سیستم‌های کنترل صنعتی به پیشرفت خود ادامه می‌دهند و در دنیای امروز، وظایفی که اپراتورها باید انجام دهند می‌توانند به طور مکرر تغییر کنند. برای مدیریت این سیستم های پیچیده، به انعطاف پذیری و عملکردهای کاربردی در کنترل  تجهیزات خود نیاز دارید. این مدیریت ها به وسیله HMI امکان پذیر است. با HMI، می توانید به راحتی با ماشین ها و تجهیزات ارتباط برقرار کنید و داده های عملیاتی را از تجهیزات خود به دست  آورید.

تعریف رابط انسان و ماشین (HMI)

HMI مخفف رابط انسان و ماشین است و به داشبوردی اطلاق می شود که کاربر را قادر می سازد با ماشین، برنامه کامپیوتری یا سیستم ارتباط برقرار کند. از نظر فنی، می‌توانید اصطلاح HMI را برای هر صفحه‌ای که شخصی برای تعامل با دستگاه استفاده می‌کند، به کار ببرید، اما معمولاً برای توصیف چنین صفحه‌هایی که در تنظیمات صنعتی به کار میروند ، استفاده می‌شود. HMI ها داده ها را به صورت  real-time نمایش می دهند و به کاربر اجازه می دهند داده های سیستم  را با استفاده از المان های  گرافیکی نمایش داده و یا ماشین آلات خود را به کمک این المان های گرافیکی کنترل نماید .

کاربرد HMI چیست؟

به عنوان مثال از یک خودرو استفاده می کنیم. خودرو یک ماشین پیچیده است. راننده می تواند موتور، فرمان، چراغ ها، تهویه مطبوع، استریو و عناصر مختلف دیگر را کنترل کند. لازم نیست مستقیماً با هر یک از این عناصر تعامل داشته باشید تا آنها را کنترل کنید و اطلاعاتی در مورد عملکرد آنها به دست آورید. سرعت شما روی سرعت سنج نمایش داده می شود. می توانید استریو، چراغ ها و تهویه مطبوع خود را با دستگیره ها و دکمه ها یا شاید یک صفحه نمایش لمسی کنترل کنید. برای کنترل موتور از پدال گاز و برای چرخش از فرمان استفاده می کنید. این ابزارهای کنترل و فیدبک ،  مانند HMI خودرو هستند. اکنون تصور کنید می‌توانستید تمام جنبه‌های وسیله نقلیه خود را کنترل کنید و اطلاعات دقیقی درباره عملکرد آن در یک صفحه به دست آورید. اگر می توانستید، داشبورد ماشین شما  بیشتر شبیه HMI می شد.

در یک محیط صنعتی، HMI ممکن است به اشکال مختلفی باشد. این می تواند یک صفحه نمایش مستقل، یک داشبورد متصل به تجهیزات دیگری یا یک تبلت باشد. HMI به هر صورت که باشد ، هدف اصلی آن این است که به کاربران اجازه دهد داده های مربوط به عملیات و ماشین آلات را نمایش و کنترل کند. به عنوان مثال ; اپراتورها می توانند با استفاده از HMI متوجه شوند که کدام  تسمه نقاله روشن است . همچنین  میتوانند دمای تانک آب صنعتی را نیز  تنظیم کنند .

عکس-1-min

موارد استفاده از HMI

HMI در طیف وسیعی از صنایع استفاده می شود. در تولید انواع مختلف کالاها، از خودرو گرفته تا غذا و نوشیدنی و داروسازی استفاده از آن رایج میباشد. صنایعی مانند انرژی، آب، فاضلاب، ساختمان ها و حمل و نقل نیز ممکن است از HMI استفاده کنند. همچنین اجراکنندگان پروژه ، اپراتورها و مهندسان، به‌ویژه مهندسان سیستم‌های کنترل فرآیند، اغلب از HMI استفاده می‌کنند. این متخصصان ممکن است از HMI برای کنترل ماشین‌ها، وسایل نقلیه، کارخانه‌ها یا ساختمان‌ها استفاده کنند.

