اچ ام ای )HMl) مخفف Human Machine Interface است. به معنای رابط انسان و ماشین است. در صنعت از HMI برای کنترل و نظارت بر ماشین آلات استفاده می شود. یک مثال بسیار رایج از اپلیکیشن HMI که همه به صورت روزانه با آن سروکار دارند، دستگاه های خودپرداز هستند. نمایشگر و دکمه های قرار گرفته در کنار آن به شما امکان کنترل این دستگاه و انجام عملیات مالی را می دهد.مثلا وجهی دریافت می کنید یا  تراکنش دیگری انجام می دهد.

مثال بالا یک مثال ساده برای ملموس ساختن مفهوم بود. اما برگردیم به صنعت در فرآیندهای صنعتی، اتوماسیون کارآمد یک فرآیند بدون استفاده از HMI بسیار دشوار است. در بسیاری از موارد، HMI یک نمایشگر است، مانند صفحه نمایش یک کامپیوتر خانگی با این حال، اغلب در خود دستگاه ها و ماشین ها به شکل صفحه نمایش لمسی تعبیه شده است.در ادامه مقاله توضیحات جامعی درباره HMI چیست و چه وظایفی دارد می پردازیم تا آخر مقاله با ما همراه باشید.

HMl چیست؟

ارتباط بین ماشین و انسان برای تنظیم پارامترهای دستگاه های صنعتی مانند PLC، مانیتورینگ و مشاهده، اینورتر و ... استفاده می شود. HMI (اچ ام ای)  یک نمایشگر LCD است که می تواند برای تغییر پارامترهای مختلف و کنترل سیستم برنامه ریزی شود. HMI زیمنس در حال حاضر یکی از بهترین مدل های HMI است که به دلیل کیفیت بسیار خوبش طرفداران زیادی را به خود اختصاص داده است.

HMI متشکل از نرم افزار و سخت افزاری است که به عنوان رابط کاربری بین انسان و ماشین عمل می کند.

نوع کار HMI یکی از پنل های آن است که در دو حالت پنل متنی و لمسی قابل تنظیم است. در واقع TEXT PANEL در موارد ساده تری استفاده می شود و از نظر قیمت نیز ارزان تر است. نوع لمسی آن بیشتر با نام TOUCH PANEL شناخته می شود. می تواند هم گران تر و هم حرفه ای تر باشد.

HMI یک مانیتور صنعتی است که اطلاعات را با سایر دستگاه های کنترلی از طریق ارتباط تبادل می کند. با استفاده از HMI می توانید به اطلاعات سیستم کنترل خود در هر نقطه از دنیا دسترسی داشته باشید. این دستگاه صنعتی بوده و دارای لگ، نویز و ریست کمتری می باشد.

HMI ها مانیتورهای صنعتی هستند که می توانند با سایر دستگاه های کنترلی ارتباط و تبادل اطلاعات داشته باشند. از طریق HMI می توانید به اطلاعات سیستم کنترل خود از هر کجای دنیا دسترسی داشته باشید.

 کاربرد HMI

HMI ها توانایی برقراری ارتباط با PLC را دارند و همچنین به عنوان یک رابط کاربری در فرآیند کنترل شده توسط PLC عمل می کنند.

به این ترتیب امکان نظارت و کنترل کلیه ورودی ها و خروجی ها و همچنین ردیابی، شناسایی و رفع خطاها و پارامترهای پردازش و آلارم ها وجود دارد.

کاربردهای کلیدی HMI عبارتند از:

•        فرصتی برای افزایش راندمان تولید و بهینه سازی فرآیند
•        امکان مدیریت آلارم ها
•        امکان اتصال به سیستم های MES و SCADA
•        نظارت بر داده های فرآیندی متمرکز است
•        نمایش داده های فرآیند در قالب نمودارهای گرافیکی مختلف

در گذشته، برای نظارت بر داده های فرآیند، اپراتورها باید مستقیماً به سایت می رفتند و داده ها را با مشاهده ثبت می کردند، که زمان زیادی را برای تشخیص، عیب یابی آلارم ها و مدیریت داده ها تلف می کرد.

