HMI یا رابط انسان و ماشین (Human Machine Interface)، یک واسط گرافیکی هوشمند میان اپراتور و تجهیزات صنعتی است که امکان کنترل و تنظیم دقیق فرآیندهای صنعتی را فراهم میسازد. این تجهیز به عنوان یکی از ارکان اصلی سیستمهای اتوماسیون، نقش مهمی در بهینهسازی عملکرد خطوط تولید، افزایش بهره وری و کاهش خطای انسانی ایفا میکند. شرکت صنعتسازان کوشا آفرین (راک کنترل) بهعنوان نمایندگی فروش محصولات دلتا و پنتاکس و واردکننده تجهیزات زیمنس، مجموعهای از پیشرفتهترین تجهیزات اتوماسیون صنعتی را با تضمین اصالت کالا، مشاوره تخصصی و خدمات فنی پیش و پس از فروش ارائه میدهد. شما میتوانید متناسب با نیاز پروژه و مشخصات فنی موردنظر، HMI مناسب را انتخاب و ثبت سفارش نمایید. در صورت نیاز به مشاوره تخصصی، کارشناسان ما آماده پاسخگویی به شما هستند.
نمایشگرهای HMI یکی دیگر از تجهیزات اتوماسیون صنعتی هستند که در محیطهای صنعتی به وفور مورد استفاده قرار میگیرند. بدون استفاده از HMI، کار با ماشینهای صنعتی، اعمال فرمان، بررسی متغیرها و عیبیابی برای اپراتورها بسیار مشکل و زمانبر خواهد بود. در ادامهی این مقاله پس از پاسخ به سوال HMI چیست؟ به طور مفصل دربارهی مزایا و کاربردهای آن توضیح خواهیم داد. در پایان با معرفی دو اچامآی معتبر دلتا و پنتاکس به ویژگیها آنها میپردازیم.
HMI چیست؟
اچ ام آی (HMI) مخفف عبارت Human Machine Interface میباشد و به صورت “سیستم ارتباط بین انسان و ماشین” معنی میشود. HMI ها رابط گرافیکی بین یک انسان و یک فرایند صنعتی هستند اما چگونه این وظیفه را انجام میدهند؟
HMI یک مانیتور یا LCD است که قابلیت برنامه ریزی دارد و به همین دلیل به عنوان یک تجهیز سختافزاری نرمافزاری شناخته میشود. پس از برنامهریزی و پیکربندی، نمایش تصاویر شبیه سازی شده بر روی HMI، امکان مانیتور کردن و تنظیم پارامترهای تجهیزات صنعتی مانند PLC و اینورترها برای کاربر فراهم میشود. همچنین اپراتور میتواند با توجه به سطح دسترسی که برای او تعریف شده است، پارامترهای مختلف را تغییر بدهد و بر اساس آنها سیستم را کنترل نماید.
نحوه ارتباط HMI با تجهیزات دیگر
استانداردهای بینالمللی مشخصی برای ارتباطات سختافزاری و نرمافزاری وسایل مختلف در جهان وجود دارد. HMI نیز برای برقراری ارتباط با تجهیزات دیگر از پروتکلهای ارتباطی و یا پیالسیهای برنامه نویسی شده استفاده میکنند.
پروتکلهای صنعتی مورد استفاده در HMI
پروتکل مدباس (Modbus): در اکثر مواقع از پروتکل مدباس برای ارتباط HMI با PLC استفاده میشود.
پروتکل پروفی باس (Profibus) : به دلیل کاهش سیمکشی، پروتکل پروفی باس در صنعت به وفور مورد استفاده قرار میگیرد. پروفی باس بر پایه فناوری ارتباط پورت RS-485 طراحی شده است و روشی نسبتاً ارزان برای ارتباط HMI و PLC میباشد.
پروتکلEthernet/IP: این پروتکل بر اساس استانداردهای اترنت تعریف شده است.
