اچ ام آی (HMI) چیست؟ مزایا و کاربرد آن

اچ ام آی (HMI) چیست؟

HMI یا Human Machine Interface مخفف رابط انسان و ماشین است. اچ ام آی به پلتفرمی اطلاق می شود که کاربر را قادر می سازد با یک ماشین، برنامه کامپیوتری یا سیستم ارتباط برقرار کند. از نظر فنی می‌توانید اصطلاح HMI را برای هر نمايشگري که شخصی برای تعامل با یک دستگاه استفاده می‌کند، به کار ببرید.
اما این اصطلاح معمولاً برای توصیف نمايشگر‌هایی که در زمینه صنعتی استفاده می‌شوند، به کار می رود. HMI ها داده ها را به صورتreal time نمایش می دهند و به کاربر اجازه می دهند ماشین آلات را با استفاده از یک رابط کاربری گرافیکی کنترل کند.

حتما بخوانید:

انواع اتوماسیون صنعتی کدامند؟

تجهیزات امنیتی و نظارتی خطوط تولید

مانیتورینگ و کنترل خطوط تولید (مانیتورینگ صنعتی)

کاربرد HMI چیست؟

HMI ها میتوانند برای ارتباط و کنترل یک ماشین باشند یا برای کاربردهای بزرگتر و پیچیده‌تر استفاده شوند. در زمینه صنعتی، آنها اغلب برای کنترل ماشین و فرآیند، ارتباط موتورها، سنسورها و عملگرها از قسمت تولید کارخانه با سیستم‌هایی مانند برنامه‌های I/O و PLC استفاده می‌شوند. HMI هایی که داده‌ها را به ابر یا به سیستم های سازمانی منتقل می کنند، ادغام داده ها از ده ها موتورالکتریکی و تجهیزات دیگر را برای نظارت و کنترل متمرکز و بیشتر بر کل فرآیند یک کارخانه را ممکن می سازند. HMI ها ممکن است روی خود ماشین یا دستگاه، در یک دستگاه قابل حمل، دستی، یا در یک اتاق کنترل مرکزی باشند. واسط های انسان و ماشین برای کاربردهای بی شماری در صنایع تولیدی، خودروسازی، پردازش و سایر صنایع مانند:

• فرآوری مواد غذایی
• تولید دارو
• نفت و گاز
• عملیات معدن
• سیستم های اسکادا
• کاربردهای رباتیک
• حمل و نقل

و… استفاده مي‌شوند.

کاربردHMI در زندگی روزمره:

اکثر مردم به طور منظم در زندگی روزمره از HMI استفاده می کنند. اگرچه ممکن است متوجه نباشند که وقتی کنترل دما را در وسایل نقلیه خود تنظیم می کنند یا مایکروویو خود را برنامه ریزی می کنند، در حال درگیر شدن با یک رابط انسان و ماشین برای تعامل با اتومبیل و وسایل خود هستند. در کاربردهای صنعتی، HMI ها اغلب برای ارتباط تجهیزات بیشتر و پیچیده‌تری هستند که قادر به مدیریت حجم و پیچیدگی ورودی ها و خروجی های لازم برای کارکرد ماشین آلات صنعتی یا راه‌اندازی در سطح کارخانه هستند.

مطالب مرتبط:

اتوماسیون صنعتی چیست؟

برنامه نویسی HMI چیست؟

Wincc چیست؟ کاربرد آن در خطوط تولید

موارد استفاده از HMI:

HMI به طور گسترده در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. در تولید انواع کالاها، از خودرو گرفته‌تا مواد غذایی و داروسازی رایج است. صنایعی مانند انرژی، آب، فاضلاب، ساختمان ها و حمل و نقل نیز ممکن است از HMI استفاده کنند. به خاطر مزیت‌هایی مانند یکپارچه‌کنندگی سیستم، اپراتورها و مهندسان، به‌ویژه مهندسان سیستم کنترل فرآیند، اغلب از HMI استفاده می‌کنند. این متخصصان ممکن است از اچ ام آی برای کنترل ماشین‌ها، وسایل نقلیه، کارخانه‌ها یا ساختمان‌ها استفاده کنند.

تفاوت در نوع کاربری HMI:

کاربری HMI بسته به پیچیدگی تجهیزات یا سیستمی که برای آن استفاده می شود متفاوت است. همچنین بسته به نحوه استفاده از HMI متفاوت است. شما ممکن است از HMI به طور مثال برای نظارت بر یک بخش از ماشین آلات، یا برای اهداف مختلف، از جمله نظارت بر عملیات کارخانه و کنترل تجهیزات استفاده کنید.

