در دنیای صنعت و اتوماسیون، HMI یا رابط انسان و ماشین، نقش بسیار مهمی در کنترل و نمایش اطلاعات سیستم‌های صنعتی ایفا می‌کند. HMI ها، به عنوان واسطی بین اپراتورها و سیستم‌های اتوماسیونی، امکان کنترل و مانیتورینگ بهتر را فراهم می‌کنند و به اپراتورها امکان می‌دهند تا با سیستم‌ها در یک رابطه دوطرفه در ارتباط باشند. در این محیط پرتلاطم صنعتی، وجود برندهای معتبر و با کیفیت HMI بسیار حائز اهمیت است. بهترین برندهای HMI، علاوه بر طراحی و عملکرد مناسب، باید مجهز به قابلیت‌ها و ویژگی‌هایی باشند که توانایی مطابقت با نیازهای مختلف صنایع را داشته باشند. بهترین برندهای HMI به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شوند و در زمینه‌هایی از جمله تولیدات صنعتی، انرژی، اتومبیل‌سازی، فرآوری غذا، دستگاه‌های پزشکی و صنایع دیگر به کار می‌روند.
هر یک از این برندها ویژگی‌ها، عملکردها و تکنولوژی‌های منحصر به فردی را در دستگاه‌های HMI خود دارند که به آنها امکان می‌دهد تا نیازهای مختلف صنعتی را برآورده کنند.در مقاله حاضر، به معرفی و بررسی برخی از بهترین برندهای HMI خواهیم پرداخت و ویژگی‌ها، عملکردها و کاربردهای آنها را بررسی خواهیم کرد.
1- HMI زیمنس
HMIهای زیمنس، یکی از بهترین و معروفترین برندهای HMI در صنعت می‌باشند. شرکت زیمنس (Siemens) به عنوان یکی از پیشروان در زمینه اتوماسیون صنعتی، محصولات HMI پیشرفته و با کیفیتی را تولید و عرضه می‌کند.
HMIهای زیمنس با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، ویژگی‌های قدرتمند و طراحی کاربرپسند، قابلیت کنترل و نمایش مطلوبی را در سیستم‌های اتوماسیونی فراهم می‌کنند. این HMIها از صفحه نمایش لمسی بزرگ، برنامه‌ریزی گرافیکی پیشرفته، پشتیبانی از اتصال به شبکه‌های صنعتی، و قابلیت ارتباط با سایر تجهیزات و دستگاه‌های صنعتی بهره می‌برند.
استفاده از HMIهای زیمنس در صنایع گوناگون بسیار گسترده است. این شامل صنایع تولیدی، صنعتی، پتروشیمی، برق، آب و فاضلاب، اتومبیل‌سازی، خطوط تولید، و دیگر صنایع است. با استفاده از HMIهای زیمنس، اپراتورها قادر خواهند بود تا سیستم‌های صنعتی را به طور دقیق کنترل و نظارت کنند، اطلاعات مهم را دریافت کنند، و از طریق رابط کاربری ساده و کاربرپسند به راحتی با سیستم تعامل داشته باشند.
با توجه به قابلیت‌ها و کیفیت بالای HMIهای زیمنس، آنها به عنوان یکی از گزینه‌های اولیه برای کاربران و صنایع در نظر گرفته می‌شوند. استفاده از HMIهای زیمنس می‌تواند به بهبود کارایی، کاهش خطاها، افزایش بهره‌وری و ایجاد اتصال بهتر در صنایع کمک کند.
2- HMI اشنایدر
HMIهای اشنایدر الکتریک (Schneider Electric) نیز یکی دیگر از برندهای برجسته در زمینه رابط انسان و ماشین در صنعت محسوب می‌شوند. اشنایدر الکتریک به عنوان یک شرکت پیشرو در حوزه اتوماسیون صنعتی و انرژی، محصولات HMI با کیفیت و قابلیت‌های متنوعی را ارائه می‌دهد.
