اتوماسون صنعتی

◄ فهرست مطالب

 

 

HMI چیست؟

 

HMI های Kinco

"HMI" مخفف Human Machine Interface است. این دستگاه‌ها با نام‌های رابط ماشین (MMI)، پایانه رابط اپراتور (OIT)، رابط اپراتور محلی (LOI)، پایانه اپراتور (OT) نیز شناخته می‌شوند، اما برای اهداف این راهنما به آنها اچ ام ای 107bv اشاره می‌کنیم.

 

HMI دقیقاً همان چیزی است که از نام آن پیداست: یک رابط گرافیکی که به کاربران انسانی اجازه می دهد تا با ماشین آلات یک سیستم تعامل داشته باشند. با توسعه فناوری، HMI ها در کارهای روزمره برای مصرف کنندگان فراوان تر می شوند. پمپ‌های پمپ بنزین، کیوسک‌های سلف‌سرویس، دستگاه‌های خودپرداز، و خطوط خودپرداز، همگی از HMI برای پردازش ورودی‌های کاربر، تبدیل آن‌ها به کد قابل خواندن توسط ماشین و انجام وظایف بدون نیاز به متصدی، باجه یا کارمند دیگر استفاده می‌کنند. در زمینه تولید و سیستم‌های کنترل فرآیند، یک HMI یک نمایش بصری از سیستم کنترل ارائه می‌کند و جمع‌آوری داده‌ها را در زمان واقعی فراهم می‌کند. یک HMI می تواند بهره وری را با ارائه یک نمایشگر متمرکز از فرآیند کنترل که بسیار کاربرپسند است، افزایش دهد.

 

در خطوط تولید، HMI ها می توانند فرآیندهای خارج از یک واحد پردازش مرکزی (CPU) را نظارت و کنترل کنند، و ممکن است به دستور العمل های داده، ثبت رویداد، فید ویدئو، و راه اندازی رویداد مجهز شوند، به طوری که کاربران می توانند فرآیندهای سیستم را بدون تغییر هیچ یک از آنها به روز کنند. سخت افزار برای اینکه یک خط تولید با یک HMI یکپارچه شود، ابتدا باید با یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) که به عنوان CPU عمل می کند، کار کند. PLC اطلاعات را از ورودی ها (حسگرهای فیزیکی یا دستورات از HMI) گرفته و آن را به فرآیندهایی برای تولید تبدیل می کند. در حالی که این ورودی‌ها و فرآیندها در حال انجام هستند، HMI نمایشی از ورودی‌های دریافتی، خروجی‌های فرآیند کنترل و متغیرهای تعریف‌شده کاربر که برای انجام وظایف مورد استفاده قرار می‌گیرند را ارائه می‌دهد.

 

نمودار سیستم HMI

HMI چگونه کار می کند؟

HMI ها معمولاً همراه با یک PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی) برای نظارت و کنترل فرآیندها در یک سیستم خودکار استفاده می شوند. به طور کلی، HMI به کاربر اجازه می دهد تا از طریق یک رابط گرافیکی (معمولاً یک صفحه لمسی) با PLC ارتباط برقرار کند. این رابط اجازه می دهد تا دستورات داده شود، و همچنین داده های بازخورد را از PLC دریافت و ترجمه می کند، که سپس در یک تجسم آسان در دسترس بر روی صفحه نمایش ارائه می شود. این امر به اپراتور انعطاف پذیری و کنترل بسیار مورد نیاز را بر روی یک سیستم خاص ارائه می دهد. یک مثال عالی از HMI معمولی تبلت یا گوشی هوشمند است که دارای صفحه نمایش لمسی داخلی است که به کاربران امکان می دهد مستقیماً با برنامه نویسی دستگاه تعامل داشته باشند.

 

تاریخچه HMI

محصولات HMI در ابتدا برای رفع نیاز به ماشین آلات عملیاتی آسان و در عین حال تولید خروجی بهینه طراحی شدند. پیشینیان HMI عبارتند از: رابط دسته ای (1945-1968)، رابط کاربری خط فرمان (1969-اکنون)، و رابط کاربری گرافیکی (1981-اکنون).

 

دستگاه دسته ای پانچ کارت

کارت های پانچ سوراخ شده با کد از پیش تنظیم شده در دستگاه دسته ای وارد شده و محاسبه می شود.

Batch Interface یک رابط کاربری غیر تعاملی بود که در آن کاربر از قبل جزئیات مربوط به فرآیند دسته ای را مشخص می کرد و زمانی که تمام پردازش ها انجام شد، خروجی را دریافت می کرد. این فرآیند دسته‌ای اجازه ورودی اضافی را پس از شروع فرآیند نمی‌دهد، و این باعث می‌شود که آنها نسبت به HMI‌های مورد استفاده در خطوط تولید مدرن بسیار چابک‌تر باشند.

