چه به دنبال ارتقای عملیات روزانه خود باشید و چه خواستار مدیریت دادهها و ارتباطات کارآمدتر، سیستمهای HMI (رابط انسان و ماشین) اغلب راهکار اصلی برای حل اکثر این چالشها هستند.
رید بیلکه (Reid Beilke)، متخصص محصولات کامپیوترهای صنعتی میگوید: «ارزشمندترین جنبه فناوری HMI، توانایی نظارت دقیق بر تولید و پاسخگویی به تقاضاهای متغیر خط تولید است که باعث بهبود کارایی و کاهش زمان توقف دستگاهها میشود. این مزایا، نتیجه تشخیص دقیقتر و نظارت بهبودیافته است.»
اگرچه شاید دلیل برتری سیستمهای HMI برای هر شرکتی بدیهی به نظر برسد، اما بهتر است مطمئن شوید که زیر و بم این فناوری، قابلیتهای آن و نیازهای نرمافزاری خود را به درستی درک کردهاید تا بتوانید بهترین گزینه را انتخاب کنید.
نرمافزار HMI چیست؟
نرمافزار رابط انسان و ماشین (HMI) یکی از تأثیرگذارترین و در حال توسعهترین فناوریها در جهان است. این صنعت که امروزه میلیاردها دلار ارزش دارد، بهطور مداوم در حال تغییر و تکامل است تا به محصولاتی جامعتر و منعطفتر تبدیل شود و نیازهای کسبوکارها و کاربران در حوزههای مختلف را برآورده سازد.
HMIها نوعی رابط هستند که امکان تعامل بین انسان و ماشین را فراهم میکنند. در حالی که افراد عادی هر روز از آنها استفاده میکنند، این رابطها در تمامی صنایع نظیر پزشکی، خودروسازی، نیروگاهها، خدمات غذایی و غیره نیز به کار میروند. اما آنچه باعث عملکرد عالی HMIها میشود، دو مؤلفه اساسی زیر است:
- ورودی (Input): ورودی روشی است که کاربر انسانی به ماشین میگوید چه کاری انجام دهد. ارتباط با ماشین جایی است که بخش کاربری HMI وارد عمل میشود. شما ممکن است از کیبورد، دکمهها، صفحههای لمسی، جویاستیک، ماوس یا کلیدها استفاده کنید.
- خروجی (Output): ماشین باید کاربر را از پیشرفت دستورات آگاه نگه دارد. ماشین با استفاده از همان HMI و از طریق چراغهای وضعیت، شیرهای برقی یا صداها، اطلاعات را به کاربر منتقل میکند.
HMIها همهجا هستند. در واقع، شما همین حالا هم در حال استفاده از یکی از آنها هستید: صفحه نمایش کامپیوتر یا گوشی لمسی شما، نمونههای بارزی از رابطهای کاربری روزمره هستند. بنابراین، هنگام نصب این نرمافزار برای شرکتتان، باید بدانید که آنها چگونه در یک سیستم کامپیوتری کار میکنند؟
HMI چگونه کار میکند؟
چه شرکت شما از سیستم SCADA (کنترل نظارتی و گردآوری داده) استفاده کند و چه به PLCهای خود (کنترلکنندههای منطقی برنامهپذیر) متکی باشد، HMI زیمنس باید با سیستم کامپیوتری داخلی ارتباط برقرار کند تا به اجرای دستورات کمک کند. این معمولاً به این معنی است که HMI مستقیماً با یک PLC در ارتباط است؛ همان قطعهای که کلید اصلی عملیات روزانه در اکثر صنایع است.
به عنوان مثال، هنگامی که کاربر انسانی دستوری را از طریق HMI ارسال میکند، HMI باید همان دستور را به PLC بفرستد. PLC این اطلاعات را دریافت، پردازش و درخواست را اجرا میکند. وقتی دستور در حال انجام است یا تکمیل میشود، HMI وضعیت آن را به کاربر انسانی اعلام میکند. یک مثال ساده میتواند فشار دادن دکمهای برای روشن کردن سیستم باشد. HMI این درخواست را منتقل کرده و PLC آن را اجرا میکند. در مقابل، HMI با استفاده از تأییدیههای بصری یا صوتی (مانند متن، چراغها یا صداها) به کاربر نشان میدهد که سیستم روشن شده است.
when the human user sends a command via HMI
مزایای HMI برای شرکت شما
هنگام انتخاب یک سیستم HMI برای شرکت، عاقلانه است که زمانی را به ارزیابی اختصاص دهید تا ببینید آیا این مزایای قابلتوجه میتواند بهرهوری روزانه شما را افزایش دهد یا خیر.