HMIهای اشنایدر الکتریک با استفاده از پلتفرم‌های نرم‌افزاری پیشرفته، صفحه نمایش لمسی بزرگ و با کیفیت، پشتیبانی از گرافیک پیشرفته و قابلیت ارتباط با سیستم‌های مختلف، به کاربران امکان کنترل و نظارت بر سیستم‌های صنعتی را می‌دهند. HMI های اشنایدر الکتریک در صنایع مختلفی مانند تولید، انرژی، برق، آب و فاضلاب، خطوط تولید، اتومبیل‌سازی و صنایع دیگر استفاده می‌شوند. این HMIها به اپراتورها امکان می‌دهند تا سیستم‌های صنعتی را به طور دقیق کنترل کنند، اطلاعات مهم را دریافت کنند و با سیستم به صورت دوطرفه تعامل داشته باشند.
اشنایدر الکتریک با توجه به تکنولوژی‌های پیشرفته و امکانات گسترده در HMI های خود، به عنوان یک گزینه برتر برای صنایع و کاربران در نظر گرفته می‌شود. استفاده از HMIهای اشنایدر الکتریک می‌تواند به بهبود کارایی، کاهش خطاها و افزایش کارایی در صنایع کمک کند.
3- HMI میتسوبیشی
HMI میتسوبیشی الکتریک (Mitsubishi Electric) نیز یکی از برندهای معتبر در زمینه رابط انسان و ماشین در صنعت محسوب می‌شود. میتسوبیشی الکتریک به عنوان یک شرکت بزرگ و نام‌آشنا در صنعت اتوماسیون و الکترونیک، HMIهایی با کیفیت و عملکرد برتر را ارائه می‌دهد.
HMIهای میتسوبیشی الکتریک با استفاده از پلتفرم‌های نرم‌افزاری قدرتمند، تکنولوژی صفحه نمایش لمسی پیشرفته، قابلیت چندرسانه‌ای، پشتیبانی از اتصال به شبکه‌های صنعتی و امکانات پیشرفته، به کاربران امکان کنترل و نظارت بر سیستم‌های صنعتی را می‌دهند.
HMIهای میتسوبیشی الکتریک در صنایع مختلفی مانند تولید، اتوماسیون صنعتی، برق، خطوط تولید، خودروسازی و سایر صنایع استفاده می‌شوند. این HMIها امکاناتی را به اپراتورها می‌دهند تا به طور دقیق و کارآمد سیستم‌های صنعتی را کنترل کنند، اطلاعات مهم را به صورت لحظه‌ای دریافت کنند و با سیستم به صورت دوطرفه تعامل داشته باشند.
میتسوبیشی الکتریک با تمرکز بر کیفیت و قدرت عملکرد، به عنوان یکی از گزینه‌های برتر در زمینه HMI در صنایع و کاربران شناخته شده است. استفاده از HMIهای میتسوبیشی الکتریک می‌تواند به بهبود کارایی، دسترسی سریع به اطلاعات مورد نیاز و کاهش خطاها در صنایع کمک کند.
4- HMIهای Rockwell
HMIهای Rockwell Automation (Rockwell HMI) نیز از برندهای برجسته در زمینه رابط انسان و ماشین در صنعت محسوب می‌شوند. Rockwell Automation یک شرکت معتبر در زمینه اتوماسیون صنعتی و اتصالات صنعتی است و محصولات HMI ارائه شده توسط آن به دلیل کیفیت بالا، قابلیت‌های پیشرفته و سازگاری برتر مورد توجه قرار می‌گیرند.
HMIهای Rockwell با استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته و پلتفرم‌های قدرتمند، صفحه نمایش لمسی با کیفیت بالا، قابلیت اتصال به سیستم‌های صنعتی و امکانات متنوع، امکان کنترل و نظارت دقیق بر سیستم‌های صنعتی را به کاربران می‌دهند.
