Hmi چیست و چه کاربردی دارد؟
ابزارها و قطعات بسیار متنوعی در کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی بزرگ و کوچک استفاده می‌شود. این ابزارها و قطعات هر کدام مزایای خاص خود را داشته و برای بهبود شرایط و روند کار مورد استفاده قرار می‌گیرند. HMI یکی از موارد گفته است که برای برقراری ارتباط میان انسان و ماشین به کار می‌رود.(قیمت و خرید hmi) در ادامه به طور مفصل با این قطعه، نحوه کار و مزایای آن آشنا می‌شویم.
Hmi چیست؟
Hmi مخفف عبارت human machine interface به معنای رابط میان انسان و ماشین است. بیشترین استفاده از این رابط در واحدهای صنعتی است که به منظور کنترل و نظارت بر ماشین آلات و دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. خودپرداز بانک‌ها مثال ساده‌ای از این دستگاه‌ها است که با صفحه نمایش و دکمه‌های تعبیه شده امکان برداشت پول را برای شما فراهم می‌کند.
در بخش‌ها و واحدهای صنعتی از hmi برای اجرای فرآیندهای اتوماسیونی استفاده می‌شود. hmi می‌تواند صفحه نمایشی به صورت ساده یا لمسی باشد که فردی به عنوان اپراتور با آن کار می‌کند. این فرد از طریق این دستگاه، بر دستگاه‌ها و ماشین‌های دیگر نظارت داشته و دستورات موردنیاز را برای آنها ارسال می‌کند.
سیستم‌های کنترل صنعتی (ICS) سخت‌افزار و نرم‌افزارهای یکپارچه‌ای هستند که برای نظارت و کنترل عملکرد ماشین‌آلات و دستگاه‌های مرتبط در محیط‌های صنعتی، طراحی شده‌اند. HMI شامل قطعات الکترونیکی برای سیگنال دهی و کنترل سیستم‌های اتوماسیون است.
برخی از HMI ها داده‌های سیستم‌های کنترل صنعتی را به نمایش‌های بصری قابل خواندن توسط انسان ترجمه می‌کنند. از طریق HMI، اپراتور می‌تواند شماتیک‌های سیستم‌ها را ببیند و کلیدها و پمپ‌ها را روشن یا خاموش کند، مثلاً دما را افزایش یا کاهش دهد. HMI ها معمولاً بر روی ماشین‌های دارای ویندوز قرار گرفته و با PLCها یعنی کنترل کننده‌های منطقی قابل برنامه ریزی و سایر کنترل کننده‌های صنعتی ارتباط برقرار می‌کنند.
مروری بر تاریخچه Hmiها
در طول دهه 1950، برای برقراری ارتباط میان انسان و ماشین از روش پردازش دسته‌ای استفاده می‌شد. پردازش دسته‌ای به کاربری نیاز داشت تا تمام جزئیات و توالی یک کار را مشخص کند. برای این کار از کارت پانچ استفاده می‌شد. کارت‌ها به دستگاه وارد شده و دستگاه پس از ارزیابی نتایج را ارائه می‌داد. پردازش دسته‌ای روش کارآمدی برای درگیری انسان و ماشین نبود، زیرا این تکنیک احتمال خطا را بالا می‌برد.
توسعه واسط‌های خط فرمان به دنبال پردازش دسته‌ای انجام شد. پردازش خط فرمان یک روش تعاملی‌تر برای کاربران برای برقراری ارتباط با ماشین‌ها است. در این روش کاربر دستورات را به صورت مستقیم به ماشین صادر می‌کند. این کار از طریق وارد کردن خطوط متوالی متن، با استفاده از برنامه‌ای که متن را به عنوان ورودی می‌پذیرد، انجام می‌شد. این شیوه نیز برای برقراری ارتباط با ماشین‌ها در دهه 1960 مورد استفاده قرار می‌گرفت.
رابط‌های گرافیکی کاربر (GUI) مرحله بعدی تعامل انسان و ماشین را تشکیل می‌دهند. این رابط‌ها به کاربران اجازه می‌دهند تا با استفاده از عناصر گرافیکی مانند پنجره‌ها، دکمه‌ها و نمادها با ماشین‌ها ارتباط برقرار کنند. دستگاه‌های مورد استفاده برای برقراری ارتباط با ماشین شامل صفحه کلید و دستگاه‌هایی مانند ماوس بودند.