دلایل بیشماری وجود دارد که چرا HMIها برای هر کسبوکاری مفید هستند. با این حال، جذابترین دلایل برای بسیاری، ارتباطات امن، مدیریت ساده دادهها و قابلیتهای مقرونبهصرفه آنهاست.
مزیت ۱: ارتباطات آسان
جذابترین ویژگی HMIها، سهولت در برقراری ارتباط است. اینگونه فکر کنید: تا سال ۱۹۵۶ طول کشید تا محققان آزمایش با ورودی مستقیم کیبورد به کامپیوترها را آغاز کنند، موضوعی که در نهایت نحوه تکامل این ماشینها را در دهههای بعدی تغییر داد. ارتباط با کامپیوتر ناگهان به طرز باورنکردنی آسان شد و مسیر زندگی را تغییر داد.
علاوه بر این، استفاده از HMI ها ساده است زیرا میتوانند دادهها را به صورت بصری نمایش دهند، پیشرفت کار را بهراحتی گزارش کنند، هرگونه مشکل یا تغییر در دستگاه را هشدار دهند و تمام عناصر ضروری را سادهسازی کنند. امروزه، HMI ها میتوانند بهطور مؤثر با کاربر ارتباط برقرار کنند تا دلایل توقف، هزینهها، مشکلات و علت بروز آنها را توضیح دهند و در نتیجه دقت بالاتر و اطلاعات قابل اعتمادتری ارائه کنند.
مزیت ۲: مدیریت دادهها
HMI ها به حذف کارهای دستی مورد نیاز برای مستندسازی و نگهداری دادهها کمک میکنند. HMI زیمنس تقریباً همه چیز را بهینهسازی و خودکار میکند که این امر به نوبه خود هزینههای غیرضروری نیروی انسانی را کاهش میدهد. برای مثال، در مراکز درمانی، ارزیابی کیفیت دادهها (DQA) بهراحتی در فضای ابری (Cloud) ذخیره شده و از طریق HMI قابل دسترسی است که در نهایت منجر به دقت، ثبات و بهموقع بودن گزارشها میشود.
مزیت ۳: مقرونبهصرفه بودن
چه در حال اداره یک کسبوکار کوچک باشید و چه یک شرکت صنعتی بزرگ، تغییر به سمت نرمافزار HMI یکی از بهترین تصمیمات برای بودجه شماست. اگرچه هزینههای نصب در ابتدا ممکن است بالا به نظر برسد، اما کسبوکارها معمولاً سرمایه صرفشده را ظرف دو سال پس از بهرهبرداری کامل، بازمیگردانند. این مسیر به کسبوکار شما اجازه میدهد تا بدون کاغذ عمل کرده و هرگونه نگرانی بابت از دست دادن دادهها یا مدارک مهم را از بین ببرید.
انتخاب بهترین HMI برای شرکت شما
اطمینان از اینکه سیستم HMI مناسب را بر اساس نیازهای خود انتخاب میکنید، حیاتی است. این راهنمای کوتاه میتواند به شما کمک کند تا نوع HMI مورد نیاز شرکت خود را محدود کنید؛ این روند با انتخاب نوع مناسب، تعیین نحوه استفاده روزانه و ارزیابی نیازهایتان آغاز میشود.
گام اول: انتخاب نوع HMI
HMIها در اشکال و اندازههای مختلفی عرضه میشوند، اما در نهایت تنها سه نوع اصلی سیستم HMI وجود دارد. همه آنها هدف یکسانی را دنبال میکنند یعنی برقراری ارتباط مؤثر و مدیریت دادهها اما ممکن است هر کدام برای تنظیمات و مقاصد خاصی مناسبتر باشند.
نوع اول: جایگزین دکمههای فشاری (Push-Button Replacer)
جایگزین دکمههای فشاری شاید قدیمیترین و رایجترین نوع HMI باشد. در بسیاری از کارخانهها، از یک پنل کنترل مرکزی شامل چندین دکمه با عملکردهای مشخص استفاده میشود تا بهرهوری افزایش یابد.
نحوه کار به این صورت است: کارگران میتوانند دستورات مختلف را از طریق یک رابط واحد اجرا کنند؛ به عبارت دیگر، تنها با فشردن یک دکمه. این نوع HMI فرآیندهای تولید را سادهتر کرده و کارایی را افزایش میدهد. یکی از رایجترین مثالها، دکمههای “روشن” (On) و “خاموش” (Off) در اکثر ماشینآلات صنعتی است.
نوع دوم: مدیریت دادهها (Data Handler)
HMIهای مدیریت داده برای صنایع و شرکتهایی طراحی شدهاند که به بازخورد مداوم از ماشینآلات نیاز دارند. این نوع HMIها عمدتاً برای جمعآوری و پردازش دادهها استفاده میشوند و بهویژه در محیطهایی که حجم اطلاعات بالاست، نقشی حیاتی دارند.