HMIهای Rockwell در صنایع مختلفی از جمله تولید، انرژی، برق، خطوط تولید، پتروشیمی و صنایع دیگر استفاده می‌شوند. این HMIها به اپراتورها امکان می‌دهند تا سیستم‌های صنعتی را به طور دقیق کنترل کنند، داده‌های مهم را مانیتور کنند و با سیستم به صورت دوطرفه تعامل داشته باشند.
استفاده از HMIهای Rockwell Automation به کاربران امکاناتی مانند کاهش زمان تنظیم، افزایش بهره‌وری و ایجاد اتصال بهتر در صنایع را می‌دهد. این HMIها با قابلیت‌های پیشرفته و تجهیزات مطابق با استانداردهای صنعتی، بهبود کارایی و بهره‌وری در صنایع را تسهیل می‌کنند.
5- HMI امرن
HMIهای امرن (Omron HMI) نیز از برندهای معتبر در زمینه رابط انسان و ماشین در صنعت استفاده می‌شوند. Omron یک شرکت بزرگ در زمینه الکترونیک صنعتی و اتوماسیون صنعتی است و HMIهای ارائه شده توسط آن به دلیل کیفیت بالا، عملکرد قوی و سازگاری برتر با سیستم‌های صنعتی، مورد توجه قرار می‌گیرند.
HMI امرن با استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته و پلتفرم‌های قدرتمند، صفحه نمایش لمسی با رزولوشن بالا و قابلیت‌های متنوع، امکان کنترل و نظارت دقیق بر سیستم‌های صنعتی را به کاربران می‌دهد. همچنین، قابلیت اتصال به شبکه‌های صنعتی و ارتباط با سایر تجهیزات صنعتی از ویژگی‌های این HMI است.
HMIهای امرن در صنایع مختلفی از جمله تولید، خطوط تولید، اتوماسیون صنعتی، بسته‌بندی، خودروسازی و صنایع دیگر استفاده می‌شوند. این HMI ها به اپراتورها امکان می‌دهند تا به طور دقیق و کارآمد سیستم‌های صنعتی را کنترل کنند، داده‌های مهم را مانیتور کنند و با سیستم به صورت دوطرفه تعامل داشته باشند.
استفاده از HMIهای امرن باعث بهبود کارایی، افزایش بهره‌وری، کاهش خطاها و سهولت در عملیات در صنایع می‌شود. با قابلیت‌های پیشرفته و قابلیت اتصال به سایر تجهیزات، این HMIها می‌توانند به بهره‌وری بیشتر و بهبود عملکرد سیستم‌های صنعتی کمک کنند.
6- hmi دلتا
HMI دلتا (Delta HMI) یکی از محصولات معتبر در زمینه رابط انسان و ماشین در صنعت محسوب می‌شوند. شرکت دلتا الکترونیک (Delta Electronics) یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه الکترونیک صنعتی و اتوماسیون است و HMIهای ارائه شده توسط این شرکت به دلیل کیفیت بالا، قابلیت‌های متنوع و قابلیت اطمینان برتر در صنایع مورد توجه قرار می‌گیرند.
HMI با کارایی بالا پاسخ صنعت برای یک سیستم گرافیکی HMI استاندارد، آسان برای استفاده و کارآمدتر برای پیاده سازی و در برخی موارد جایگزینی HMI با طراحی ضعیف است.همانطور که می دانیم، کنترل اپراتور فرآیندها با استفاده از یک نمایش گرافیکی از فرآیند انجام می شود که به عنوان HMI یا رابط ماشین انسانی شناخته می شود.
یک HMI با طراحی درست
یک HMI که به درستی طراحی شده از عملیات روان و پایدار فرآیند پشتیبانی می کند و همچنین اپراتور را از یک وضعیت غیر طبیعی مطلع می کند. با این حال، همیشه اینطور نیست.بسیاری از HMI ها به خوبی طراحی و اجرا نشده بودند که منجر به موقعیت هایی شد که می تواند ایمنی، کیفیت و سودآوری را به خطر بیندازد.
