HMI

HMI؛ زبان مشترک انسان و ماشین در عصر دیجیتال

HMI یا رابط انسان و ماشین از مباحث مهم و کاربردی در حوزه‌های مختلف ازجمله ماشینسازی، هوش مصنوعی، رباتیک و غیره است. استفاده از HMI ها به کاربران این امکان را می‌دهد تا به راحتی با دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف ارتباط برقرار کنند. به عنوان مثال HMI یک ماشین امکان کنترل تجهیزات ماشین مانند رادیو، تهویه مطبوع و نقشه ناوبری را فراهم می‌سازد.

در ادامه قصد داریم جدیدترین تکنولوژی‌ها، چالش‌ها و فرصت‌های پیش روی HMI را مورد بررسی قرار دهیم. همچنین به طور ویژه به کاربرد HMI در صنعت ماشین و استفاده از آن جهت افزایش ایمنی، راحتی و بهره‌وری ماشینها خواهیم پرداخت.

HMI اچ ام آی چیست؟

رابط ماشین انسان (Human Machine Interface) که اغلب با نام اختصاری HMI شناخته می‌شود، به داشبورد یا صفحه نمایشی اشاره دارد که برای کنترل ماشین‌آلات استفاده می‌شود. اپراتورهای خط، مدیران و سرپرستان در صنعت برای تبدیل داده‌های پیچیده به اطلاعات مفید به HMI ها نیاز دارند.

به عنوان مثال، آن‌ها از HMI برای نظارت بر ماشین‌آلات استفاده می‌کنند تا مطمئن شوند که به درستی کار می‌کنند.
نمایشگرهای بصری با درک آسان به اطلاعات تقریباً واقعی در مورد سطوح مخزن، اندازه‌گیری فشار و لرزش، وضعیت موتور و سوپاپ و سایر متغیرها معنا و مفهوم می‌دهند؛ اما قابلیت‌های پیشرفته HMI‌های امروزی، مدیران و سرپرستان را قادر می‌سازد تا کارهایی بیش از کنترل فرآیندها انجام دهند. با استفاده از داده‌های تاریخی، فرصت‌های جدید گسترده‌ای را برای بهبود کیفیت محصول و کارآمدتر کردن سیستم‌ها ارائه می‌دهند. به همه این دلایل، HMI ها نقش کلیدی در اجرای روان و مؤثر کارخانه‌ها و عملیات تولیدی دارند.

انواع HMI و مزایای آن‌ها

انواع HMI یا رابط‌های انسان و ماشین شامل مواردی همچون صفحه نمایش لمسی، کنترل‌گرهای صنعتی، نمایشگرهای گرافیکی و سیستم‌های واکنش به صدا می‌شود.

هر یک از این انواع HMI مزایای خاص خود را دارند:

·  صفحه نمایش لمسی

اجازه می‌دهد تا کاربران با دستان خود روی صفحه نمایش دستورات ورودی را انجام دهند. استفاده از لمس برای تعامل با سیستم HMI ساده‌تر از استفاده از دکمه‌ها یا صفحه‌کلید است. این نوع HMI باعث سهولت و تسهیل کاربری می‌شود. صفحه نمایش لمسی می‌تواند انواع مختلفی از داده‌ها و عناصر گرافیکی را نمایش دهد و به راحتی قابل تغییر و تنظیم است. با حذف دکمه‌ها و کلیدها، این نوع صفحه‌نمایش به کاربر امکان نمایش اطلاعات بیشتری را می‌دهد.

برخی از صفحه‌نمایش‌ها قابلیت شناسایی واکنش به چند لمس هم‌زمان را دارند که این می‌تواند تجربه کاربری را بهبود بخشد.

·  کنترل‌گرهای صنعتی

این نوع HMI برای نظارت و کنترل دستگاه‌های صنعتی و ماشین‌آلات استفاده می‌شود و مزایای مانیتورینگ و کنترل دقیق را دارد. استفاده از HMI کنترل‌گر صنعتی دارای مزایای زیادی است:

• افزایش بهره‌وری: به کاربران اجازه می‌دهد تا عملکرد دستگاه‌ها را بهبود ببخشند و بهره‌وری را افزایش دهند.
• کاهش خطاها: امکانات گرافیکی و پیشرفته HMI باعث می‌شود تا کاربران به راحتی و بدون خطا با دستگاه‌ها تعامل کنند.
• یکپارچه‌سازی: HMI می‌تواند با سیستم‌های کنترلی مختلف یکپارچه شود و اطلاعات لازم را از دستگاه‌ها دریافت کرده و به کاربران ارائه دهد.
• توسعه‌پذیری: قابلیت گسترش و توسعه سیستم HMI به منظور افزودن ویژگی‌ها و تجهیزات جدید.
• نظارت و کنترل بهتر: امکانات گرافیکی پیشرفته HMI باعث می‌شود که کنترل و نظارت بر دستگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی بهبود یابد.