حتما بخوانید:

RTU چیست؟ کاربرد و انواع

معرفی انواع اچ ام آی (HMI) 

معرفی انواع پی ال سی (PLC)

نقش SCADA و HMI در کنترل فرآیند:

هنگامی که سیستم کنترل نظارتی و جمع آوری داده‌شما یعنی اسکادا (SCADA) با کنترلرهای منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) و سنسورهای ورودی/خروجی برای بدست آوردن اطلاعات مربوط به‌عملکرد تجهیزات ارتباط برقرار می‌کند، این اطلاعات در یک HMI نمایش داده می شود. یک اچ ام آی (HMI) ممکن است این اطلاعات را در یک نمودار یا سایر نمایش های گرافیکی که خواندن و درک آن را آسان می کند، نمایش دهد. با یک HMI می‌توانید تمام اطلاعات عملکرد تجهیزات یک تأسیسات را یکجا مشاهده کنید و دید خوبی به فرآیند تولید کارخانه تان دارید. اپراتورها همچنین می‌توانند آلارم‌ها را با استفاده از HMI مشاهده و مدیریت کنند و برای رفع خطا ها به سرعت اقدام کنند.
اپراتورها همچنین می توانند از HMI ها برای کنترل تجهیزات برای افزایش بهره وری یا تطبیق با شرایط متغیر استفاده کنند. امکان ایجاد تغییرات مربوطه مستقیماً از روی صفحه، این فرآیند را سریعتر و آسان تر می کند.
همانطور که اینترنت اشیا (IOT) همچنان نقش زیادی در تاسیسات صنعتی ایفا می‌کند، HMIها میتوانند حتی مفیدتر واقع شوند. می‌توانید از آن‌ها برای مشاهده اطلاعات و کنترل تجهیزات مختلف استفاده کنید.

آینده تعامل انسان و ماشین

در حال حاضر پیش‌بینی‌های مختلفی برای آینده سطح بعدی تعامل انسان و ماشین وجود دارد. انتظار می‌رود فناوری ‌هایی مانند محاسبات ابری، محاسبات شناختی و اینترنت اشیا (IOT) در توسعه سطح بعدی تعامل انسان و ماشین نقش داشته باشند. با این حال، شکی نیست که پیشرفت های زیادی در تعامل انسان و ماشین بوجود خواهد آمد که بهره‌وری را در صنایع مختلف افزایش میدهد.

حتما بخوانید: آموزش اتصال مدباس HMI و اینورتر

HMI ها چندین مزیت را برای صنایع امروزی فراهم می کنند از جمله:

بهبود نظارت بر سیستم:

یک HMI با کارایی بالا دید بهتری را در کنترل فرآیند به شما می دهد. به شما این امکان را میدهد که عملکرد تجهیزات خود را به صورت یکجا مشاهده کنید. حتی می توانید این پلتفرم را از راه دور مشاهده کنید. این قابلیت ها به شما کمک میکنند تا بهره وری را در طول زمان بهبود بخشید و به هشدارها سریعتر پاسخ دهید.

افزایش بهره‌وری:

از آنجایی که یک اچ ام آی (HMI) دسترسی پایداری به داده های real time فراهم می کند، میتوانید از آن برای نظارت بر تولید و تنظیم مقادیر متغیر به صورت real time استفاده کنید. تجسم داده ها به ویژه هنگامی که با فناوری های تجزیه و تحلیل داده ترکیب می شود، میتواند به شما در شناسایی مناطقی که می توانید کارایی فرآیند خود را بهبود بخشید، کمک کند.

کاهش زمان خرابی:

با هشدارهای موجود در پلتفرم 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 نشانه هایی از مشکلات مکانیکی آینده را شناسایی کرده و قبل از تبدیل شدن به مشکلاتی که ممکن است باعث خرابی قابل توجهی شوند، آنها را برطرف کنید.

بهبود قابلیت ها توسط رابط کاربری:

اچ ام آی ها مشاهده و درک اطلاعات و نحوه عملکرد تجهیزات کنترلی را برای کاربران آسان تر میکند. آنها داده ها را با استفاده از نمودارها و شکل های گرافیکی ارائه میدهند که تفسیر سریع آن را برای کاربران آسان می‌کند. کاربران همچنین میتوانند پلتفرم خود را مطابق با نیازها و ترجیحات خود سفارشی کنند.