موارد زیر در بسیاری از HMI های فعلی وجود دارد:
– طیف گسترده ای از رنگ ها،
– گرافیک غیر ضروری،
حواس پرتی بصری
– عدم آگاهی کلی از موقعیت
-و…
همه اینها به نوبه خود می توانند عواقب منفی داشته باشند.
برخی از این عواقب می تواند شامل رویه های عملیاتی ضعیف باشد، مانند اجرای زنگ هشدار، که در آن اپراتور فقط به آلارم ها پاسخ می دهد و علت اصلی شرایط هشدار را درک نمی کند.در موارد دیگر، HMI با طراحی ضعیف منجر به ناراحتی‌های قابل اجتناب می‌شود و احتمال پاسخ کمتر از بهینه به یک موقعیت غیرعادی را افزایش می‌دهد.در بدترین موارد، HMI با طراحی ضعیف به عنوان یک عامل مؤثر در برخی از حوادث صنعتی شناسایی شده است.
بیایید در مورد اینکه چگونه به اینجا رسیدیم صحبت کنیم. HMI های اولیه، تصویر ساده ای از P&ID فرآیندی بودند که کنترل و نظارت می کردند. این بیشتر به دلیل محدودیت های قدرت محاسباتی و گرافیکی آن زمان بود.
با پیشرفت قدرت محاسباتی و پردازشگرهای گرافیکی، این طرز فکر که یک HMI بسیار پیچیده، پر از داده و از نظر بصری خیره کننده باید دنبال کند، افزایش یافت.
ما شعله‌های سوسوزن را می‌بینیم که نشان‌دهنده شعله‌های آتش است، واگن‌های ریلی در حال حرکت در جایگاه‌های بارگیری، برخی تا آنجا پیش رفته‌اند که عکس‌های دیجیتالی از کف فرآیند واقعی و داده‌های همپوشانی روی صفحه‌های HMI گرفته‌اند!
این طرز فکر را به هزاران ادغام‌کننده سیستم اضافه کنید، و در نهایت به صنعتی بدون نمایشگرهای استاندارد خواهیم رسید. حتی فرآیندهای یکسان نیز بسته به اینکه چه کسی آنها را اجرا کرده و خواسته‌های مشتری دارد، می‌توانند صفحه نمایش HMI بسیار متفاوتی داشته باشند.
استاندارد طراحی ISA-101 HMI
بیایید از این HMI ها دور شویم و در مورد HMI با کارایی بالا بیاموزیم.در سال 2003، انجمن بین المللی اتوماسیون یا ISA، گروهی از کاربران نهایی، اپراتورها و مهندسان را موظف به شروع کار بر روی یک استاندارد کرد.در سال 2015، دوازده سال بعد، آنها استاندارد طراحی ISA-101 HMI را منتشر کردند. مجموعه ای از دستورالعمل ها، اصول و فلسفه ها برای توسعه گرافیک در HMI فرآیند است. این استاندارد کاربردی تر، آسان برای درک، و اطلاعات محور است.
استفاده صحیح از رنگ
در اینجا قصد داریم مفاهیم اساسی HMI با عملکرد بالا را پوشش دهیم. یک مفهوم استفاده صحیح از رنگ است. با فاصله گرفتن از گرافیک های شدید و رنگارنگ، HMI با کارایی بالا در مقیاس خاکستری توسعه یافته است و رنگ در نظر گرفته شده است که جلب توجه کند.
روزهای قرمز و سبز برای نشان دادن دویدن یا ندویدن گذشته است. در یک صفحه نمایش خاکستری، استفاده از رنگ به معنای نشان دادن وضعیت غیرعادی به سرعت است. نشان داده شده است که استفاده جدید از رنگ به تنهایی منجر به بهبود 48 درصدی در تشخیص موقعیت های غیرعادی قبل از وقوع آلارم ها شده است.
یک صفحه نمایش خاکستری بدون رنگ به معنای یک کارخانه فعال معمولی بدون آلارم است. یک نگاه سریع توسط یک اپراتور می تواند این را تأیید کند و بهره وری می تواند افزایش یابد زیرا اپراتورها مجبور نیستند برای جستجوی موقعیت های غیرعادی وقت خود را صرف مطالعه صفحه نمایش کنند.