تفاوت HMI و PLC
در یک سیستم اتوماسیون صنعتی، PLC وظیفهی کنترل سیستم را بر عهده دارد. PLCها معمولا LCD ندارند و به کمک LEDها خطاها را به اپراتور نشان میدهند. اما HMI یک مانیتور است که امکان نظارت بر کل فرایند، خطاها، آلارمها و…را به کمک تصاویر گرافیکی برای کاربر فراهم میکند. PLC و HMI مکمل یکدیگر هستند و درکنار یکدیگر یک سیستم اتوماسیون صنعتی را تشکیل میدهند.
مزایای استفاده از HMI
مهمترین مزیت استفاده از اچامآیها آسانتر شدن کنترل و نظارت برای اپراتور در اتوماسیون صنعتی است اما در کنار آن میتوان مزایای دیگری نیز دارد:
صرفه جویی در وقت همزمان با افزایش سرعت عملکرد سیستم
بهبود نظارت بر سیستم با پاسخ سریع به هشدارها و افزایش بهره وری
امکان نظارت و کنترل کلیهی بخشها به صورت یکپارچه در صنایع بزرگ با تعداد تجهیزات زیاد
کاهش نرخ خطاهای انسانی در کنترل و نظارت
عدم نیاز به برنامهنویسیهای پیچیده در PLC
سادگی کار با HMI به دلیلی نمایش اطلاعات به شکل گرافیکی، جدول و نمودار
امکا بررسی تاریخچه عملکرد یک پروسه
امکان تغییر پارامترهای کنترل کننده و متغیرهای پیوسته
کاهش زمان خرابی به دلیل عیب یابی آسان و برطرف کردن عیبهای سیستم در زمان کم
افزایش طول عمر دستگاهها
افزایش سطح ایمنی در سیستمهای صنعتی
امکان سفارشی سازی پلتفرم مطابق با نیازها و اولویتهای خود
امکان مدیریت از راه دور
امکان ذخیره کردن اطلاعات در حافظه داخلی HMI و یا سرورهای شبکه
مزایای استفاده از اچامآی چند لمسی (Multi-Touch HMI)
صفحه نمایش چند لمسی، همانند یک گوشی هوشمند به آسانی لمس کردن صفحه، امکان تعامل با سیستم را برای کاربر فراهم میکند.
بهبود امنیت راه ندازی به دلیل کنترل چشمی و عملکرد دو دست
آسانتر شدن دریافت اطلاعات مورد نیاز برای کاربر به دلیل قابلیت لمسی LCD
صرفه جویی در زمان
امکان کار برای کاربر بدون تجربه
دوام بالاتر در مقایسه با صفحه کلید، ماوس و…
انعطاف پذیری بالا
امکان نظارت از راه دور به کمک تبلت، گوشی موبایل و یا رایانه
مشکلات سختافزاری و موارد خرابی HMI
روشن شدن صفحه نمایش HMI: در این حالت منبع تغذیه و فیوز را چک کنید. در اکثر موارد با تعویض فیوز مشکل برطرف میشود
ذخیره نشدن اطلاعات: اگر پس از خاموش شدن HMI اطلاعات ذخیره نمیشود به کمک یک مولتیمتر ولتاژ باتری را چک کنید و اگر کمتر از مقدار تعیین شده بود آن را تعویض نمایید.
خطوط افقی و عمودی بر رویLCD: اگر خطوط سایهای هستند با تغییر کنتراست میتوانید مشکل را برطرف کنید اما اگر خطوط پررنگ هستند پنل آسیب دیده است و چارهای جز تعویض پنل ندارید.
LCD سیاه شده است: اگر HMI در حالت اسکرین سیور نیست و صفحه آن خاموش شده است یکبار آن را ری استارت کنید و اگر باز هم مشکل برطرف نشد باید برای تعمیر آن اقدام کنید.
تاچ پنل کار نمیکند: ارتباطات HMI را چک کنید. اگر کانکتورها به درستی متصل هستند، احتمالا پنل شما آسیب دیده است.