سیستم یکپارچه:

میتوانید تمام تجهیزات را با استفاده از یک پلتفرم کنترل کنید که یادگیری نحوه کنترل تجهیزات را برای اپراتورها آسان می کند. همچنین می‌توانید تمام داده‌های خود را به صورت یکجا مشاهده کنید و به شما کمک می‌کند نمای کلی و واضح از کل امکانات خود داشته باشید. علاوه بر این، همه کاربران به‌روزرسانی‌ها را به صورت real time دریافت می‌کنند.

تفاوت HMI و SCADA:

اچ ام آی و اسکادا گاهی اوقات به دلیل شباهت هایشان و این که با هم کار می کنند اشتباه گرفته می شوند. در واقع HMI اغلب بخشی از یک سیستم SCADA است.
سیستم اسکادا برای کنترل کل سیستم های بزرگ مانند یک کارخانه یا نیروگاه استفاده می شود. این ترکیبی از سایر سیستم ها از جمله PLC ها، سنسورها و RTU ها است. سیستم SCADA وظیفه جمع آوری داده ها و ثبت آنها را به عهده دارد. همچنین می تواند فرآیند تجهیزات را به صورت اتوماتیک کنترل کند.
از سوی دیگر، HMI رابطی است که شخصی برای تعامل با سیستم اسکادا و سایر سیستم ها و تجهیزات استفاده میکند. آنها هر دو عناصر ضروری سیستم کنترل صنعتی بزرگتر هستند. در حالی که SCADA داده ها را جمع آوری و ذخیره میکند. HMI کاربران را قادر می سازد تا با ارائه یک پلتفرم کاربر پسند با تجهیزات تعامل داشته و آنها را مدیریت کنند. استفاده از HMI و SCADA ضروری است. بدون SCADA و HMI هیچ اطلاعاتی برای نشان دادن یا کنترل تجهیزات وجود نخواهد داشت. علاوه بر این 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 عنصری است که کاربران با آن تعامل دارند.

مطالب مرتبط:

پی ال سی (PLC) چیست؟

اسکادا (SCADA) چیست؟ کاربرد آن

انواع نرم افزارهای اسکادا (SCADA)

پیشرفت های حاصل در اچ ام آی:

پیشرفت های تکنولوژی 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 ابر و HMI های با کارایی بالا رایج تر می شوند.
اصطلاح اچ ام آی با کارایی بالا به یک روش طراحی HMI اشاره دارد که هدف آن جلب توجه کاربر تنها به مهمترین عناصر است. این به کاربران کمک می‌کند تا سریع‌تر و راحت‌تر مشکلات فنی در فرآیند را ببینند و به آنها پاسخ دهند و اطلاعات مورد نیاز برای تصمیم‌گیری را دریافت کنند. نشانگر های این نوع HMI ها ساده هستند و پلتفرم ها شامل شکل‌های گرافیکی و کنترل های غیر ضروری نیستند. از دیگر عناصر غیر ضروری در طراحی کمتر استفاده می شود تا توجه کاربر را از مهم ترین موارد منحرف نکند.

تاثیر فناوری‌های پیشرفته بر اچ ام آی (HMI):

فناوری‌های پیشرفته مانند اینترنت اشیا و فناوری‌های تجزیه و تحلیل داده، تأثیر بیشتری بر اچ ام آی (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 اینترنت اشیا شوند. تکنیک‌های پیشرفته تجزیه و تحلیل داده‌ها که در کنار نرم‌افزار HMI/SCADA به کار می‌روند، می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا از داده‌های ارائه ‌شده در پلتفرم خود نهایت استفاده را ببرند.

قابلیت چند لمسی(Multi-Touch):

صفحه‌ نمایش‌های لمسی با پیدایش گوشی‌های هوشمند محبوبیت پیدا کردند. تا حدی که به لطف صفحه ‌نمایش چند لمسی، که کاربران می‌توانند با استفاده از چندین لمس و ژست‌های حرکتی به طور همزمان با آن تعامل داشته باشند. با قابلیت چند لمسی، می‌توانید از دو انگشت برای بزرگ‌نمایی و کوچک‌نمایی، کشیدن و رها کردن عناصر صفحه و از سایر حرکات بصری استفاده کنید. برخی از مزیت های HMI های Multi-Touch عبارتند از:

بهبود امنیت راه اندازی:

کنترل بصری HMI به معنای خطاهای کمتر است. Multi-Touch همچنین دارای عملکرد به صورت دو دست است. به این معنی که کاربران نمی توانند برخی از اقدامات را تنها با استفاده از یک دست انجام دهند. این ویژگی به جلوگیری از اشتباهات پرهزینه و خطر آفرین کمک میکند.

