HMI چیست ؟ | کاربرد HMI در صنعت

کلمه اچ ام آی HMI مخفف عبارت Human machine Interface می باشد که به معنای رابط کاربری انسان و ماشین است. از HMI در صنعت به منظور نظارت و کنترل ماشین ها استفاده می شود.یکی از متداول ترین و رایج ترین مصارف و کابردهای اچ ام ای در دستگاه های خودپرداز است که هر روزه با آنها سروکار داریم. این رابط به وسیله دکمه هایی در کنارشان و یا صفحه تاچ، در خواست شما را (مثلا انتقال وجه) انجام می دهند.

نوع کار کردن HMI یکی از موارد تقسیمی آنان بوده که در دو حالت تکست پنل و لمسی قابل تنظیم بوده که درواقع حالت تکست پنل TEXT PANEL در موارد ساده‌تر مورداستفاده قرار می‌گیرد و نیز ازلحاظ قیمتی ارزان‌تر می‌باشد و نوع لمسی آن‌که بیشتر با نام TOUCH PANEL شناخته می‌شود هم گران‌تر و هم حرفه‌ای‌تر می‌باشد.

در بهینه سازی نمودن یک فرآیند صنعتی با دیجیتالی و متمرکز کردن داده ها می توان از سیستم HMI برای بررسی و مشاهده آن استفاده کرد. با استفاده از HMI، اپراتورها می­ توانند اطلاعات مهم نمایش داده شده در نمودارها، چارت­ ها یا داشبوردهای دیجیتال را ببینند، آلارم ها را مشاهده و مدیریت کنند و با سیستم های SCADA و MES از طریق یک کنسول ارتباط برقرار کنند.

پیش از این، اپراتورها برای بررسی پیشرفت مکانیکی و ثبت فرایندها، از یک تکه کاغذ یا تخته استفاده می کردند و به طور مداوم در تردد بودند. با به کارگیری PLC به جهت برقراری ارتباط مستقیم اطلاعات در زمان واقعی به یک صفحه نمایش HMI؛ این فناوری، جایگزین بسیار مناسبی برای سیستم های سنتی شده و در نتیجه بسیاری از مشکلات و هزینه های ناشی از کمبود اطلاعات یا خطای انسانی را کاهش داده است.

بیشتر بخوانید : برای مشاهده اجرت نصب تابلو برق صنعتی کلیک کنید.

کاربرد HMI

به دلیل گسترگی قابلیت‌های اچ ام آی می‌توان گفت که کاربردشان تنها به یک صنعت خاص محدود نمی گردد، بلکه می‌توان HMIها را در صنایع مختلف همچون پلاستیک ، پتروشیمی ، نیروگاه‌ها و خطوط تولید مشاهده کرد. در حال حاضر شرکت‌های زیادی در زمینه تولید این محصول شروع به فعالیت کرده‌اند که بهترین آنها شرکت‌های ژاپنی، آلمانی، آمریکایی و … می‌باشند. از جمله برندهای مطرحی که می توان برای اچ ام آی ها نام برد برند زیمنس ، دلتا ، امرن ، توشیبا و میتسوبیشی و … می باشند.

در محیط‌های صنعتی، از HMI می‌توان برای کارهای زیر استفاده کرد :

• نشان‌ دادن گرافیکی داده‌ ها
• ردگیری زمان ، روند ، و برچسب‌های تولید
• نظارت بر KPI ها
• نظارت بر ورودی و خروجی ماشین‌ ها

8 پارامتر مهم HMI

1 – تعداد رنگ :

به هراندازه‌ای که تعداد رنگ در یک پنل HMI بیشتر باشد، کیفیت نمایش آن نیز بیشتر می‌باشد.

تعداد رنگ پنل‌هایی که کمتر از ۱۶۰۰۰ رنگ می‌باشد از کیفیت نمایشی خوبی برخوردار نیستند. تعداد رنگ پنل هایی که به اندازه‌ی رنگ دارند۶۵۰۰۰، از کیفیت‌ بالایی در پنل‌ HMI برخوردار هستند.

2 – ابعاد و اندازه :

این نوع پنل‌ها در اندازه‌های متفاوتی همچون 4 تا ۱۹ اینچ ساخته می‌شوند ولی اندازه‌های ۷ تا ۱۰ اینچ پرمصرف‌ترین می‌باشند.

این پنل‌ها قابلیت نصب بر روی درب تابلوهای پیانویی و ایستاده را دارا می‌باشند و همان‌طور که در بالا به آن اشاره شد صفحه لمسی دارند .

3 – رزولوشن :

وضوح تصویر یا رزولوشن پنل‌های HMI جهت استفاده‌های صنعتی مناسب است و برای صفحه‌نمایش گوشی و لب تاپ‌های رایج بسیار بالا نیست و همچنین هرچه قدر وضوح تصویر بالاتر باشد تعداد نقاط تشکیل‌دهنده در تصویر نیز بیشتر می‌باشد و لذا تصویری باکیفیت‌تر داریم.

پنل‌های HMI معمولاً وضوح تصویری بین ۶۴۰X400 تا ۸۰۰X600 را دارا هستند.

4 – پردازنده قدرتمند :

قدرت پردازنده‌ای که در پنل HMI بکار رفته دارای اهمیت بسیار می‌باشد.