اگر از گزینه های بالا و اساسی که به آن اشاره کردیم فراتر برویم، HMI کاربردهای بسیار خوب دیگری نیز دارد که در نهایت حضور آن در صنعت و اتوماسیون را مهم و اجباری جلوه می دهد.

یکپارچگی

یکی از ویژگی ها و کاربردهای عالی HMI توانایی برقراری ارتباط و یکپارچه سازی دستگاه های کنترلی و کنترل همه چیز از یک واحد است که به شما این امکان را می دهد تا به راحتی کل خط تولید را کنترل کنید و تصمیمات لازم را در یک مکان اتخاذ کنید.

HMI ها می توانند به 255 دستگاه به طور همزمان متصل شوند و پارامترهای آنها را نمایش دهند.

آسیب پذیری

امروزه خطوط تولید به قدری منعطف شده اند که دیگر برای هدف خاصی کار نمی کنند، بلکه می توانند کل محصول را پس از یک شیفت تغییر دهند. مثلاً یک کارخانه می تواند ماهی تن در شیفت صبح و رب گوجه فرنگی در شیفت شب تولید کند.برای دستیابی به این سطح از انعطاف، باید برنامه نوشته شده در PLC را اصلاح کنیم یا گاهی اوقات توابع مناسب را انتخاب کنیم.

سادگی و سرعت

اگر تمام موارد ذکر شده در این مقاله را جمع بندی کنیم، بدون شک نتیجه چیزی جز سرعت بالای کارها و سادگی نیست. خروجی آن گردش مالی بالا و گردش سرمایه است.

انعطاف پذیری

یکی دیگر از مزایای استفاده از HMI انعطاف پذیری است زیرا می توانیم به راحتی فرآیندهای موجود را ویرایش کنیم یا حتی آنها را به طور کامل بدون نیاز به متخصص تغییر دهیم.

پوشش خطای انسانی

پوشش خطای انسانی در واقع با حذف کدنویسی و تغییرات تخصصی فراهم می شود. به عنوان مثال تصور کنید که از یک فر برای چندین محصول یا این محصولات استفاده می شود. نان مرغوب و نان نان و نان لواش و هر کدام از این نان ها قطعا دمای متفاوتی دارند. در این حالت در صورت استفاده از HMI تکنسین مسئول به راحتی با چند لمس ساده کدهای عملکرد فر را مشاهده می کند.

در واقع اگر HMI (اچ ام ای) در دسترس نبود، برنامه نوشته شده در PLC هر بار باید تغییر می کرد و تغییر برنامه نوشته شده کاری زمان بر است و این تغییر می تواند خسارات مالی و جانی زیادی به همراه داشته باشد.

5 وظیفه اصلی HMI

1.        ردیابی اطلاعات تولید
2.        نظارت بر خروجی ها و ورودی های خودرو
3.        نمایش گرافیکی داده ها
4.        نظارت بر شاخص های کلید KPI
5.        عملکرد ماشین

HMI ها به اشکال مختلف وجود دارند. از صفحه نمایش کامپیوتر گرفته تا انواع تلفن های همراه و تبلت ها تا صفحه نمایش هایی که قبلا در ماشین ها نصب شده اند می توانند به عنوان HMI استفاده شوند.

8 پارامتر مهم HMI

    ما با هم مهمترین پارامترهای موثر در HMI را تجزیه و تحلیل می کنیم.

1-تعداد رنگ

هر چه تعداد رنگ ها در یک پنل HMI بیشتر باشد، کیفیت نمایشگر بالاتر است.

تعداد پنل های رنگی کمتر از 16000 رنگ کیفیت نمایش خوبی را نشان نمی دهد. تعداد پنل های رنگی با 65000 رنگ در پنل HMI از کیفیت بالایی برخوردار است.