برای مثال، اگر شرکتی نیاز به جمعآوری داده از یک دستگاه یا تجهیزات خاص داشته باشد، بهاحتمال زیاد از یک HMI زیمنس مدیریت داده استفاده میکند. این سیستمها به کاربر اجازه میدهند عملکردهایی مانند مشاهده روند دادهها (Data Trends)، ثبت وقایع (Data Logging)، مدیریت آلارمها و موارد دیگر را بهراحتی کنترل کنند.
ingress-protection-(ip)-rating-guide
نوع سوم: نظارتی (Overseer)
HMIهای نظارتی نسبتا جدید هستند و هر زمان که به سیستمهای SCADA یا MES (سیستم مدیریت اجرای تولید) نیاز باشد، نصب میشوند. این سیستمها در محیطهای بزرگ با هم کار میکنند تا مناطق وسیعی را تحت نظارت قرار دهند.
این مدلها معمولاً بر روی سیستمعامل ویندوز اجرا میشوند که امکان رویکرد بصری بین کاربر انسانی و ماشین را با یک رابط گرافیکی روی نمایشگر الکترونیکی فراهم میکند. این سیستمها دارای چندین پورت اترنت برای برقراری ارتباط هستند و میتوانند کل سایتهای صنعتی را پایش کنند.
گام دوم: تصمیمگیری درباره نحوه استفاده
اینکه HMI شما چگونه و کجا استفاده خواهد شد، یکی از قطعات پازل است که اهمیت حیاتی دارد. اگرچه باید اطمینان حاصل کنید که با سایر سیستمهای شما مانند SCADA یا PLC زیمنس هماهنگ است، اما اکثر شرکتهای نصاب میتوانند سیستمهای جدید یا موجود را بدون هیچ مشکلی با هم یکپارچه کنند.
علاوه بر این، باید محیط عملیاتی را نیز در نظر بگیرید:
- کارخانههای فرآوری مواد غذایی یا HMI های فضای باز: ممکن است نیاز به حفاظت ویژهای داشته باشند، مانند رتبه بالای حفاظت در برابر نفوذ. درجه حفاظت (که به صورت “IPXX” خوانده میشود) تعیین میکند که آیا بدنه خارجی محصول الکتریکی میتواند قطعات داخلی را در برابر آب یا گرد و غبار محافظت کند یا خیر تا عمر دستگاه افزایش یابد.
- محیطهای صنعتی شلوغ: محیطهایی با نویز یا ارتعاشات زیاد، مانند خودروسازیها، ممکن است به یک پنل صنعتی مستحکم نیاز داشته باشند. در چنین محیطهایی، شما به یک سیستم HMI بادوام و جانسخت نیاز دارید تا بتواند سالها در برابر حرکات و فعالیتهای سنگین دوام بیاورد.
گام سوم: ارزیابی نیازها
هدف از وجود HMIها، آسانتر کردن زندگی کاری شماست. آنها باید ساده و قابل درک باشند، به همین دلیل است که منحنی یادگیری آنها نسبتا پایین است. بنابراین هنگام انتخاب HMI مناسب برای شرکت خود، باید خواستهها و نیازهایتان را ارزیابی کنید که ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- اندازه صفحه نمایش، نوع و رزولوشن آن
- دسترسی به اینترنت و پشتیبانی فنی
- نوع وظایفی که قرار است انجام شود
- سایر سیستمهایی که HMI به آنها متصل میشود (مانند SCADA یا MES)
خبر خوب این است که اکثر شرکتهای مجری نصب، دقیقا میدانند از کجا شروع کنند و چگونه نیازهای شما را در پروژه لحاظ کنند. بنابراین، هنگام مذاکره با شرکتها، حتما نیازهای خود و سایر نکات مهم مانند نحوه کاربرد دستگاه را مطرح کنید.
نتیجهگیری
با در نظر گرفتن این گامهای حیاتی، دید بهتری نسبت به نوع سیستم HMI زیمنس مورد نیاز خود خواهید داشت. در نهایت، بهترین کار این است که از یک شرکت با تجربه و حرفهای بخواهید تا HMI ایدهآل شما را بر اساس نوع کاربری، نحوه استفاده و سایر مشخصات فنی سفارشیسازی کند.
اتوماسیون فرسان با بیش از 11 سال تجربه، میتواند ایدههای شما را به واقعیت تبدیل کند تا شما و کسبوکارتان بتوانید با صرف نصف زمان و انرژی، بهرهوری بسیار بالاتری داشته باشید. برای کسب اطلاعات بیشتر، همین امروز با کارشناسان فنی ما در اتوماسیون فرسان تماس بگیرید.