پیچیدگی HMI بسته به پیچیدگی دستگاه یا سیستمی که برای آن استفاده می شود متفاوت است. همچنین بسته به نحوه استفاده از HMI متفاوت است. ممکن است از HMI برای یک عملکرد، مانند مانیتورکردن یک بخش از ماشین   و یا برای اهداف متعدد، از جمله نظارت بر عملیات کارخانه و کنترل تجهیزات استفاده کنید.

هنگامی که سیستم کنترل نظارتی و جمع آوری داده شما (SCADA) با کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC زیمنس) و سنسورهای ورودی/خروجی برای به دست آوردن اطلاعات مربوط به عملکرد تجهیزات ارتباط برقرار می کند، این اطلاعات بر روی HMI نمایش داده می شود.  HMI ممکن است این اطلاعات را به صورت یک گرافیک ، نمودار یا سایر نمایش های بصری که خواندن و درک آن را آسان می کند، نمایش دهد. با HMI، می‌توانید تمام اطلاعات عملکرد تجهیزات یک تأسیسات را در یک جا  مشاهده کنید و این دید شما را در عملکرد کارخانه‌تان بهبود می‌بخشد. اپراتورها همچنین می‌توانند آلارم‌ها را با استفاده از HMI مشاهده و مدیریت کنند و به اطمینان از اینکه می‌توانند به سرعت با آن‌ها برخورد کنند، کمک می‌کند.

اپراتورها همچنین می توانند از HMI برای کنترل تجهیزات برای افزایش بهره وری یا تطبیق با شرایط متغیر استفاده کنند. آنها ممکن است بر اساس داده هایی که در HMI مشاهده می کنند، تنظیمات را انجام دهند. امکان ایجاد تغییرات مربوطه مستقیماً از روی صفحه، این فرآیند را سریعتر و آسان تر می کند.

همانطور که اینترنت اشیا (IoT) همچنان نقش برجسته‌تری در تاسیسات صنعتی ایفا می‌کند، HMI‌ها حتی مفیدتر می‌شوند. می‌توانید از آن‌ها برای مشاهده داده‌ها و کنترل دستگاه‌های مختلف متصل در مرکز خود استفاده کنید.

نحوه قرار گرفتن  HMI در سیستم

 HMI در پروژه ها می‌توانند به اشکال مختلف قرارا گیرد 0، از پایانه‌های مستقل گرفته تا به صورت تبلت‌ها و داشبوردهای در کنار سایر ماشین‌آلات ارائه شوند. یک مرکز ممکن است یک HMI مرکزی یا تعدادی از HMIها به صورت توزیع شده داشته باشد که همگی ممکن است از طریق اینترنت متصل شوند.

ادغام زنون در سیستم های موجود شما آسان است، زیرا بیش از 300 پروتکل ارتباطی در دسترس دارد و با سیستم های مختلف کار می کند. با تمام پلتفرم های اصلی مایکروسافت ویندوز سازگار است و برای اجرا فقط به سیستم عامل اصلی نیاز دارد. همچنین می توانید با استفاده از وب سرور یا موتور وب HTML5 به زنون دسترسی داشته باشید. نسخه تحت وب zenon ظاهر و عملکرد یکسانی دارد و هر تغییری که در Web Client  یا HTML5 ایجاد کنید برای همه کاربران به روز می شود و به شما امکان می دهد از هر کجا کار کنید.

با زنون، کاربران همچنین می توانند داشبورد خود را با ایجاد ویجت ها و قرار دادن آنها بر اساس نیاز خود راه اندازی کنند. همچنین می توانید برای اهداف امنیتی و ایجاد داشبورد برای انواع مختلف کاربران، قابلیت مشاهده المان های HMI خود را قفل و کنترل کنید. این به شما امکان می دهد داشبوردهایی با کاربری آسان ایجاد کنید که فقط اطلاعات مربوط به هر نقش را شامل می شود.