این مزایا کمک می‌کند تا استفاده از HMI به عنوان یک راه حل مؤثر برای کنترل و نظارت بر دستگاه‌های صنعتی به شمار بیاید.

·   نمایشگرهای گرافیکی

این نوع HMI اطلاعات پردازش‌شده را با استفاده از تصاویر و نمودارها به نمایش درمی‌آورند که کمک می‌کند تا کاربران بهتر فهمند.

HMI از نوع نمایشگرهای گرافیکی، مزایای زیادی دارند، به عنوان مثال،

• ارتباط آسان با دستگاه: این نوع HMI امکان ارتباط سریع و آسان کاربران با دستگاه یا سیستم را فراهم می‌کند.
• نمایش آسان اطلاعات: این نوع نمایشگرها به کاربران امکان نمایش اطلاعات به صورت گرافیکی و جذاب را می‌دهند که به راحتی توسط آن‌ها قابل درک است.
• امکانات اضافی: بسیاری از این نمایشگرها دارای قابلیت‌ها و امکانات اضافی مانند ورودی‌ها و خروجی‌های دیجیتالی مختلف، ارتباطات شبکه و قابلیت‌های بسیاری دیگر هستند که قابلیت‌های سیستم را افزایش می‌دهند.
• سهولت استفاده: به دلیل استفاده از رابط کاربری گرافیکی، این نوع HMI به کاربران امکان استفاده راحت و آسان از سیستم را می‌دهد.

همچنین، از مزایای این نوع HMI می‌توان به کاهش خطاهای انسانی و بهبود بهره‌وری کارگران اشاره کرد.

·  سیستم‌های واکنش به صدا

HMI های واکنش به صدا به معنای سیستم‌هایی هستند که ورودی آن‌ها بر اساس صدا و گفتار انسان است و به دستورات صوتی پاسخ می‌دهند. با استفاده از این نوع HMI، کاربران می‌توانند با استفاده از دستورات صوتی با سیستم تعامل کنند که بیشترین کمک را به افرادی با دسترسی محدود یا مشغولیت خواهد کرد.

مزایای HMI های واکنش به صدا عبارت‌اند از:

• سهولت استفاده: به کاربران اجازه می‌دهند با استفاده از زبان طبیعی وارد سیستم شوند بدون نیاز به تایپ یا تعامل با دستگاه‌های ورودی دیگر.
• دسترسی سریع: این نوع از رابط‌ها می‌توانند سریع‌تر اطلاعات را تحلیل کنند و دستورات را اجرا کنند، مخصوصاً در مواردی که اطلاعات به صورت صوتی وارد می‌شوند.
• کارایی بالا: برای برخی افراد، استفاده از صدا و گفتار به عنوان رابط می‌تواند سریع‌تر و مؤثرتر از روش‌های دیگر باشد.

استفاده از HMI های واکنش به صدا در برنامه‌هایی مانند ماشینهای هوشمند، دستگاه‌های خانه‌هوشمند و سیستم‌های اطلاعاتی (مانند Siri و Alexa) رایج است و از این نوع رابط‌ها برای ارتباط سریع و آسان با سیستم‌ها و دستگاه‌ها استفاده می‌شود.

کاربرد HMI در کارخانه و محیط‌های صنعتی

HMI ها در کارخانه و محیط‌های صنعتی برای ارتباط انسان با دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی به کار می‌روند. این تکنولوژی به کاربران اجازه می‌دهد تا از طریق صفحه نمایش لمسی یا دکمه‌ها و صفحه کلیدها با دستگاه‌های کنترلی و نظارتی ارتباط برقرار کنند. درواقع، HMI اطلاعات وضعیت و عملکرد تجهیزات صنعتی را نمایش می‌دهد و کاربران می‌توانند از طریق آن دستگاه‌ها را کنترل کرده و تنظیمات مورد نیاز را انجام دهند. این امکانات از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند زیرا ارتباط مؤثر و سریع میان انسان و دستگاه‌های صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است.
ازجمله کاربرد HMI در کارخانه و محیط‌های صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱. کنترل و نظارت بر خطوط تولید و ماشین‌آلات

اپراتورها از طریق HMI می‌توانند بر عملکرد دستگاه‌ها، نرخ تولید و میزان بازدهی نظارت داشته باشند و در صورت لزوم تنظیمات را اعمال کنند.