با افزایش استفاده از رایانه و فناوری در جامعه مدرن، نیاز به سطوح پیچیده‌تری از تعامل انسان و ماشین وجود داشت. این موضوع منجر به توسعه صفحات لمسی و رابط‌های کاربری قابل درک می‌شود که به کاربران امکان می‌دهد با استفاده از یک دسته فیزیکی با اشیاء مجازی درگیر شوند.
HMI ها و صنعت تولید
در اولین قدم باید با نقش Hmiها یعنی رابط‌های انسان و ماشین در سیستم‌های اسکادا می‌پردازیم.. اکثر سیستم‌های SCADA (کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده‌ها) به منظور عملکرد مؤثر به اجزای HMI متکی هستند. سیستم SCADA سیستم کنترل اصلی و کلی در یک کارخانه است که تمام عملیات پیچیده در حال وقوع را کنترل می‌کند.
در گذشته، برای ادغام یک خط تولید با یک HMI، HMI باید به یک کنترل کننده منطق برنامه ریزی (PLC) متصل می‌شد و HMI داده‌های دریافتی از PLC را نمایش می‌داد و ورودی PLC را از کاربران می‌گرفت. این نمایشگرهای گرافیکی بسیار ساده هستند.
HMI پایه به اپراتور یا مدیر کارخانه اجازه می‌دهد تا پارامترهای معمولی مانند دمای ماشین(ها)، تعداد پردازش، وضعیت ماشین(ها) و تعداد مواد را بررسی کند.
در ادامه مثالی ساده از این فرآیند آمده است:
نمونه یک سناریوی استاندارد شامل HMI در بسیاری از تصفیه خانه‌های آب و فاضلاب اتفاق می‌افتد. این تاسیسات معمولا با چالش‌های مختلفی روبرو هستند. دلیل این امر وجود مراحل متعدد مانند غربالگری، پمپاژ و حذف میکروارگانیسم‌ها و باقیمانده‌های مضر در چرخه تفصیه آب است. نکته دیگر این است که هر مرحله از مراحل گفته شده می‌تواند در منطقه مختلفی انجام شود که کیلومترها از هم فاصله دارند. به این صورت نظارت بر تجهیزات و فرآیندها یک چالش مهم است.
با ادغام HMI و اسکادا و اتصال به PLC اپراتور می‌تواند سطح آب، pH، پمپ آب، سطح مواد جامد محلول یا یک ماده شیمیایی سمی خاص را از راه دور کنترل کند.
پمپ آب را می‌توان بر اساس سطح مخزن با استفاده از HMI روشن یا خاموش کرد. همچنین، در صورتی که PH کمتر از حد معینی باشد، HMI هشدارهای لازم را نمایش می‌دهد و اپراتور با استفاده از صفحه نمایش لمسی آنها را تنظیم می‌کند. به این ترتیب با کمک HMI اپراتور می‌تواند فرآیندها و مراحل تصفیه آب را نظارت و کنترل کند.
بسیاری از HMI های صنعتی امروزی که در محیط کارخانه‌های هوشمند استفاده می‌شوند، بسیار پیشرفته‌تر هستند. این نمونه‌ها برای ارسال هشدارهای پیامکی یکپارچه در مورد وضعیت ماشین‌ها، هشدارهای ایمیلی و همچنین تماشای ویدیوهای یکپارچه از فرآیندهای مختلف در کارخانه‌ها استفاده می‌شوند. علاوه بر آن نمونه‌های پیچیده‌تر HMI ها می‌توانند برای کنترل از راه دور چندین ماشین و عملیات در چندین سایت مختلف و تجزیه و تحلیل عملیات مختلف در کارخانه استفاده شوند.
بنابراین با توجه به توضیحات گفته شده نقش HMI به سرعت در حال تکامل است. دلیل این امر نیز این است که فناوری‌های جدید به طور مداوم در حال ادغام و توسعه هستند.