همچنین می‌توانید پالت‌های رنگی مختلفی برای HMI خود ایجاد کنید، که به شما امکان می‌دهد داشبوردهایی را سفارشی کنید که برای برند شرکت شما کار میکنند و یا برای موقعیت‌های نورپردازی خاص، و یا تیم‌های مختلف و کاربران خاص  (مانند کارمندان کوررنگ) کار می‌کنند.

نحوه قرار گرفتن  HMI در سیستم

مزیت HMI ها برای سازمان های صنعتی :

دید پیشرفته: یک HMI با کارایی بالا،   درتمام مدت دید بهتری درعملیات  به شما می دهد. به شما امکان می دهد از روی یک داشبورد ببینید که تجهیزات سیستم  شما چگونه عمل می کند. حتی می توانید این داشبورد را از راه دور و به صورت ریموت  مشاهده کنید. این قابلیت ها به شما کمک می کند تا بهره وری را در طول زمان بهبود بخشید و به هشدارها سریعتر پاسخ دهید.

افزایش کارایی: از آنجایی که یک HMI دسترسی دائمی به داده ها را به صورت real-time فراهم می کند، می توانید از آن برای نظارت بر تولید و انجام تنظیمات لازم بر اساس تغییر تقاضا در زمان واقعی استفاده کنید. تجسم داده ها، به ویژه زمانی که با فن آوری های تجزیه و تحلیل داده ترکیب می شود، می تواند به شما در شناسایی مناطقی که می توانید کارایی عملیات خود را بهبود بخشید، کمک کند.

کاهش زمان خرابی: با هشدارهای موجود در داشبورد مرکزی، می‌توانید سریع‌تر به مشکلات پاسخ دهید و زمان خرابی را کاهش دهید. مشاهده و تجزیه و تحلیل داده‌های عملکرد تجهیزات همچنین می‌تواند به شما کمک کند تا علائم مشکلات مکانیکی آینده و جای آنها را شناسایی کرده و قبل از تبدیل شدن به مشکلاتی که ممکن است باعث خرابی قابل توجهی شوند، آنها را برطرف کنید.

قابلیت استفاده بهبود یافته: HMI ها مشاهده و درک داده ها و تجهیزات کنترلی را برای کاربران آسان تر می کند. آنها داده ها را با استفاده از گرافیک ها ،  نمودارها و سایر تجسم ها ارائه می دهند که تفسیر سریع آن را برای کاربران آسان می کند.

سیستم یکپارچه: با زنون می توانید تمام تجهیزات را با استفاده از یک پلت فرم  یکسان کنترل کنید، که یادگیری نحوه کنترل تجهیزات را برای اپراتورها آسان تر می کند. همچنین می‌توانید تمام داده‌های خود را در یک مکان مشاهده کنید و به شما کمک می‌کند نمای کلی روشنی از کل امکانات خود داشته باشید. علاوه بر این، همه کاربران به‌روزرسانی‌ها را در زمان واقعی دریافت می‌کنند.

HMI و SCADA

HMI و SCADA گاهی اوقات به دلیل شباهت هایشان و این واقعیت که با هم کار می کنند، اشتباه می شوند. در واقع، HMI بخشی از یک سیستم SCADA است.

سیستم SCADA برای کنترل سیستم های بزرگ مانند کل کارخانه یا سایت استفاده می شود. این ترکیبی از بسیاری از سیستم های دیگر از جمله PLC ها، سنسورها و ترمینال های ریموت (RTU) است. یک سیستم SCADA چیزی است که داده ها را جمع آوری و ثبت می کند. همچنین می تواند عملکرد تجهیزات را گاهی به صورت خودکار کنترل کند.

HMI و SCADA

از سوی دیگر، HMI رابطی است که کاربران از آن  برای تعامل با سیستم اسکادا و سایر سیستم ها و تجهیزات استفاده می کند. هر دوی آنها المان های ضروری درسیستم کنترل صنعتی بزرگتر هستند. در حالی که SCADA داده ها را جمع آوری و ذخیره می کند، HMI کاربران را قادر می سازد تا با ارائه یک داشبورد کاربر پسند با تجهیزات تعامل داشته و آن را مدیریت کنند. هر دو لازم هستند. بدون SCADA، HMI هیچ اطلاعاتی برای نمایش دادن و یا توانایی ای برای کنترل تجهیزات نخواهد داشت . بدون سیستم HMI، کاربران نمی‌توانند داده‌هایی را که سیستم اسکادا جمع‌آوری می‌کند ببینند یا به آن‌ها بگویند که چگونه تجهیزات را کنترل کند.

