فهرست مطالب
HMI چیست؟
عبارت Human Machine Interface مخفف شده HMI میباشد و به معنای ارتباط بین ماشین و انسان است. از آن برای تنظیم پارامترهای دستگاههای صنعتی مثل PLC، مانیتور کردن و مشاهده ، اینورتر و … استفاده میگردد. HMI مانیتور LCD بوده که میتوان با برنامهریزی آن پارامترهای مختلف را تغییر داده و سیستم را تحت کنترل قرار داد. HMI زیمنس یکی از بهترین مدل های HMI در حال حاضر می باشد که به دلیل کیفیت بسیار خوبی که دارد توانسته طرفداران زیادی پیدا کند.
HMI از نرمافزار و سختافزار تشکیل شده که نقش رابطی کاربری را مابین انسان و ماشین بازی میکند.
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.
HMI، مانیتور صنعتی است که با بقیهی تجهیزات کنترلی از طریق برقراری ارتباط، تبادل اطلاعات میکند. به وسیلهی HMI میتوان همه جای دنیا به اطلاعات سیستم کنترل خود دستیابی داشت HMI. دستگاهی صنعتی بوده و در آن ایراد هنگ ، نویز و نیز Reset شدن کمتر است.
اچ ام آی ها مانیتورهای صنعتی میباشند که میتوانند با بقیهی تجهیزات کنترلی تبادل اطلاعات و ارتباط برقرار کنند. شما توسط اچ ام آی میتوانید در سراسر دنیا به اطلاعات سیستم کنترل خود دستیابی داشته باشید.
نرم افزار HMI
در نرمافزار ویژه HMI شاهد نمایشگرها (Display)، کلیدها (Button)، نمودارها (Curve)، شاخصها (Indicator)، آلارمها (Alarm)، عقربهها (Pointer)، و سایر موارد میباشیم.
در این بخش یک نرمافزار داریم که در آن باید بهصورت شماتیک طرحی از دستگاههای فیزیکی موجود در اتوماسیون را اجرا کنیم به این شکل که برای یک موتور دو دکمه به شکل گرافیکی قرار دادهشده که یکی را مسئول خاموش کردن و دیگری را مسئول روشن کردن موتور قرار دادیم. بهصورت کلی یادگیری این قسمت نیاز به تخصص دارد.
سخت افزار HMI
در این قسمت تنها ما یک سختافزار داریم که درواقع خود HMI است. و تنظیم کردن سختافزار کار خاصی نیست و فقط بااتصال چند سیم به مانیتور (HMI) انجام میگردد.
مهم ترین شاخصه HMI
- توانایی نمایش دادن انیمیشن
- ارتباط سریال از طریق دو پورت بهصورت همزمان (485-RS, RS-232)
- دارای صفحه تاچ اسکرین (LCD نوع TFT) در سایزهای مختلف
- قابلیت نمایش دادن اطلاعات بهصورت نمودار یا منحنی
- امکان ذخیرهسازی اطلاعات بهصورت Record
- قابلیت Slave بودن در یک شبکه مانیتورینگ
- دارا بودن ماکرو جهت انجام محاسبات و اعمال منطقی
- قابلیت متصل شدن به انواع PLC
- دارای RTC بهمنظور کار در ساعت و تاریخ معین
- شبیهسازی (سیمولاتور) on-line/off line
- پورت USB برای دریافت و ارسال برنامه
- قابلیت متصل شدن به سرو درایو، اینورتر و هر وسیله دارای پورت RS-485
کاربرد HMI
HMI ها توان برقراری ارتباط با پی ال سی را دارا هستند و همچنین بهعنوان واسط کاربری در فرآیندی که تحت کنترل پی ال سی است عمل میکنند.
بدینصورت امکان نظارت و کنترل بر همهی خروجی و ورودیها و نیز ردیابی و تشخیص خطاها و پارامترهای فرآیند و همچنین آلارمها و رفع آنها ایجاد میکند.
ازجمله اصلیترین کاربردهای HMI میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- امکان بالا بردن بهرهوری تولید و بهینهسازی فرآیند
- قابلیت مدیریت آلارمها
- قابلیت وصل کردن به سیستمهای MESو اسکادا
- نظارت داشتن متمرکز بر داده های فرآیند
- مشاهده کردن دادههای فرآیند به شکل انواع نمودارهای گرافیکی
درگذشته، اپراتورها به منظور نظارت کردن بر دادههای فرآیند می بایستی مستقیماً به محل رفته و با مشاهده، دادهها را ثبت مینمودند و زمان زیادی را برای تشخیص، عیبیابی آلارمها و مدیریت دادهها صرف میکردند.
اگر از گزینههای فوق و ابتدایی که مطرح کردیم گذر کنیم، HMI کاربردهای بسیار خوب دیگری هم دارد که در آخر باعث شده حضور آن در صنعت و اتوماسیون بیش از پیش مهم و الزامی جلوه کند در ادامه مطلب به بررسی بقیهی کاربردهای HMI می پردازیم؛
یکپارچگی
یکی از ویژگیها و کاربردهای بسیار عالی HMI امکان برقراری ارتباط و یکپارچهسازی ادوات کنترلی و کنترل همه از یک واحد (Unit) است ، به این شکل که شما بهآسانی قادرید تمامی خط تولید را زیر کنترل خود آورید و در یک مکان تصمیمات لازم را بگیرید.
HMI ها توانایی این را دارند که در یکزمان به 255 وسیله وصل بشوند و پارامترهای آنها را به نمایش بگذارند.