5 – رنج دمای کارکرد بالا :

این نوع پنل باید بتواند در دماهای بالای ۵۰ درجه و نیز در دمای زیر صفر درجه به‌خوبی کار کند. اصولا رنج دمای ۱۰- تا ۶۵ درجه سانتی‌گراد برای پنل‌های HMI در محیط‌های عملیاتی و صنعتی استفاده می‌شود، ضروری است.

6 – پورت‌ و پروتکل‌ ارتباطی :

پنل‌های HMI اکثراً پورت‌های ارتباطی متداول را دارا می‌باشند. آنچه دارای اهمیت می‌باشد این است که پورت‌های پرکاربردی هم‌چون RS-485 و RS-232 و USB و Ethernet بر روی پنل HMI توانایی ارتباط با ماژول‌های I/O و یا PC را داشته باشند.

7 – درجه حفاظتی :

درجه حفاظتی HMI برای کار در محیط‌ صنعتی و خشن می‌تواند از IP67 تا IP54 و یا حتی بالاتر در نظر گرفته شود.

علاوه بر پنل‌های HMI، کامپیوترهای پنلی هم برای موارد مشابه ذکرشده استفاده می‌شود که نرم‌افزار HMI ندارند ولی از یک سیستم‌عامل (OS) استاندارد نظیر Windows CEیا Linux و موردهای مشابه برخوردارند و کاربران نرم‌افزارهای خاص خودشان را که یا توسط خود آن‌ها طراحی‌ شده و یا توسط شرکت‌های ثالث طراحی‌شده است، می توانند بر روی کامپیوترهای پنلی اجرا کنند.

این کامپیوترها عموماً اکثر قابلیت‌های یک کامپیوتر به‌طور محدود را دارا می‌باشند و امکان اجرای نرم‌افزارهای کاربردی مختلف بر روی آن‌ها می‌باشد.

8 – نرم افزار واسط کاربری :

نرم‌افزار واسط کاربری انعطاف‌پذیر و قدرتمند، یکی از مهم‌ترین پارامترهای انتخاب پنل HMI می‌باشد.

این نرم‌افزارها نمادهای گرافیکی زیبا و متنوع دارند و همچنین امکان تعریف کردن آیکون‌های متفاوت را نیز دارا می‌باشند.

نرم‌افزار HMI مناسب، درواقع نرم‌افزاری است که امکانات زیر را در اختیار کاربرانش بگذارد:
• دارای ساختار ماژولار و مبتنی بر استاندارد OPC Foundation برای سازگاری با تجهیزات سخت‌افزاری متفاوت
• انعطاف‌پذیری بالا و کاربری آسان در اجرای فرآیندهای کنترلی متفاوت
• امکان اجرای حلقه‌های کنترلی متعدد جهت کنترل فرآیند
• گرافیک زیبا و بالا
• طراحی‌های زیبا با آیکون‌های متنوع برای کاربردهای مختلف
• پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی مختلف نظیر Profibus، TCP/IP، Field bus Modbus، CAN bus

فناوری لبه و HMI های ابری

HMI هایی که در لبه قرار می‌گیرند هم مورد توجه قرار گرفته‌اند، چرا که به اپراتورها این امکان را می‌دهند که از دوردست نظارت داشته باشند. همچنین بیش از پیش می‌بینیم که داده‌ها از HMIهای محلی به ابر فرستاده می‌شود، تا آن‌جا به صورت از راه دور تحلیل شوند. البته کنترل بر روی دستگاه‌ها به ابر منتقل نمی‌شود.

فناوری HMI و سیستم SCADA

کنترل نظارتی و اکتساب داده (SCADA) و HMI ارتباطی نزدیک با یکدیگر دارند و در زمینه های مشابهی به کار گرفته می شوند. زیرا هر دو بخشی از یک سیستم کنترل صنعتی وسیع تر هستند. اما هر کدام از لحاظ عملکرد و قابلیت، خدمات متفاوتی را ارائه می­ دهند.

سیستم های مبتنی بر HMI بر انتقال بصری اطلاعات به جهت کمک به کاربر برای نظارت بر فرآیند صنعتی متمرکز هستند. سیستم های SCADA نیز دارای ظرفیت بسیار بالایی برای جمع آوری داده ­ها و عملیات سیستم کنترل هستند. برخلاف سیستم های اسکادا، فناوری HMI، قابلیت جمع آوری و ضبط اطلاعات را ندارند و به پایگاه داده ها متصل نمی­ شوند. اما ابزار ارتباطی مؤثری را ارائه می‌ کنند که به عنوان یک بخش و یا در کنار یک سیستم SCADA عمل می‌کند.

آینده HMI

مهندسان حتی به فکر این هستند که واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) را پیاده‌سازی کنند تا بتوان تولید را به شکل بهتری زیر نظارت قرار داد. داده‌ها هم نقش مهمی در تولید ایفا می‌کنند و آینده HMI بسیار درخشان به نظر می‌رسد. این فناوری راهی طولانی را پیموده، اما پتانسیل بالایی برای پیشرفت در آینده دارد.

مطالب مرتبط با اچ ام ای : 

معرفی و اصول برنامه نویسی PLC

برای مشاوره در زمینه HMI ، مجموعه پدیده الکترونیک آماده خدمت رسانی به شما دوستان و همکاران گرامی میباشد .

تلفن تماس : ۰۹۱۳۳۸۹۴۳۸۸ / ۰۹۲۲۱۹۹۳۷۲۶