SCADA و HMI بخشی از یک سیستم بزرگتر هستند. SCADA در پس زمینه کار می کند، در حالی که HMI معمولا تنها المانی است که کاربران با آن تعامل هستند . به همین دلیل است که کاربران اغلب آنها را با هم ارجاع می دهند.

پیشرفت در HMI

پیشرفت های تکنولوژیکی و نیازهای تجاری در حال تحول منجر به تغییراتی در عملکرد فناوری HMI شده است. صفحه نمایش های لمسی، دستگاه های تلفن همراه، HMI های مبتنی بر cloud و HMI های با کارایی بالا (High-Performance)  رایج تر می شوند.

اصطلاح HMI با کارایی بالا High-Performance)) به یک روش طراحی HMI اشاره دارد که هدف آن جلب توجه کاربران تنها به مهم ترین عناصر است. این به کاربران کمک می‌کند تا سریع‌تر و راحت‌تر مشکلات را ببینند و به آنها پاسخ دهند و به راحتی اطلاعات مورد نیاز برای تصمیم‌گیری را جمع‌آوری کنند. نشانگرهای این نوع HMI ها ساده هستند و داشبوردها شامل گرافیک و کنترل های غیر ضروری نیستند. از دیگر عناصر طراحی کم استفاده می شود تا توجه کاربر را از مهم ترین موارد منحرف نکند.

علاوه بر این، فناوری‌های پیشرفته مانند اینترنت اشیا (IOT) و فناوری‌های تجزیه و تحلیل داده، تأثیر بیشتری بر HMI دارند. همانطور که دستگاه های متصل بیشتری آنلاین می شوند، HMI ها می توانند داده های بیشتری را جمع آوری کنند و بخشی از شبکه IoT شوند. تکنیک‌های پیشرفته تجزیه و تحلیل داده‌ها که در کنار نرم‌افزار HMI/SCADA اعمال می‌شوند، می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا از داده‌های ارائه‌شده در داشبورد خود بیشترین استفاده را ببرند.

Hmi چند لمسی

صفحه‌نمایش‌های لمسی با ظهور گوشی‌های هوشمند محبوبیت پیدا کردند، تا حدی به لطف صفحه‌نمایش چند لمسی(multi-Touch ) ، که کاربران می‌توانند با استفاده از چندین لمس و ژست‌های حرکتی به طور همزمان با آن تعامل داشته باشند. این ویژگی اکنون در بخش صنعتی در دسترس است. برخی از مزایای HMI چند لمسی عبارتند از:

  • ایمنی عملیاتی پیشرفته: کنترل بصری HMI به معنای خطاهای کمتر است. Multi-Touch همچنین دارای عملکرد دو دستی است، به این معنی که کاربران نمی توانند اقدامات خاصی را تنها با استفاده از یک دست انجام دهند. این ویژگی به جلوگیری از اشتباهات بالقوه پرهزینه و حتی مرگبار کمک می کند.
  • قابلیت استفاده: حرکات چند لمسی برای استفاده  راحت و قابل درک است. به جای ساختارهای پیچیده منو، نوار ابزارهای قابل پیمایش و راحت برای کاربر را دریافت می کنید. درگ کردن المان ها  و دریافت اطلاعات مورد نیاز برای کاربران آسان است.
  • کاهش زمان آموزش: سهولت استفاده از Multi-Touch به کاهش زمان آموزش  کمک می کند. کاربران می توانند نحوه استفاده از سیستم را سریعتر بیاموزند و کاربران با تجربه ی کمتر ، می توانند پروژه های بیشتری را با خیال راحت و آسان انجام دهند.
  • دوام: بدون قطعات متحرک، صفحات لمسی بهتر از صفحه کلید، ماوس و سایرتجهیزات کنترل ها می توانند در شرایط سخت مقاومت کنند. این بدان معناست که تجهیزات شما دوام بیشتری خواهند داشت و با اطمینان بیشتری کار می کنند.
  • انعطاف پذیری: با یک صفحه نمایش لمسی، تغییرات فرآیند نیازی به سیم کشی مجدد پنل کنترلی ندارد. در عوض، می توانید به سادگی نرم افزار خود را به روز کنید. کاربران همچنین می توانند به راحتی داشبوردهای سفارشی خود را بر اساس نیازها و ترجیحات خود ایجاد کنند.

