کنند تا با ماشین ها تعامل داشته باشند و ارسال و دریافت اطلاعات بین کنترلر و پانل را میسر می کنند. این اجزا با هم ستون فقرات سیستم های HMI را تشکیل می دهند و ارتباطات، کنترل و نظارت یکپارچه را امکان پذیر می کنند.
انواع مختلف اچ ام آی چیست؟
انواع مختلفی از HMI ها وجود دارد که مزایای منحصر به فردی را ارائه می دهند و نیازهای عملیاتی متنوع را برآورده می کنند. این شامل رابط کاربری گرافیکی است که از عناصر بصری مانند نمادها و منوها برای تسهیل تعامل با ماشین آلات استفاده می کنند و صفحه نمایش لمسی که به اپراتورها اجازه می دهد دستورات را وارد کنند و منوها را مستقیما روی صفحه نمایش دیجیتال پیمایش کنند.
علاوه بر این، رابط های مبتنی بر وب امکان نظارت و کنترل از راه دور فرآیندهای صنعتی را از طریق دستگاه های مجهز به اینترنت فراهم می کنند. در نهایت، رابط های چند لمسی به کاربران این امکان را می دهند که از طریق چندین نقطه لمسی همزمان با دستگاه ها درگیر شوند.
چرا از HMI استفاده می شود؟
HMI ها برای ساده سازی تعامل انسان و ماشین با ارائه رابط های بصری به اپراتورها برای نظارت، کنترل و بهینه سازی ماشین آلات و فرآیندها استفاده می شوند. HMI ها با ارائه تجسم داده ها، هشدارها و گزارشات، اپراتورها را قادر می سازند تا به سرعت تصمیمات آگاهانه بگیرند، که در نهایت به افزایش بهره وری و ایمنی کمک می کند.
علاوه بر این، HMI ها نظارت از راه دور و تعمیر و نگهداری را تسهیل می کنند که منجر به حداقل رساندن زمان خرابی و بهبود قابلیت اطمینان تجهیزات می شود.
انواع HMI
رابط کاربری گرافیکی
رابط های کاربری گرافیکی تعامل کاربران با سیستم های صنعتی را با استفاده از عناصر بصری مانند نماد، چراغ ، انیمیشن و نمودار به جای دستورات مبتنی بر متن آسان می کند. آنها معمولا در ماشین آلات و کنترل پنل ها یافت می شوند و به اپراتورها اجازه می دهند فرآیندهای تولید را نظارت کنند و مسائل را به طور کارآمد و شهودی عیب یابی کنند.
تاچ پنل
در حالی که رابط کاربری گرافیکی یک رابط بصری برای کاربران فراهم می کند تا با سیستم ها تعامل داشته باشند، صفحه نمایش لمسی به ورودی های لمسی روی صفحه پاسخ می دهند. با استفاده از تاچ پنل، کاربران می توانند به سادگی با ضربه زدن و کشیدن انگشت مستقیما با داده ها و کنترل ها تعامل داشته باشند.
به عنوان مثال، در یک کارخانه تولیدی، اپراتورها می توانند از صفحه نمایش لمسی برای تنظیم مقادیر پیش فرض دستگاه، نظارت بر معیارهای تولید و عیب یابی سریع و کارآمد مشکلات استفاده کنند. صفحه نمایش لمسی اغلب در محیط هایی استفاده می شود که نظارت، کنترل و تجسم داده ها در لحظه واقعی ضروری است، مانند خطوط تولید.
انواع رایج صفحه نمایش لمسی عبارتند از:
- صفحه نمایش لمسی خازنی: این مدل لمس را از طریق بار الکتریکی حس می کند و معمولا در تلفن های هوشمند و تبلت ها یافت می شود. با استفاده از این مدل کاربران می توانند منوها را پیمایش کنند، انگشت خود را در صفحات بکشند و به سادگی با لمس صفحه روی تصاویر بزرگنمایی کنند.
- صفحه نمایش لمسی مقاومتی: این مدل با اندازه گیری فشار وارد شده به صفحه نمایش، لمس را تشخیص می دهد، جایی که عملکرد قابل اعتمادی را در محیط های سخت مانند کارخانه ها یا انبارها ارائه می دهند.
مبتنی بر وب
HMI های مبتنی بر وب از فناوری های وب استفاده می کنند. این قابلیت دسترسی اپراتورها از راه دور برای کنترل سیستم های صنعتی را با اتصال به اینترنت فراهم می کند. برخلاف سیستم های سنتی HMI که به سخت افزار و نرم افزار اختصاصی متکی هستند، HMI های مبتنی بر وب از مرورگرهای وب استاندارد استفاده می کنند و آنها را انعطاف پذیرتر و در دسترس تر می کند. تنظیم دستگاه از راه دور، برنامه ریزی تعمیر و نگهداری یا حتی توقف تولید از جمله کاربری های این نوع است.
رابط های چند لمسی
در نهایت، رابط های چند لمسی به کاربران این امکان را می دهند که از طریق چندین نقطه لمسی همزمان با دستگاه ها درگیر شوند. برخلاف رابط های تک لمسی، که معمولا فقط از یک نقطه لمسی در یک زمان پشتیبانی می کنند، این رابط ها عملکرد و تجربه کاربری پیشرفته ای را ارائه می دهند و به اپراتورها اجازه می دهند داده های پیچیده را دستکاری کنند و فرآیندها را کارآمدتر کنترل کنند.
نمونه ای از HMI صنعتی چند لمسی یک کنترل پنل برای یک کارخانه تولیدی است که در آن اپراتورها می توانند از طریق پارامترهای مختلف فرآیند حرکت کنند، تنظیمات را تنظیم کنند و داده های بلادرنگ را با استفاده از حرکات چند لمسی روی صفحه نمایش لمسی نظارت کنند.
پارامترهای مهم برای انتخاب اچ ام آی
انتخاب اصولی HMI هم همانند دیگر تجهیزات صنعتی علاوه بر بحث فنی از نظر اقتصادی هم بسیار اهمیت دارد. حتما قبل از خرید اچ ام ای موارد زیر در نظر بگیرید.
- اندازه صفحه نمایش متناسب با المان های قابل نمایش
- درجه حفاظت IP مناسب با محیط نصب
- پورت های ارتباطی برای اتصال به کنترلر ( RS232/485 و اترنت )
- رابط های متنوع برای اتصال به سخت افزار های دیگر ( USB و HDMI )
- نوع صفحه لمسی
- امکانات تحت وب
- تغذیه ورودی
- جنس بدنه
- نرم افزار برنامه نویسی