 

ترمینال DEC VT 100 Teletype مدل 33 ​​ASR

ترمینال DEC VT 100 و Teletype مدل 33 ​​ASR

رابط خط فرمان مکانیزمی بود که با تایپ دستورات برای انجام وظایف خاص با یک سیستم عامل یا نرم افزار کامپیوتر تعامل داشت. مفهوم رابط خط فرمان زمانی آغاز شد که ماشین‌های تله تایپ‌نویس در دهه 1950 به رایانه‌ها متصل شدند و در صورت تقاضا نتایج را ارائه کردند. این ویژگی در نهایت سقوط Batch Interface بود که قادر به ارائه نتایج در صورت تقاضا نبود. یک مثال اساسی از رابط خط فرمان، سیستم عامل دیسک ویندوز "DOS" است که در دهه 1980 تسلط داشت.

 

Windows PowerShell 1.0 در ویستا

Windows PowerShell 1.0 در ویندوز ویستا

با گذشت زمان، رابط‌ها به طور فزاینده‌ای پیچیده‌تر و برای استفاده آسان‌تر شدند. یکی از این رابط‌ها، رابط گرافیکی کاربر (GUI) است که به افراد اجازه می‌دهد با برنامه‌ها به شیوه‌ای بصری‌تر تعامل داشته باشند، مانند نمادهای روی صفحه‌های لمسی به جای دستورات متنی.

 

سری سبز Kinco

سری سبز Kinco

HMI مدرن مستقیماً از رابط کاربری گرافیکی سرچشمه می گیرد و از نیاز به کنترل و کارکرد بسیار مؤثرتر ماشین آلات ناشی می شود. رابط‌های ماشین انسانی، که قبلاً به عنوان رابط‌های ماشین انسان شناخته می‌شدند، اکنون به عنوان دستگاه‌های بسیار کاربرپسند در کنترل فرآیندهای تولید پیشرو هستند.

 

مزایای HMI

بزرگترین مزیت HMI کاربرپسند بودن رابط گرافیکی آن است. رابط گرافیکی شامل کدگذاری رنگی است که امکان شناسایی آسان را فراهم می کند (به عنوان مثال: قرمز برای مشکل)، و همچنین تصاویر و نمادهایی که امکان تشخیص سریع را فراهم می کند و مشکلات را کاهش می دهد.f موانع زبانی.

 

از آنجایی که HMI ها کارایی سیستم را افزایش می دهند، می توانند هزینه های تولید را کاهش دهند که به طور بالقوه می تواند حاشیه سود را افزایش دهد. دستگاه های مدرن HMI بسیار نوآورانه هستند، قادر به ظرفیت بالاتر و عملکردهای تعاملی تر و پیچیده تر از همیشه هستند. برخی از مزایای تکنولوژیکی که HMI ارائه می‌دهد شامل تبدیل سخت‌افزار به نرم‌افزار، حذف نیاز به ماوس و صفحه‌کلید، و امکان تعامل حرکتی کامپیوتر/انسان است.

 

مزایای HMI نسبت به PLC به تنهایی

یک PLC به تنهایی نمی‌تواند هیچ بازخوردی در زمان واقعی ارائه دهد و نمی‌تواند آلارم‌ها را تنظیم کند یا سیستم را بدون برنامه‌ریزی مجدد PLC تغییر دهد. مزیت کلیدی HMI عملکرد آن است. یک HMI می تواند برای کارهای ساده مانند کنترل کننده دم کردن قهوه یا به عنوان واحد کنترل پیچیده یک نیروگاه هسته ای استفاده شود. با ظهور طرح های جدید HMI در این زمینه، اکنون HMI هایی را می بینیم که دسترسی از راه دور را ارائه می دهند و به اپراتورها امکان دسترسی از راه دور به ترمینال را می دهند. یکی دیگر از مزایای HMI قابلیت شخصی سازی آن است. کاربر می تواند رابط کاربری را برای حداکثر سهولت استفاده شخصی سازی کند.

راحتی

راحتی که با HMI ارائه می شود بسیار ارزشمند است و عملکردی که با دیجیتالی کردن یک سیستم با HMI به دست می آید بی نظیر است. یک HMI تمام ویژگی‌های کنترلی را که معمولاً در سراسر خط اتوماسیون یافت می‌شوند ترکیب می‌کند و آنها را در یک مکان متمرکز و قابل دسترسی از راه دور قرار می‌دهد، به‌عنوان مثال، نیازی به اجرای یک دکمه قرمز برای توقف خط تولید در مواقع اضطراری را از بین می‌برد. با دسترسی از راه دور، اپراتور برای شروع، توقف یا نظارت بر تولید نیازی به نزدیکی خط اتوماسیون ندارد. اپراتور می تواند به تمام کنترل های یکسان در یک واحد متمرکز به شکل فشرده دسترسی داشته باشد. سادگی نیز عامل بزرگی در قابلیت استفاده از HMI است. صفحه نمایش ها و عملکردها برای نظارت بر خط اتوماسیون سهولت استفاده را فراهم می کنند.