نظارت از راه دور

یکی دیگر از ویژگی های HMI های مدرن، نظارت از راه دور است. با زنون ، کاربران مجاز می توانند از هر کجا از طریق مرورگر به داشبوردها و گزارش ها دسترسی داشته باشند. این به این معنی است که می‌توانید عملیات را بررسی کرده و کارهای عملیاتی را از طریق رایانه در دفتر کار ، تبلت در خانه و یا تلفن هوشمند درحالی که درجاده هستید ، تکمیل نمایید . نظارت از راه دور امکان نظارت را بعد از ساعات کاری بدون نیاز به حضور در محل می دهد و به شما امکان کنترل بیشتر بر فرآیندهای خود و دسترسی پیشرفته به داده های را می دهد.

نظارت از راه دور توسط hmi

آینده HMI

همانطور که داده ها نقش برجسته تری در فرآیندهای صنعتی می گیرند، HMI  مسلما مهم تر خواهد شد . این فناوری در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته است، اما در آینده نیز به تکامل خود ادامه خواهد داد.

شرکت‌های بیشتری به سمت HMI با عملکرد بالا حرکت می‌کنند که به جلب توجه کاربران به مهم‌ترین اطلاعات کمک می‌کند. این به کاربران کمک می کند تا تمام داده های موجود را درک کنند و از اضافه بار اطلاعات جلوگیری می کند. شرکت ها همچنین به طور فزاینده ای از صفحه نمایش های چند لمسی، نظارت از راه دور و سیستم های مبتنی بر cloud استفاده می کنند.

با ادامه تکامل فناوری، شرکت ها به طور فزاینده ای از تجزیه و تحلیل داده های پیشرفته و هوش مصنوعی برای به دست آوردن بینش از داده ها استفاده خواهند کرد. سپس می توانند این بینش ها را از طریق HMI به کاربران منتقل کنند. در آینده، HMI ها همچنین ممکن است واقعیت افزوده (AR) را که گرافیک دیجیتال را دردنیای واقعی پوشش می دهد، و فناوری واقعیت مجازی (VR) که کاربران را در دنیای دیجیتال غوطه ور می کند، برای ایجاد تصاویر بصری موثرتر برای کاربران HMI ترکیب کنند. همانطور که اتوماسیون همچنان نقش محوری تری در فرآیندهای صنعتی ایفا می کند، کاربران می توانند از HMI ها برای نظارت بر فعالیت های خودکار و تنظیم آنها در صورت نیاز استفاده کنند.

نتیجه گیری

 Hmi زیمنس اطلاعات را به صورت زنده پردازش می کند و آن را به کاربران مربوطه توزیع می کند و در عین حال پیچیدگی را برای اپراتورها کاهش می دهد. این به تیم شما امکان می‌دهد سریع‌تر به مسائلی که ممکن است پیش بیاید پاسخ دهد و تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرد. کاربران همچنین می توانند به راحتی داشبوردهای سفارشی ایجاد کنند تا همیشه اطلاعات مورد نیاز خود را در قالبی که ترجیح می دهند داشته باشند. گروه فنی و مهندسی اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس ، مجری و مشاور پروژه های اتوماسیون صنعتی زیمنس فعالیت خود را از سال 1394 با تهیه و نگهداری پیوسته مجموعه وسیعی از تجهیزات به همراه ارائه خدمات فنی مناسب و به روز می باشد.

 

2 دیدگاه در “hmi چیست ؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شش + چهار =