مزایای استفاده از HMI در کارخانه
امروزه تعداد زیادی HMI در سطح پیشرفته وجود دارد که در کارخانه‌های مختلف استفاده شده و امکان نظارت و کنترل ماشین آلات کارخانه را فراهم می‌کند.
مزیت اصلی استفاده از این قطعه‌ها، از نظر سرمایه گذاری است. HMI در سطح پیشرفته با قابلیت‌های متعدد مانند توانایی نظارت بر ماشین‌ها از راه دور، ساده سازی فرآیندها و عملیات کارخانه استفاده می‌شود.
مزیت دیگر، توانایی مشاهده داده‌های کلیدی و بلادرنگ است. این ویژگی‌های HMI در سطح پیشرفته، کمک زیادی به کاهش پیچیدگی محیط کارخانه می‌کند.
علاوه بر این، صاحبان کارخانه می‌توانند با استفاده از HMI به سرعت به شرایط جدید یا چالش برانگیز واکنش نشان دهند. در نتیجه، کارایی بهبود می‌یابد. این قطعه به صاحب کارخانه اجازه می‌دهد تا از سیستم‌های هوشمند استفاده کرده و هزینه فرآیندها را کاهش دهد. در نهایت نیز نحوه انجام فرآیندها و سودآوری را بهبود می‌بخشد.
اینفوگرافی خلاصه مقاله HMI چیست
HMI در صنعت چه کاربردی دارند؟
پنل HMI (Human Machine Interface) در صنعت دارای متنوعی کاربردها است و برای کنترل، نظارت و تعامل انسان با ماشین و تجهیزات مختلف استفاده می‌شود. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی HMI در صنعت اشاره شده است:
- کنترل فرآیندها: HMI در کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی برای کنترل و مدیریت فرآیندهای تولید و تولید محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزار به کاربران امکان می‌دهد تا وضعیت و کنترل تجهیزات، دستگاه‌ها و خطوط تولید را نظارت کنند.
- نظارت بر تجهیزات: HMI می‌تواند به تجهیزات مختلفی مانند ربات‌ها، دستگاه‌های CNC، ماشین‌آلات تولید، و تجهیزات پردازشی متصل شود تا وضعیت و کارکرد آنها را نظارت کند و در صورت نیاز تنظیمات و تغییرات انجام دهد.
- سیستم‌های اتوماسیون صنعتی: HMI به عنوان یک جزء از سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و کنترل فرآیندها عمل می‌کند. این سیستم‌ها معمولا شامل PLCها، سنسورها و اجزای مختلف کنترل می‌شوند و HMI برای تعامل انسان با این سیستم‌ها و مانیتورینگ فرآیندها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- جمع‌آوری داده‌ها: HMI به جمع‌آوری داده‌های مربوط به فرآیندها و تجهیزات کمک می‌کند. این داده‌ها معمولاً شامل داده‌های سنسوری، دما، فشار، جریان و سایر اطلاعات محیطی و فیزیکی هستند.
- کنترل سیستم‌های انرژی: HMI برای کنترل و مدیریت سیستم‌های انرژی مانند سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم‌های روشنایی و سیستم‌های مانیتورینگ مصرف انرژی در ساختمان‌ها و واحدهای صنعتی استفاده می‌شود.
- کنترل رباتیک: در صنایعی مانند خودروسازی و الکترونیک، HMI برای کنترل و پیکربندی ربات‌ها و خطوط تولید اتوماتیک استفاده می‌شود.
- و…
همان‌طور که مشاهده کردید، HMI به ارتقاء کارایی، کاهش خطاها و بهبود کنترل و نظارت در صنایع مختلف کمک می‌کند و در تجهیزات و فرآیندهای صنعتی مختلف یک نقش بسیار مهم ایفا می‌کند.
در هنگام انتخاب HMI باید به چه عواملی توجه داشت؟
انتخاب HMI مناسب برای یک پروژه صنعتی یا کنترلی، موضوعی مهم و حیاتی است. برای این منظور، عوامل متعددی را در نظر بگیرید تا HMI مناسب را انتخاب کنید. از جمله مهمترین عوامل کلیدی در انتخاب HMI می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ابتدا نیازها و اهداف پروژه خود را به دقت مشخص کنید. باید بدانید که HMI برای کنترل فرآیندها، مانیتورینگ تجهیزات، جمع‌آوری داده‌ها یا تعامل با تجهیزات خاص به کار می‌رود. این موارد می‌تواند راهنمایی بزرگی در انتخاب HMI ارائه دهد.