استفاده از اطلاعات بر روی داده ها
مفهوم دیگر استفاده از اطلاعات بر روی داده است. بسیاری از HMI ها ده ها یا چند نقطه داده روی صفحه نمایش خواهند داشت، اما اپراتور چیزی برای تعیین معنای آن داده ها ندارد.یک نشانگر فشار می تواند 900 psi را نشان دهد، اما آیا این چیز خوبی است یا بد؟ با استفاده از یک نشانگر محدوده نرمال با یک متغیر فرآیند، اپراتور می‌تواند تصمیم سریعی اتخاذ کند تا برای اصلاح وضعیتی که در حال دور شدن از حالت عادی است، اقدام کند.
روندهای HMI با عملکرد بالا
وقتی صحبت از روندها شد، اکنون شاهد روندهای جاسازی شده یا همیشه قابل مشاهده در متغیرهای مهم فرآیند هستیم. با ایجاد این روندها همیشه قابل مشاهده، اپراتور می‌تواند یک مرور سریع از داده‌های تاریخی را ببیند و هر گونه تنظیم فرآیند لازم را قبل از تمام شدن مشخصات محصول یا سرریز شدن مخزن ارزیابی کند، اشتباهات زمان‌بر و پرهزینه‌ای که اکنون می‌توان از آنها اجتناب کرد.
ساده نگه داشتن صفحه نمایش یک مفهوم بسیار مهم در HMI با کارایی بالا است.ساده و بی نظم نگه داشتن صفحه نمایش یک تصویر ساده از یک کشتی با دریچه و پمپ تمام چیزی است که لازم است. همراه با آن، یافتن دکمه‌های ناوبری آسان است که اپراتور را به مرحله بعدی در فرآیند کلی می‌برد.
رنگ های HMI با کارایی بالا
نیازی به نشان دادن اتصالات دیواری، فلنج ها یا اجسام لوله سه بعدی غیر ضروری نیست. در عوض، یک شیر ISA و پمپ، با استفاده از یک خط برای به تصویر کشیدن جریان فرآیند استاندارد هستند.هنگام نشان دادن وضعیت پمپ یا شیر، به جای قرمز و سبز برای کارکردن یا کار نکردن روی پمپ یا باز و بسته بودن روی شیر، HMI با کارایی بالا از وضعیت خاکستری تیره برای پمپی که متوقف و سفید است استفاده می کند. پمپی که در حال کار است برای پمپی که بازخوردی به SCADA ارسال نمی کند، به صورت خاکستری متوسط نشان داده می شود.
سلسله مراتب نمایش HMI با کارایی بالا
سلسله مراتب نمایشگر مناسب برای یک HMI با کارایی بالا بسیار مهم است. با ایجاد یک سیستم سلسله مراتبی از نمایشگرها، اپراتورها می توانند آگاهی موقعیتی کلی داشته باشند، و در صورت لزوم توانایی بررسی نقاط داده بسیار خاص را داشته باشند.
چهار سطح سلسله مراتب در HMI با عملکرد بالا وجود دارد.
1) آگاهی کلی از موقعیت
سطح 1 برای آگاهی کلی از موقعیت استفاده می شود. یک اپراتور می تواند کل فرآیند را در سطح بسیار بالایی از این صفحه مشاهده کند.
2) نمای دقیق تر
سطح 2 صفحه ای است که اپراتور می تواند برای مشاهده نمای کوچکتر و جزئی تر از سطح 1 به آن دسترسی داشته باشد. سطح 2 یک زیر سیستم یا فرآیند را با جزئیات بیشتر از سطح 1 فراخوانی می کند.
3) جزئیات تجهیزات
سطح 3 صفحه جزئیات تجهیزات مانند پمپ یا شیر است. این شامل داده های دقیق تری در مورد آن فرآیند خاص خواهد بود.