2-ابعاد و اندازه

این نوع پانل ها در سایزهای مختلف از جمله 4 تا 19 اینچ تولید می شوند اما بیشترین استفاده در سایزهای 7 تا 10 اینچ می باشد.

این پنل ها بر روی درب پیانو و روی پنل های کف قابل نصب بوده و همانطور که در بالا گفته شد دارای صفحه نمایش لمسی می باشند.

3-رزولوشن

رزولوشن یا وضوح تصویر پنل های HMI برای مصارف صنعتی مناسب است و برای نمایشگرهای معمولی تلفن و لپ تاپ چندان بالا نیست. هر چه رزولوشن تصویر بالاتر باشد، تصویر دارای نقاط بیشتری است و کیفیت تصویر بالاتر می رود.

پنل های HMI معمولا دارای وضوح بین 640x400 و 800x600 هستند.

4-پردازنده قدرتمند

عملکرد پردازنده استفاده شده در پنل HMI بسیار مهم است.

5-محدوده دمای عملیاتی بالا

این نوع صفحه باید هم در دمای بالای 50 درجه و هم در دمای زیر صفر به خوبی کار کند. اساساً محدوده دمایی 10- تا 65 درجه سانتیگراد برای پنل های HMI در محیط های تجاری و صنعتی مورد نیاز است.

6-پورت و پروتکل ارتباطی

پنل های HMI معمولا دارای پورت های ارتباطی مشترک هستند. مهم است که اتصالات پرکاربرد مانند RS-485، RS-232، USB و Ethernet در پانل HMI قادر به برقراری ارتباط با ماژول های I/O یا رایانه شخصی باشند.

7-درجه حفاظت

درجه حفاظت HMI برای استفاده در محیط های صنعتی خشن می تواند از IP67 تا IP54 یا حتی بالاتر باشد.

علاوه بر پنل های HMI، برای موارد مشابه از کامپیوترهای پنلی نیز استفاده می شود که هیچ نرم افزار HMI ندارند، اما دارای سیستم عامل استاندارد (OS) مانند ویندوز CE یا لینوکس و مانند آن هستند و کاربر می تواند از سیستم عامل خود استفاده کند. نرم افزارهای ویژه ای که توسط خودشان یا توسط شخص ثالث طراحی شده است، می توانند بر روی رایانه های پنل اجرا شوند.

این کامپیوترها عموما اکثر قابلیت های یک کامپیوتر محدود را دارند و قادرند نرم افزارهای کاربردی مختلفی را بر روی آنها اجرا کنند.

8-نرم افزار رابط کاربری

نرم افزار رابط کاربری منعطف و قدرتمند یکی از مهمترین پارامترها در انتخاب پنل HMI است.

این نرم افزارها دارای نمادهای گرافیکی زیبا و متنوع بوده و امکان تعریف نمادهای مختلف را نیز ارائه می دهند.

نرم افزار مناسب HMI در واقع نرم افزاری است که عملکردهای زیر را به کاربران خود ارائه می دهد:

• دارای ساختار مدولار بر اساس استاندارد OPC Foundation برای سازگاری با دستگاه های سخت افزاری مختلف

• انعطاف پذیری بالا و کاربر پسند بودن در هنگام اجرای فرآیندهای کنترلی مختلف

• قابلیت پیاده سازی حلقه های کنترلی متعدد برای کنترل فرآیند

• گرافیک زیبا و با کیفیت

• تم های زیبا با آیکون های مختلف برای برنامه های مختلف

• پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی مختلف مانند Profibus, TCP/IP, Modbus field bus, CAN bus و ....

اندازه HMI

HMI ها در اندازه های مختلف و متنوع هستند.