۲. هشدار خطا و اشکالات تولید

HMI می‌تواند با نمایش هشدارها و خطاهای احتمالی، اقدامات اصلاحی را تسریع بخشد.

۳. بهینه‌سازی مصرف انرژی

امکان نظارت و کنترل بهینه مصرف انرژی تجهیزات از دیگر کاربردهای HMI است.

۴. آموزش و راهنمایی کاربران

امکان نمایش آموزش‌ها، دستورالعمل‌ها و راهنماهای لازم نیز از طریق HMI فراهم می‌شود.

درمجموع، HMI با ارتقای بهره‌وری، افزایش ایمنی و بهبود فرایندها، نقش بسزایی در بهینه‌سازی عملکرد کارخانه‌ها ایفا می‌کند.

کاربران HMI چه کسانی هستند؟

رایج‌ترین کاربران HMI در مشاغل مختلف عبارت‌اند از:

• ناظران: مستقیماً بر فعالیت‌های تولیدی در کف کارخانه و کارگران آن مانند اپراتورها نظارت و هماهنگی می‌کنند که همچنین مسئول سطح بالاتری از امنیت در مورد عملیات HMI هستند.
• مهندسین کنترل (مهندسین سیستم کنترل): توسعه برنامه HMI طبق تعریف سرپرستان. همچنین، هر زمان که نیاز بود، تغییراتی در برنامه ایجاد کنید.
• اپراتورها: اپراتورها کاربران نهایی HMI هستند. آن‌ها مسئول ماشین/فرآیند/سیستم هستند. آن‌ها باید داده‌های HMI را نظارت کنند، مشکلات را تشخیص دهند و بر اساس آن تصمیم بگیرند.

همچنین صنایعی که از HMI استفاده می‌کنند عبارت‌اند از:

• صنایع غذایی
• تولید انرژی (برق، نفت و گاز)
• صنایع ماشینسازی
• کارگاه‌های تولیدی
• داروسازی
• بازیافت
• حمل و نقل
• آب و فاضلاب
• ساختمان‌سازی

علت استفاده از HMI در صنعت به جای کامپیوتر چیست؟

استفاده از HMI به جای کامپیوتر در صنعت به دلیل امور زیر است:

1. محیط کاربری HMI ها

معمولاً دارای رابط کاربری ساده‌تری هستند که بتوانند عملکرد دستگاه‌های صنعتی را به راحتی نمایش دهند، درحالی‌که کامپیوترها نیاز به نصب و پیکربندی نرم‌افزارهای پیچیده دارند.

2. مقیاس‌پذیری

HMI ها به دلیل اندازه‌شان کوچک‌تر از کامپیوترها، در مکان‌هایی که اندازه محدودی وجود دارد مانند خطوط تولید، ماشین‌آلات و دستگاه‌های صنعتی مناسب‌تر هستند.

3. ارتباطات صنعتی

HMI ها اغلب دارای پورت‌ها و اتصالاتی برای ارتباط با تجهیزات صنعتی مختلف مانند PLC (کنترل‌کننده‌های منطقی برنامه‌پذیر) هستند و بدون نیاز به تبدیل‌های مختلف به‌صورت مستقیم قابل استفاده هستند، درحالی‌که کامپیوترها به‌صورت پیش‌فرض این قابلیت‌ها را ندارند و نیاز به تبدیل و رابط‌های اضافی دارند.

درنهایت، استفاده از HMI به دلیل سادگی استفاده، اندازه کوچک‌تر و امکان ارتباط مستقیم با تجهیزات صنعتی، در بسیاری از موارد در صنعت ترجیح داده می‌شود.

ارتباط بین plc و hmi چیست؟

PLC (کنترلر منطقی برنامه‌پذیر) و HMI (رابط انسان و ماشین) دو جزء مهم و کلیدی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی و کنترل فرایندها هستند که در ارتباط تنگاتنگ با یکدیگر قرار دارند.