کاربردهای HMI
HMI به دلیل داشتن مزیت یکپارچه سازی سیستم در صنایع مختلف با ابعاد متفاوت کاربرد دارد:
صنایع تولیدی خودرو یا خودروسازیها
صنایع فرآوری مواد غذایی
صنایع ساخت دارو
صنایع انرژی نفت و گاز
صنعت ساخت و ساز
عملیات معدن
رباتیک
حمل و نقل
سیستم اسکادا (SCADA)
دستگاههای CNC
ماشینهای تزریق پلاستیک
صنایع تولید لوازم خانگی
صنایع بازیافت مواد
صنایع آب و فاضلاب
صنایع فلز و فولاد
صنایع مواد و کودهای شیمیایی
عوامل مهم در انتخاب HMI مناسب
HMI تولید شرکتهای مختلف با برندهای متفاوت در بازار موجود هستند. در هنگام خرید HMIدلتا و یا هر HMI دیگری بهتر است به موارد زیر دقت کنید:
طراحی کاربر پسند: فراموش نکنید که HMI یک رابط بین کاربر و سیستم است و به همین دلیل کاربر پسند بودن آن مهمترین موضوعی است که باید در نظر گرفته بشود.
ابعاد و سایز صفحه: ابعاد صفحه هم به دلیل نحوه ارتباط با اپراتور و هم به دلیل فضایی که لازم است برای آن در تابلوی کنترل در نظر گرفته بشود دارای اهمیت است.
مقیاس پذیری: HMI باید قابلیت اضافه کردن دستگاههای بیشتر را داشته باشد.
امکانات HMI: بعضی از اچامآیهای موجود در بازار دارای قابلیتهایی هستند که بعضی دیگر این امکانات را ندارند. به عنوان مثال مواردی مانند دیتا لاگینگ، ایجاد دستورالعمل یاRecipe ، امکان آلارم دهی، دسترسی از راه دور، پشتیبانی از پروتکلهای ارتباطی، امکان ایجاد چارت و…ممکن است در همهی HMIها وجود نداشته باشد.
سازگاری: در هنگام خرید HMI مطمئن شوید که HMI جدید با سختافزارها و نرمافزارهای قبلی فعال در سیستم شما سازگاری دارد.
قابلیت اطمینان: دربارهی برند مورد نظرتان تحقیق کنید. خرابی کم در اچامآی بسیار مهم است.
پشتیبانی فنی و گارانتی معتبر: دربارهی خدمات پشتیبانی و مدت زمان گارانتی HMI از فروشنده سوال کنید. کارشناسان ما در راک کنترل پاسخگوی سوالات شما در رابطه با اچامآی دلتا و اچامآی پنتاکس هستند.
پردازنده CPU: قدرت پردازنده هر چقدر بالاتر باشد، HMI قدرت کنترلی بهتری دارد.
رزولوشن: هر چقدر رزولوشن HMI بالاتر باشد کیفیت صفحه نمایش بهتر خواهد بود.
پورتهای ارتباطی: در میان پورتها و ارتباطات سریالی وجود RS232، RS485 و اترنت ضروری است.
امکان پشتیبانی از کارت حافظه: اگر HMI از کارت حافظه پشتیبانی کند امکان ذخیره کردن اطلاعات بیشتر را برای شما فراهم میکند.
پشتیبانی و به روز رسانی: در صورت خرید HMI از فروشگاه معتبر، فایلهای به روز رسانی به صورت منظم در اختیار شما قرار داده میشود.
کنترل از راه دور به صورت ریموت: بعضی از HMI ها امکان کنترل سیستم از راه دور را با استفاده از نرمافزارهای خاص برای شما فراهم میکنند.
امنیت: امنیت اطلاعات و محافظت از آنها در برابر حملات سایبری در بعضی از سیستمها مهم ست و باید در خرید HMI در نظر گرفته بشود.
قیمت HMI: قیمت HMI با توجه به شرایط کاری، ابعاد پروژه و نیارهای شما متفاوت است. همچنین قیمت Touch HMI به دلیل امکاناتی که دارند در مقایسه با Text Panel ها گرانتر میباشد.
