HMI یا رابط ماشین انسانی همچنان در صنایع مختلف اعمال می شود. به زبان ساده، HMI ها صفحه هایی هستند که ما برای نظارت، کنترل و اجرای عملکردهای خاص در برنامه های نرم افزاری استفاده می کنیم.
چه کسی از ارتقاء سیستم های رابط ماشین انسانی سود می برد؟ به هر حال HMI چیست؟ فناوری HMI به کجا می رود؟ همه این سوالات و ابهامات در این مقاله تشریح می گردند.
HMI چیست؟
HMI یا Human Machine Interface، صفحه‌ای تعاملی است که اطلاعات، داده‌ها و معیارهای موقعیتی یک سیستم معین را در اختیار کاربر انسانی قرار می‌دهد که با صفحه HMI کار می‌کند.
رابط انسان و ماشین (HMI) یک رابط کاربری یا داشبورد است که شخص را به ماشین، سیستم یا دستگاه متصل می کند. در حالی که این اصطلاح از نظر فنی می تواند برای هر صفحه نمایشی که به کاربر اجازه تعامل با یک دستگاه را می دهد به کار رود، HMI بیشتر در زمینه یک فرآیند صنعتی استفاده می شود.
مشابه نحوه تعامل شما با سیستم تهویه مطبوع خود برای بررسی و کنترل دمای خانه خود، اپراتور کف کارخانه ممکن است از اچ ام آی برای بررسی و کنترل دمای یک مخزن آب صنعتی استفاده کند، یا ببیند آیا پمپ خاصی وجود دارد یا خیر. در تاسیسات در حال حاضر در حال اجرا است.
HMI ها به اشکال مختلف، از صفحه نمایش داخلی روی ماشین ها، مانیتور کامپیوتر، تا تبلت وجود دارند، اما صرف نظر از فرمت آنها یا اصطلاحی که برای اشاره به آنها استفاده می کنید، هدف آنها ارائه بینشی در مورد عملکرد و پیشرفت مکانیکی است.
یک تصور غلط رایج در مورد شباهت‌های بین سیستم‌های SCADA و سیستم‌های رابط ماشین انسانی است. در حالی که برخی هستند که از این اصطلاحات به جای یکدیگر استفاده می کنند، آنها کاملاً متفاوت هستند. HMI یک رابط کاربری است که افراد را از طریق استفاده از داشبورد بصری به یک ماشین، سیستم یا دستگاه متصل می کند.
نام های دیگر HMI
- رابط ماشین انسان Man Machine Interface (MMI)
- پایانه رابط اپراتور Operator Interface Terminal (OIT)
- رابط اپراتور محلی Local Operator Interface (LOI)
- پایانه اپراتور Operator Terminal (OT)
اغلب اوقات، رابط کاربری گرافیکی (GUI) و HMI به جای یکدیگر استفاده می شوند، اما این دو یک چیز نیستند. یک رابط کاربری گرافیکی در توسعه یک سیستم HMI، که بخش کوچکتری از یک سیستم SCADA است، استفاده می شود. SCADA یا کنترل نظارتی و جمع آوری داده ها، سیستم واقعی است که توسط HMI نظارت می شود.
وظایف HMI
با کاربرپسندتر شدن فناوری و برنامه های مبتنی بر ابر، اتوماسیون HMI بیشتر و بیشتر عملی می شود؛ از جمله:
- نظارت از راه دور
- نمایش داده های بصری پیشرفته
- زمان تولید، روندها و ردیابی تگ ها
- نمای کلی KPI ها (شاخص های کلیدی عملکرد)
- مانیتورینگ ورودی/خروجی ماشین آلات
فناوری HMI چگونه کار می کند؟
HMI ممکن است بسیار فنی به نظر برسد، اما در ظاهر، مانند بسیاری از موارد روزمره ما کار می کند. به نحوه تعامل شما با سیستم HVAC در خانه خود برای تنظیم دمای راحت فکر کنید. برخی از اپراتورهای صنعتی ممکن است از HMI برای بررسی و کنترل مخازن آب، سیستم‌های فاضلاب و پمپ‌ها استفاده کنند تا از دما، جریان و عملکرد روان سیستم نظارت SCADA اطمینان حاصل کنند.
HMIها معمولاً با کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) و مجموعه ای از حسگرها برای جمع آوری و نمایش داده ها در مورد رویدادها یا معیارهای خاص یک سیستم خاص همراه می شوند. آنها را می توان برای نظارت، ردیابی یا انجام عملیات فنی بیشتر، مانند روشن/خاموش کردن ماشین آلات و تغییر سرعت تولید برای دستیابی به اهداف مشخص استفاده کرد.
HMIها سودمند هستند زیرا اطلاعات را برای کاربر/بیننده دیجیتالی و متمرکز می کنند. اپراتورهای HMI می توانند نمودارها، جداول و سایر داده های مفید را ببینند تا به نظارت صحیح و بهینه سازی ایمن سیستم های خاص کمک کنند.
قبل از توسعه HMI ها، تکنسین ها باید به صورت فیزیکی در محیط کارخانه پیاده روی و سرکشی می کردند تا تجهیزات و جریان سیستم را به صورت دستی بررسی کنند تا از کارایی مناسب اطمینان حاصل کنند. این امر فضای زیادی را برای خطاها و مشکلات از دست رفته باقی می‌گذاشت و متعاقبا هزینه زیادی برای رفع آنها صرف می‌شد، در صورتی که در صورت بررسی مناسب با استفاده از حسگرهای بسیار کارآمد می‌توان از این رویدادها جلوگیری کرد.