انعطاف پذیری رابط

یکی از با ارزش ترین ویژگی های HMI، قابلیت شخصی سازی رابط است. یک HMI می تواند به طور کامل از پیچیده ترین برنامه ها، با چندین صفحه نمایش و چندین روال در حال اجرا، پشتیبانی کند. اگر کاربر به دنبال برنامه‌ریزی HMI با چیزی ساده‌تر است، ممکن است دستورالعمل‌هایی را برای کنترلر مستقیماً در HMI بنویسد. هر HMI دارای ویژگی های متفاوتی است: برخی ممکن است صدا یا ویدیو را پخش کنند، در حالی که برخی دیگر کنترل دسترسی از راه دور را ارائه می دهند. طراحی رابط کاربری باید برای کاربردهای خاص با در نظر گرفتن تمام قابلیت‌های کاربر معمولی و همچنین جنبه‌های محیطی مانند نویز، نور، گرد و غبار، دید و منحنی‌های تکنولوژیکی بهینه شود.

انواع اصلی HMI ها

سه نوع سری سبز Kinco

سه نوع اصلی HMI وجود دارد: جایگزین کننده فشاری، کنترل کننده داده و ناظر.

سه نوع اصلی HMI وجود دارد: جایگزین کننده فشاری، کنترل کننده داده و ناظر.

 

تعویض دکمه فشاری

قبل از اینکه HMI وجود داشته باشد، یک کنترل ممکن است شامل صدها دکمه فشاری و LED باشد که عملیات متفاوتی را انجام می دهند. جایگزین دکمه فشاری HMI فرآیندهای تولید را ساده کرده است و تمام عملکردهای هر دکمه را در یک مکان متمرکز می کند. جایگزین دکمه فشاری جای LED ها، دکمه های روشن/خاموش، سوئیچ ها یا هر وسیله مکانیکی را می گیرد که عملکرد کنترلی را انجام می دهد. حذف این دستگاه های مکانیکی امکان پذیر است زیرا HMI نمایشی بصری از همه این دستگاه ها را در صفحه LCD خود ارائه می دهد، در حالی که همه عملکردهای مشابه را انجام می دهد.

کنترل کننده داده ها

کنترل کننده داده برای برنامه هایی که نیاز به بازخورد دائمی از سیستم یا پرینت گزارش های تولید دارند عالی است. با کنترل کننده داده، باید اطمینان حاصل کنید که صفحه نمایش HMI به اندازه کافی بزرگ است تا اطلاعاتی مانند نمودارها، نمایش های بصری داده ها و خلاصه های تولید را نمایش دهد. کنترل کننده داده شامل عملکردهایی مانند دستور العمل ها، روند داده ها، ثبت داده ها و کنترل/ ثبت زنگ هشدار می باشد. کنترل کننده داده برای برنامه هایی استفاده می شود که نیاز به بازخورد و نظارت دائمی دارند. اغلب این گرداننده های داده مجهز به حافظه های با ظرفیت بالا هستند.

ناظر

هر زمان که یک برنامه شامل SCADA یا MES باشد، HMI ناظر بسیار سودمند است. ناظر HMI به احتمال زیاد برای کار کردن به ویندوز و داشتن چندین پورت اترنت نیاز دارد. ناظر با SCADA و MES کار می کند. اینها سیستم های متمرکزی هستند که کل سایت ها یا مجموعه های سیستم های بزرگ را که در مناطق وسیعی پخش شده اند، نظارت و کنترل می کنند. یک HMI معمولاً به پایگاه‌های اطلاعاتی و برنامه‌های نرم‌افزاری سیستم SCADA متصل می‌شود تا روند، داده‌های تشخیصی و اطلاعات مدیریتی را ارائه دهد.

ویژگی های HMI

همه HMI ها دارای پردازنده و حافظه هستند. مهم است که مطمئن شوید که پردازنده و قابلیت های حافظه برای کنترل یک سیستم به اندازه کافی کافی است.

 

ویژگی‌های فیزیکی اضافی یک HMI از مدلی به مدل دیگر، برنامه‌ای به کاربرد دیگر و در بین تولیدکنندگان متفاوت است. یک HMI که در یک کارخانه آب قرار دارد ممکن است دارای آب بندی های مختلف در اطراف محیط خود باشد، در مقابل HMI که در یک انبار دارو قرار دارد که n