- نوع تجهیزات و سیستم‌هایی که قصد دارید با HMI کنترل و نظارت کنید، در انتخاب HMI تاثیر بسیار زیادی دارد. از نظر اتصال به PLCها، سنسورها و دستگاه‌های مختلف باید اطمینان حاصل کنید که HMI مورد نظر از پروتکل‌های مختلف پشتیبانی می‌کند.
- محیط کاری و شرایط محیطی که HMI در آن قرار می‌گیرد نیز بسیار مهم است. اگر HMI در محیط‌های خشک، مرطوب، گرم یا سرد قرار دارد، باید از یک مدل مقاوم و مطابق با استانداردهای محیطی استفاده کنید.
- ابعاد فیزیکی HMI و مکان نصب آن در سیستم کنترلی نیز در نظر گرفته شود. باید مطمئن شوید که HMI جای مناسب و قابل دسترسی دارد.
- از نظر امکانات نیز HMI باید نیازهای پروژه را برآورده کند. این شامل تعداد و نوع ورودی‌ها و خروجی‌ها، قابلیت‌های گرافیکی، قابلیت‌های ارتباطی، گزارش‌دهی و دسترسی به دیگر سیستم‌ها می‌شود.
- در بسیاری از پروژه‌ها امنیت اطلاعات بسیار مهم است. باید مطمئن شوید که HMI امکانات امنیتی مانند رمزگذاری، دسترسی کاربر، و ثبت ورود به سیستم را داراست.
- انتخاب شرکت سازنده HMI و امکانات پشتیبانی و خدمات پس از فروش نیز بسیار مهم است. باید از شرکتی با سابقه و خدمات پس از فروش قوی استفاده کنید.
- قیمت HMI یکی از مهمترین عوامل در انتخاب است. باید با توجه به بودجه پروژه خود HMI مناسب را انتخاب کنید.
برندهای معتبر تولید کننده HMI کدام‌اند؟
برندهای بسیار زیادی در زمینه تولید HMI مشغول فعالیت هستند. از جمله مهمترین برندهای تولید کننده HMI می‌توان به برندها و شرکت‌های زیر اشاره کرد:
- Siemens: Siemens یکی از بزرگترین شرکت‌های تولید کننده تجهیزات کنترل صنعتی و اتوماسیون است و محصولات HMI با برند Siemens بسیار معتبر هستند.
- Rockwell Automation (Allen-Bradley): Rockwell Automation به وسیله برند Allen-Bradley HMI معروفی در دنیای اتوماسیون صنعتی ارائه می‌دهد.
- Advantech: Advantech یک تولیدکننده HMI با تمرکز بر روی صنایع مختلف از جمله اتوماسیون صنعتی و اتوماسیون ساختمانی است.
- Mitsubishi Electric: نیز یکی از شرکت‌های برتر در زمینه اتوماسیون صنعتی و HMI است.
- Omron
- Schneider
سخن آخر
پیش بینی‌های مختلفی از آینده HMIها صورت می‌گیرد. قطعا فناوری‌هایی مانند رایانش ابری، اینترنت اشیاء، محاسبات و … در توسعه و تکامل سطح بعدی آنها تأثیر خواهند داشت. یکی از مهمترین چالش‌ها این است که در سطح بعدی چه چیزی به عنوان رابط معرفی می‌شود. باید منتظر بمانیم و ببینیم این مسیر توسعه چگونه ادامه می‌یابد. hmi در برندهای مختلفی تولید و روانه بازار شده است. در این زمینه زیمنس یکی از برندهای معتبر و شناخته شده در دنیا است که Hmiهای بسیار کاربردی تولید می‌کند. صنایع تولید دیتا نمایندگی رسمی زیمنس در تهران است و برای خرید محصولات این برند می‌توانید از طریق این مجموعه اقدام کنید.
اولین دیدگاه را ثبت کنید