کاربرد HMI در صنایع
مهم نیست که در بخش‌های صنعتی به کجا نگاه می‌کنید، سیستم‌های رابط ماشین انسانی همه جا هستند. کاربردهای صنعتی جزو کاربردی ترین کاربردها برای HMI ها هستند. این به شرکت ها اجازه می دهد تا با تجهیزات و سیستم های خود به منظور بهینه سازی تولید و فرآیندهای تجاری خود تعامل داشته باشند. صنایعی که از استفاده از HMI سود می برند عبارتند از:
- انرژی
- غذا و نوشیدنی
- ساخت
- نفت و گاز
- قدرت
- بازیافت
- حمل و نقل
- آب و فاضلاب
معمولاً، افرادی که نقش‌هایشان شامل اپراتورها، مهندسان، یکپارچه‌کننده‌های سیستم و مهندسان سیستم کنترل است، بیشتر با HMI تعامل دارند. سیستم های HMI یک منبع حیاتی برای متخصصان در صنایع فوق هستند. این امکان را به آنها می دهد تا فرآیندهای سیستم را از راه دور بررسی و نظارت کنند، تشخیص مشکلات را امکان پذیر می کند و داده ها را از طریق تجسم افزایش می دهد.
روند توسعه در فناوری HMI
در دهه گذشته، تغییر نیازهای عملیاتی و تجاری، تحولات جالبی را در فناوری HMI ایجاد کرده است. اکنون، مشاهده اشکال تکامل یافته HMI مانند HMI با عملکرد بالا، صفحه نمایش لمسی و دستگاه های تلفن همراه، همراه با مدل های سنتی تر، رایج تر شده است. این رابط های مدرن فرصت های بیشتری برای تعامل و تجزیه و تحلیل تجهیزات ایجاد می کنند.
- HMI با کارایی بالا
اپراتورها و کاربران به طور فزاینده ای به سمت HMI با کارایی بالا حرکت می کنند، روشی برای طراحی HMI که به اطمینان از تعامل سریع و مؤثر کمک می کند. این تکنیک طراحی تنها با جلب توجه به ضروری‌ترین یا حیاتی‌ترین شاخص‌ها در رابط، به بیننده کمک می‌کند تا مشکلات را به طور مؤثرتری ببیند و به آنها پاسخ دهد و همچنین تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرد. نشانگرهای HMI با کارایی بالا ساده، تمیز و عمداً از هرگونه گرافیک یا کنترل اضافی پاک می شوند. سایر عناصر طراحی، مانند رنگ، اندازه و مکان، با احتیاط مورد استفاده قرار می گیرند تا تجربه کاربری را بهینه کنند. در اینجا درباره طراحی HMI با کارایی بالا بیشتر بیاموزید.
- صفحه نمایش لمسی و دستگاه های موبایل
صفحه نمایش های لمسی و HMI موبایل دو نمونه از پیشرفت های تکنولوژیکی هستند که با ظهور گوشی های هوشمند به وجود آمده اند. به جای دکمه ها و سوئیچ ها، HMI های مدرن به اپراتورها اجازه می دهند تا برای دسترسی به کنترل ها، روی صفحه فیزیکی ضربه زده یا لمس کنند. صفحه نمایش های لمسی به ویژه هنگام استفاده با HMI موبایل که از طریق HMI/SCADA مبتنی بر وب یا از طریق یک برنامه کاربردی استفاده می شود، مهم هستند. HMI موبایل مزایای مختلفی را برای اپراتورها ارائه می دهد، از جمله دسترسی فوری به اطلاعات HMI و نظارت از راه دور.
- نظارت از راه دور
نظارت از راه دور سازگار با موبایل، انعطاف پذیری و دسترسی بیشتری را برای اپراتورها و مدیران به طور یکسان فراهم می کند. با استفاده از این ویژگی، یک مهندس سیستم کنترل خارج از محل می‌تواند برای مثال دمای انبار را بر روی یک دستگاه قابل حمل تأیید کند و نیازی به نظارت در محل بعد از ساعات کاری نداشته باشد. به زودی، بررسی فرآیندی در طبقه کارخانه خود در حالی که کیلومترها از مرکز فاصله دارید، چیز غیرعادی به نظر نمی رسد.
- HMI Edge-of-Network
HMI Edge-of-Network نیز تقاضای بالایی دارند زیرا به اپراتورها اجازه می دهند به داده ها و تجسم از دستگاه های میدانی دسترسی داشته باشند. علاوه بر این، ارسال داده ها از HMI های محلی به ابر رایج تر می شود، جایی که می توان از راه دور به آنها دسترسی پیدا کرد و آن ها را تجزیه و تحلیل کرد، در حالی که قابلیت های کنترل محلی را حفظ کرد.
جمع بندی و نگاهی به آینده HMI
در افق، مهندسان پیشرو حتی در حال بررسی راه‌هایی برای پیاده‌سازی واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) برای تجسم عملکردهای تولید هستند.
از آنجایی که داده ها نقش مهمی را در تولید بازی می کنند، آینده برای HMI بسیار روشن به نظر می رسد. این فناوری ممکن است راه طولانی را طی کرده باشد، اما پتانسیل رشد آن تقریباً نامحدود است.