قابلیت استفاده:

استفاده از قابلیت چند لمسی به صورت بصری به جای ساختارهای پیچیده منو، نوار ابزارهای قابل جستجو کاربر پسند، کشیدن عناصر به اطراف و دریافت اطلاعات مورد نیاز را برای کاربران آسان میکند.

کاهش زمان برای تسلط یافتن کاربر:

سهولت استفاده‌از Multi-Touch به کاهش زمان برای تسلط یافتن کاربر کمک میکند. کاربران می توانند روش استفاده از سیستم را سریعتر درک کنند و کاربران با تجربه‌کمتر میتوانند پروژه‌های بیشتری را براحتی انجام دهند.

دوام:

بدون قطعات مکانیکی، نمایشگر‌های لمسی بهتر از صفحه کلید، ماوس و سایر کنترل‌ها می توانند در شرایط سخت کار 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 صفحه کنترل ندارد. در عوض، می توانید به سادگی نرم افزار خود را به روز رسانی کنید. کاربران همچنین می توانند به راحتی پلتفرم های سفارشی خود را بر اساس نیازها و ترجیحات خود ایجاد کنند.

نظارت از راه دور:

یکی دیگر از ویژگی های ارزشمند HMI های مدرن، نظارت از راه دور است. کاربران تعریف شده‌در سیستم میتوانند از طریق مرورگر به‌پلتفرم ها و گزارش ها از هر کجا و از طریق رایانه، تبلت یا تلفن هوشمند دسترسی داشته باشند. این به این معنی است که می‌توانید عملیات را بررسی کنید و پارامتر های مورد نیاز را تغییر را دهید. نظارت از راه دور امکان نظارت و کنترل را خارج از ساعات کاری را نیز به شما می‌دهد.

حتما بخوانید:

انواع کارت های حافظه صنعتی

آشنایی با نرم افزار FvDesigner

انواع سیستم های کنترل صنعتی

آینده پیش روی HMI:

از آنجایی که داده‌ها نقش برجسته‌تری در فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند، اچ ام آی (HMI) اهمیت بیشتری پیدا ‌‌‌می‌کند. این فناوری در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته‌است. اما در آینده‌نیز به‌پیشرفت خود ادامه خواهد داد.
شرکت‌های بیشتری تمایل به استفاده از HMI با امکانات کاربری بالا را دارند که توجه کاربران را تنها به مهم‌ترین اطلاعات جلب می‌کند. این به‌کاربران کمک می‌کند تا تمام داده‌های موجود را درک کنند و از بار اضافی اطلاعات جلوگیری می‌کند. همچنین شرکت ها به طور فزاینده ای از صفحه نمایش های چند لمسی، نظارت از راه دور و سیستم های مبتنی بر ابر استفاده می‌کنند.

حتما بخوانید: بهترین برند HMI کدام است؟

تاثیر فناوری های هوشمند بر HMI:

با ادامه تکامل فناوری، شرکت ها بطور فزاینده‌ای از تجزیه‌و‌تحلیل داده‌های پیشرفته و هوش مصنوعی برای نتيجه گيري از داده‌ها استفاده خواهند کرد. سپس آنها می توانند این نتايج را از طریق HMI به کاربران منتقل کنند. در آینده، HMI ها همچنین ممکن است واقعیت افزوده (AR) را که گرافیک دیجیتال را بر روی دنیای واقعی پوشش می دهد و فناوری واقعیت مجازی (VR) که کاربران را در دنیای دیجیتال قرار می ‌دهد، برای ایجاد تصاویری 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 اتوماتیک و تنظیم آنها در صورت نیاز استفاده کنند.

حتما بخوانید:

برنامه نویسی صنعتی چیست؟

اجزای اتوماسیون صنعتی چیست؟

اتوماسیون صنعتی و مانیتورینگ کارخانه

سخن پایانی

گروه صنعتی سپیانی آماده ارائه خدمات در زمینه طراحی، راه اندازی و نگهداری سیستم های اتوماسیون صنعتی با استفاده از نمایشگرهای HMI با قابلیت ارتباط به صورت وب سرور و دیگر قابلیت های هوشمند است. با استفاده از HMI های هوشمند شما قادر خواهید بود از طریق گوشی موبایل با HMI در محل تولید ارتباط برقرار کرده و نحوه کنترل فرآیند تولید و دیگر اطلاعات را مشاهده کنید. همچنین می توانید آمار تولیدات، میزان کار هر ابزار و… را به صورت جداگانه به صورت فایل اکسل دریافت یا به صورت آنلاین مشاهده کنید. جهت دریافت مشاوره رایگان از طریق صفحه تماس با ما اقدام نمایید.