روش نگهداری HMI چگونه است؟
برای حفظ عملکرد صحیح اچامآی، خرابی کمتر و کاهش هزینهی تعمیرات، بهتر است از روشهای نگهداری و مراقبت آن اطلاع داشته باشیم.
محل نصب HMIمهم است. دما رطوبت و لرزش، برای این تجهیز آسیب زا هستند.
HMIرا در مجاورت مواد شیمیایی و آلایندهها نصب نکنید.
بهتر است HMI ه صورت دورهای مورد بررسی قرار بگیرد.
به طورمنظم از اطلاعات HMI بک آپ بگیرید.
در شرایط خاص صنعتی که دمای محیط بالاتر از حد مهمول است از خنک کننده استفاده کنید.
اگر خرابی در HMI اتفاق فتاده است پس از عیب یابی در اسرع وقت برای تعمیر آن اقدام کنید.
محل نصب HMI نباید نزدیک مواد شیمیایی و آلایندههای مختلف باشد.
نرم افزار HMI را در صورت نیز آپدیت کنید.
دستهبندی انواع HMI در اتوماسیون صنعتی
انواع HMI به سه دستهی کلی تقسیم میشوند:
اچامآی کیپد دار یا کنترلی (Keypad HMI)
کاربر به کمک دکمههایی که در این HMI ها قرار دارد، سیستم را کنترل مینمایند. تعداد دکمهها در HMIهای مختلف متفاوت است و به صورت فشاری یا LED دار هستند.
اچ ام آی کنترل داده (Data Handler HMI)
در مواردی که به جمع آوری اطلاعات در سیستم و انتقال آنها به یک کامپیوتر، پرینتر و یا PLC نیاز داشته باشیم، از اچامآی کنترل داده استفاده میکنیم .این نوع از HMI معمولاً حافظهی بیشتر و ابعا بزرگتری در مقایسه با HMIهای دیگر دارند.
اچ ام آی ناظر (Overseer HMI)
سیستم عامل ویندوز و صفحه لمسی در این HMIها ارتباط آنها با دستگاهها و ماشینهای دیگر را برای کاربر آسانتر میکند. سایز صفحه لمسی و همچنین رزولوشن صفحه در این تجهیزات مهم است و بر روی قیمت اچامآی تاثیر میگذارد.
نرمافزارهای طراحی و برنامه ریزی HMI
نرمافزارهای طراحی و برنامهریزی HMI که با نام نرمافزار مانیتورینگ صنعتی نیز میشناسیم، اطلاعات دریافت شده را به شکل تصاویر گرافیکی به کاربر نشان میدهند. استفاده ز نرمافزارهای مناسب در مانیتورینگ، به کاهش آسیبهای جدی در سیستم و جلوگیری از اختلال در روند فرایند صنعتی کمک میکند. بعضی از بهترین نرمافزارهای مانیتورینگ، نرم افزارهایMyPRO، Ignition، مادکو، Weinteck وFactory Talk ،DAQFactory، Worximity، SOFTPANEL میباشند.
برندهای معتبر HMI
در ادامه به معرفی دو برند معتبر و پرطرفدار دلتا و پنتاکس میپردازیم:
اچ ام آی دلتا
دلتا به دلیل تولید محصولات باکیفیت، متنوع و مقرون به صرفه، یکی از معتبرترین شرکتهای فعال در حوزهی ساخت تجهیزات اتوماسیون صنعتی میباشد. از محصولات این شرکت میتوان به انواع تکست پنل، اچامآی دارای پیالسی داخلی و انواع HMI در سریهای مختلف اشاره کرد. برای خرید اچامآی دلتا با کارشناسان راک کنترل تماس بگیرید.
اچ ام آی پنتاکس
مدلهای مختلف 10 اینچی و 7 اینچی اچامآی پننتاکس با ویژگیهای متفاوت در سایت کنترل موجود میباشند. مدلهای دارای پورت ETHERNET قابلیت شبکه شدن در سیستم را دارند و از پرفروشترین اچامآیهای موجود در بازار به حساب میآیند.