آسیب پذیری
امروزه خطوط تولید بهقدری انعطافپذیر شدهاند که دیگر تنها برای یک هدف خاص کار انجام نمیدهند بلکه میتوانند پس از یک شیفت کاری، تمامی محصول تولیدی را تغییر دهند، برای مثال یک کارخانه میتواند در شیفت صبح تن ماهی تولید کند و در شیفت شب رب گوجه.
برای دستیابی به این سطح از انعطافپذیری نیازمند تغییر برنامه نوشتهشده در PLC ها و یا گاها انتخاب فانکشنهای مناسب میباشیم.
سادگی و سرعت
اگر تمام موارد ذکرشده را در این مقاله در کنار هم قرار بدهیم بدون شک خروجی آن چیزی جز سرعت بالای انجام کارها و سادگی نیست، همواره در همهی صنایع، صاحبان کسبوکار تمایل زیادی به افزایش سرعت کارها و البته سادهتر شدن فرآیند آنها دارند زیرا در آخر خروجی آن، بالا بودن فروش و گردش سرمایه بیشتر می شود.
انعطافپذیری
یکی دیگر از مزایای کاربرد HMI انعطافپذیری میباشد زیرا که بهراحتی قادریم بدون احتیاج به متخصص، فرآیندهای موجود را ویرایش و یا حتی بهکلی تغییر بدهیم.
پوشش خطا انسانی
پوشش خطای انسانی درواقع با حذف کردن تغییرات کد نویسی و تخصصی به وجود میآید، برای مثال شما تصور کنید از یک کوره برای چندین محصول استفاده میشود، این محصولات به ترتیب؛ نان فانتزی، شیرینی و نان لواش هستند و قطعاً هرکدام از این نانها نیاز به دمای متفاوتی دارند، در این صورت اگر از یکHMI استفاده شود تکنسین مربوطه بهآسانی قادر است با چند لمس ساده کدهای کاری کوره را تشخیص دهند.
درواقع اگر HMI در دسترس نبود باید هر دفعه برنامه نوشتهشده در PLC را تغییر میدادند و تغییر دادن برنامه نوشتهشده، کاری است زمانبر، و همین تغییر می تواند باعث زیان های مالی و جانی زیادی شود.
8 پارامتر مهم HMI
مهم ترین پارامترهای موثر در HMI را در ادامه با یکدیگر تحلیل میکنیم.
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 ۱۶۰۰۰رنگ میباشد از کیفیت نمایشی خوبی برخوردار نیستند. تعداد رنگ پنل هایی که به اندازهی رنگ دارند۶۵۰۰۰، از کیفیت بالایی در پنل HMI برخوردار هستند.
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 .
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.
پردازنده قدرتمند
قدرت پردازندهای که در پنل HMI بکار رفته دارای اهمیت بسیار میباشد.
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.
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.
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.
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 و…
5 وظیفه اصلی HMI
- ردیابی کردن اطلاعات تولید
- نظارت داشتن بر خروجیها و ورودیهای ماشین
- به نمایش گذاشتن گرافیکی دادهها
- نظارت داشتن بر شاخصهای کلیدی (KPI)
- عملکرد ماشینآلات
HMI ها دارای اشکال متنوع و متفاوتی هستند. از صفحه نمایشگر کامپیوترهاگرفته، تا انواع موبایل و تبلت و حتی نمایشگرهای از قبل نصبشده بر روی ماشینآلات نیز میتوانند بهعنوان HMI به کار گرفته شوند.
چرا HMI؟
در گذشته برای انجام امور فوق از کامپیوتر استفاده میکردند؛ به خاطر اینکه نرمافزارهای کامپیوتری آسیبپذیر هستند و هر از گاهی ویروسی میشوند و موجب صدور فرامین اشتباه به محرکها میشدند، میلیونها دلار ضرر اقتصادی برای کمپانیهای متفاوت به همراه داشتند.
به همین علت برای ماشینآلات مختلف تولید، برای کنترل مانیتورینگ خطوط تولید و پروسههای صنعتی دستگاه ویژهای به نام HMI طراحی شد. برای مشاهده دیگر محصولات این دسته در سایت آمازون کلیک کنید.
اندازه HMI
HMI ها در اندازههای متفاوت و مشخص وارد بازار میشوند.
اندازههای آنها به ترتیب زیر میباشد:
- 2 اینچ TEXT PANEL
- 3.4 اینچ TOUCH PANEL
- 3.7اینچ TEXT PANEL
- 5اینچ TOUCH PANEL
- 7اینچ TOUCH PANEL
- 8اینچ TOUCH PANEL
- 10اینچ TOUCH PANEL
- 12اینچ TOUCH PANEL
- 15اینچ TOUCH PANEL
HMI چیست ؟ HMI به معنای ارتباط بین ماشین و انسان است و از آن برای تنظیم پارامترهای دستگاه های صنعتی استفاده میشود.
HMI از دو بخش اصلی سخت افزار و نرم افزار تشکیل شده است که در بخش نرم افزار کلیدها، نمودارها، شاخص ها و … وجود دارد در قسمت سخت افزار ما تنها شاهد یک بخش هستیم که آن هم خود HMI است.
HMI توانایی برقراری ارتباط با PLC را دارا می باشد و همچنین کاربردهای زیادی نیز دارد از جمله قابلیت مدیریت آلارم ها، امکان بالا بردن بهرهوری تولید، مشاهده کردن دادههای فرآیند به شکل انواع نمودارهای گرافیکی و …
شما نیز میتوانید تجربیات و نظرات خود را در خصوص HMI با ما به اشتراک بگذارید.