4) تشخیص
در نهایت، سطح 4 صفحه تشخیص است. این امر به اپراتور امکان دسترسی به اطلاعات بسیار دقیق در دستگاه پردازش را می دهد و برای اهداف عیب یابی قابل دسترسی است.
صفحه نمایش تشخیصی
HMI با کارایی بالا هنوز یک هدف متحرک است و همچنان تابع ترجیحات ذینفعان است. با این حال، نشان داده شده است که وقتی با مفاهیم HMI با کارایی بالا ارائه می شود، اپراتورها مشتاق و هیجان زده هستند تا آن را در سیستم خود پیاده سازی کنند.
در حالی که همه سیستم ها متفاوت هستند، استفاده از یک مدل استانداردتر به میزان قابل توجهی بهره وری، کیفیت و ایمنی را بهبود می بخشد. از اینکه این ویدیو را تماشا کردید متشکریم و حتماً به دنبال قسمت 2، اصول طراحی HMI با کارایی بالا باشید.
کلمه اچ ام آی HMI مخفف عبارت Human machine Interface می باشد که به معنای رابط کاربری انسان و ماشین است. از HMI در صنعت به منظور نظارت و کنترل ماشین ها استفاده می شود.یکی از متداول ترین و رایج ترین مصارف و کابردهای اچ ام ای در دستگاه های خودپرداز است که هر روزه با آنها سروکار داریم. این رابط به وسیله دکمه هایی در کنارشان و یا صفحه تاچ، در خواست شما را (مثلا انتقال وجه) انجام می دهند.
اچ ام آی | HMI در صنعت
در صورتی که بخواهید فرایند صنعتی را خودکار کنید عملا می توان گفت که بدون حضور اچ ام آی این فرایند امکان پذیر نیست.در مواردی می توانید بر روی اچ ام آی یک سری اطلاعات مربوط به خط تولید را ملاحظه کنید و یا گاهی ممکن است برخی فرایند های کنترلی را از طریق HMI به انجام برسانید.
ویژگی های HMI
• امکان ذخیره سازی اطلاعات و نمایش گرافیکی فرآیند ها.
• قابلیت نمایش داده ها به صورت نموداری.
• امکان کنترل مانیتور کردن چند دستگاه به صورت همزمان
اچ ام ای چیست
HMI یک بخش مهم از اتوماسیون صنعتی است که شامل دو بخش نرم افزار و سخت افزار می باشد. این دو بخش با برقراری تعامل با یکدیگر می توانند بعنوان یک واسط بین کاربر و ماشین آلات باشند.
بخش نرم افزاری در HMI نیازمند داشتن دانش برنامه نویسی است و احتیاج به داشتن دانش تخصصی دارد اما بخش سخت افزاری آن بسیار ساده بود و تنها لازم است تا چند اتصالات اولیه را برقرار نمایید.
مشخصات کلی HMIها
•تاچ اسکرین در سایز های متفاوت
• شبیه سازی آنلاین و آفلاین
• توانایی نمایش به صورت انیمیشن
• قابل اتصال به انواع PLC ها
• ارتباط سریال به وسیله دو پورت به صورت همزمان
• نمایش اطلاعات به صورت نمودار یا منحنی
• و …
به دلیل گسترگی قابلیت‌های اچ ام آی می‌توان گفت که کاربردشان تنها به یک صنعت خاص محدود نمی گردد، بلکه می‌توان HMIها را در صنایع مختلف همچون پلاستیک ، پتروشیمی ، نیروگاه‌ها و خطوط تولید مشاهده کرد. در حال حاضر شرکت‌های زیادی در زمینه تولید این محصول شروع به فعالیت کرده‌اند که بهترین آنها شرکت‌های ژاپنی، آلمانی، آمریکایی و … می‌باشند. از جمله برندهای مطرحی که می توان برای اچ ام آی ها نام برد برند زیمنس ، دلتا ، امرن ، توشیبا و میتسوبیشی و … می باشند.