PLC وظیفه کنترل منطقی و هدایت عملیات سیستم‌های مختلف صنعتی مانند ماشین‌آلات، خطوط تولید، ربات‌ها و غیره را بر عهده دارد. از سوی دیگر، HMI نقش رابط کاربری بین انسان (اپراتورها) و PLC را ایفا می‌کند. به این ترتیب اپراتورها می‌توانند با استفاده از صفحه‌نمایش، دکمه‌ها و سایر المان‌های HMI، عملیات PLC مانند راه‌اندازی، تغییر تنظیمات، نظارت بر فرایند و غیره را کنترل کنند.

بنابراین HMI و PLC مکمل یکدیگر بوده و ارتباط تنگاتنگی باهم دارند که امکان کنترل دقیق و بهینه‌سازی سیستم‌های صنعتی را فراهم می‌کند.

بهترین HMI ها

ازجمله مشهورترین و پرکاربردترین برندهای HMI در دنیا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Siemens

شرکت آلمانی زیمنس یکی از بزرگ‌ترین و معتبرترین تولیدکنندگان تجهیزات اتوماسیون صنعتی ازجمله HMI است. محصولات HMI این شرکت شامل سری Simatic Panel از کیفیت و قابلیت اطمینان بسیار بالایی برخوردارند.

• Rockwell Automation

راکول اتومیشن یکی دیگر از غول‌های تولید تجهیزات اتوماسیون صنعتی است که محصولات متنوع و باکیفیتی را درزمینهٔ HMI عرضه می‌نماید. ازجمله می‌توان به محصولات Allen-Bradley PanelView اشاره کرد.

• Schneider Electric

اشنایدر الکتریک نیز یک شرکت بسیار بزرگ و پیشرو درزمینهٔ تولید تجهیزات الکتریکی و ابزارهای اتوماسیون صنعتی است که HMI‌های مرغوبی را عرضه می‌نماید.

• Mitsubishi Electric

میتسوبیشی الکتریک ژاپن نیز انواع متنوع و باکیفیتی از محصولات HMI را برای کاربرد در صنایع مختلف تولید و عرضه می‌کند.

• Advantech

شرکت تایوانی آدوانتک نیز با تولید انواع HMI‌های صنعتی برای کاربردها و بودجه‌های متفاوت، جایگاه ویژه‌ای در این حوزه دارد.

 

نسل جدید hmi چیست؟

نسل جدید HMI ها دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های پیشرفته‌ای هستند که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• رابط کاربری هوشمند و شخصی‌سازی‌شده

نسل جدید HMI ها از صفحه‌نمایش‌های لمسی رنگی و گرافیکی با کیفیت بالا بهره می‌برند که امکان شخصی‌سازی رابط کاربر برای هر اپراتور را فراهم می‌کند.

• قابلیت اتصال بی‌سیم و ابری

با پشتیبانی از WiFi، بلوتوث، 4G و غیره، امکان به‌روزرسانی نرم‌افزاری، اتصال به ابر و دسترسی از راه دور فراهم می‌شود.

• هوشمندسازی و تحلیل داده‌ها

قابلیت جمع‌آوری، تحلیل و اشتراک‌گذاری داده‌های عملکردی به منظور بهینه‌سازی و پیش‌بینی خرابی دستگاه‌ها نیز وجود دارد.

• مدیریت انرژی و کاهش مصرف

مدیریت هوشمند مصرف انرژی و بهینه‌سازی آن از دیگر قابلیت‌های نسل جدید HMI است.

درمجموع، نسل جدید HMI ها با بهره‌گیری از آخرین فناوری‌ها، عملکردی هوشمندتر، پایدارتر و کاراتر دارند.

جمع‌بندی نهایی، فروش و قیمت HMI

HMI یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های اتوماسیون و کنترل صنعتی است که نقش مهمی در بهبود بهره‌وری و بهینه‌سازی فرایندها ایفا می‌کند.

انتخاب HMI مناسب بستگی به نوع کاربرد، شرایط محیطی، امکانات مورد نیاز و بودجه دارد. شرکت دامون با بهره‌گیری از جدیدترین فناوری‌ها و الزامات فنی، انواع HMI‌های صنعتی را با قیمت مناسب عرضه می‌نماید.

پیشنهاد می‌شود جهت انتخاب و خرید HMI متناسب با نیاز خود، با کارشناسان مجرب شرکت دامون مشورت نمایید.