اندازه آنها به شرح زیر است:

       2 اینچ TEXT FIELD

       پنل لمسی 3.4 اینچی

       3.7 اینچ TEXT FIELD

       پنل لمسی 5 اینچی

       پنل لمسی 7 اینچی

       پانل لمسی 8 اینچی

       پانل لمسی 10 اینچی

       پانل لمسی 12 اینچی

       پانل لمسی 15 اینچی

مشخصات HMI

       دارای صفحه نمایش لمسی (TFT-LCD) در اندازه های مختلف

       ارتباط سریال از طریق دو پورت به طور همزمان (485-RS، RS-232)

       شبیه سازی (شبیه ساز) آنلاین/آفلاین

       پورت USB برای ارسال و دریافت برنامه ها

       امکان ذخیره اطلاعات به عنوان رکورد

       توانایی برده بودن در یک شبکه نظارتی

       دارای یک ماکرو برای انجام محاسبات و عملیات منطقی است

       قابل اتصال به انواع PLC ها

       قابل اتصال به اینورتر، سروو درایو و هر دستگاهی با پورت RS-485

       امکان مشاهده اطلاعات به صورت منحنی یا نمودار

       امکان نمایش انیمیشن ها

       دارای RTC برای کار در تاریخ و زمان خاصی است

HMI در اتوماسیون صنعتی

به طور کلی دستگاه HMI امکان کنترل و مشاهده دستگاه های کاربردی را در اختیار کاربر قرار می دهد. این مشکل با استفاده از فناوری های پیشرفته I/O (واسط کاربری) امکان پذیر شده است. از میان این فناوری ها می توان Ethercat را به عنوان نمونه نام برد.

برندهای HMI

بسیاری از شرکت ها وارد رده تولید HMI شده اند. برخی از این شرکت ها قبلا PLC تولید کرده اند که البته فقط HMI های اختصاصی را برای محصولات خود طراحی می کنند. با این حال، شرکت های تابعه دیگری نیز وجود دارند که HMI را برای همه برندهای معروف طراحی می کنند. . در زیر نام برخی از تولیدکنندگان معروف HMI را آورده ایم.

       زیمنس

       بردلی تنها

       میتسوبیشی

       OMRON

       توشیبا

       DELTA

       قدرت

       LS

       بکهوف

       فاتک

       فوجی

       FANUC

نسل های جدید HMI

HMI های مدرن ارتباط با هر سیستم تولیدی را امکان پذیر می کنند. توجه داشته باشید که ویژگی های دستگاه ممکن است بسته به نوع برنامه تغییر کند. این ویژگی ها شامل رابط های ارتباطی، فناوری های رابط کاربری و حتی اندازه خود دستگاه می شود.بنابراین در اتوماسیون صنعتی، HMI ها از دستگاه های استاندارد 11 اینچی تا پانل های پیچیده گسترده 15.6 اینچی پشتیبانی می کنند. برای ساده‌تر کردن کار اپراتور، فناوری صفحه‌نمایش لمسی وجود دارد که به کاربر اجازه می‌دهد به صورت بصری با ماشین‌ها و کارخانه تعامل داشته باشد.

کلام آخر

  HMI چیست؟ HMI به معنای رابط انسان و ماشین است و برای پارامترسازی دستگاه های صنعتی استفاده می شود.

HMI از دو بخش اصلی سخت افزار و نرم افزار تشکیل شده است. در قسمت نرم افزار دکمه ها، نمودارها، نشانگرها و ... وجود دارد که در قسمت سخت افزاری فقط یک قسمت یعنی خود HMI را می بینیم.

HMI با قابلیت ارتباط با PLC دارای کاربردهای متعددی از جمله قابلیت مدیریت آلارم، افزایش راندمان تولید، نمایش داده های فرآیند در قالب نمودارهای گرافیکی مختلف و غیره می باشد.

همچنین می توانید تجربیات و نظرات خود را در مورد HMI با ما در میان بگذارید، اچ ام ای ها در برند ها و قیمت های مختلفی در بازار وجود دارد، برای خرید HMI به سایت سگال نیرو مراجعه کنید.

آدرس دفتر ما

تهران کیلومتر ۱۹ جاده قدیم کرج، شهر قدس بلوار ۴۵ متری انقلاب، روبروی صنعت چهارم نقشه کوچه نبش کوچه نوبهار

شماره تماس

021_46891488