اچ ام آی HMI چیست؟

پس از ساخته شدن ادوات مختلف اتوماسیون مانند PLC ها، به نظر می‌رسید که باید تجهیزی وجود داشته باشد که به سبب آن بتوان در لحظه از اوضاع فرآیند مطلع شد. خطاها را مشاهده کرد و آن‌ها را کاهش داد. در نهایت نیز تغییرات لازم را به سرعت لحاظ کرد.
تا قبل از ظهور تجهیزی به نام HMI، لازم بود تا یک مهندس متخصص حوزه اتوماسیون صنعتی به صورت دائم در یک کارخانه حضور داشته و موارد فوق را بررسی و انجام دهد. بر همین اساس و با اهدافی چون کاهش مصرف نیروی انسانی، کاهش هزینه و بهبود تولید، تجهیزی به نام HMI ساخته شد. HMI که مخفف نام Human Machin Interface است، در واقع تجهیزی گرافیکی است که رابط بین انسان و ماشین آلات در یک فرآیند اتوماسیونی قرار می‌گیرد. یک HMI اوضاع فرآیند را در لحظه به اپراتور نشان می‌دهد. به او اجازه تغییرات در روند پروسه می‌دهد و خطا ها و ایرادات کار را نمایش می‌دهد. از طرفی با حضور این تجهیز، دیگر نیازی به حضور تمام مدت متخصص اتوماسیون برای تغییر در روند اجرای فرآیند نیست و این تغییرات می‌تواند توسط یک اپراتور با تخصص کمتر نیز انجام شود.
یک HMI شامل دو بخش سخت افزار و نرم افزار است. بخش سخت افزار شامل صفحه نمایش، تغذیه، ورودی و خروجی شبکه،درگاه کارت حافظه و در صورت نیاز تعدادی دکمه برای انجام تغییرات است. بخش نرم افزار متشکل از یک سیستم عامل است که عموما ویندوزی یا لینوکسی است. در ابتدای امر، فرآیند پروسه اتوماسیون توسط نرم افزار مخصوص HMI در داخل رایانه‌ها طراحی و کد نویسی می‌شود. پس از آن پروسه طراحی شده که به صورت گرافیکی نیز ساخته شده است، توسط شبکه صنعتی از رایانه به HMI منتقل می‌شود. با توجه به این که کدهای پارامترهای ورودی، خروجی و نمایشگر در برنامه HMI و PLC مشخص و با هم هماهنگ شده است. در نهایت با استفاده از شبکه‌های صنعتی، HMI به PLC متصل می‌شود.

 

انواع HMI

ما در حال حاضر در بازار ایران با دو دسته از HMI ها سرو کار داریم:

1- HMIهایی که محدود به صفحه نمایش، ارسال دستورات، مشاهده تغییرات و نتایج هستند.

این HMIها در ابعاد مختلف 4 تا 21 اینچ تولید می‌شوند و روند کارشان به طریقی است که در بالا ذکر گردید. این دسته خود به دو زیر مجموعه تقسیم می‌شوند:

الف)  HMI هایی که تماما لمسی یا touch screen و به صورت تماما رنگی هستند.

اچ ام آی HMI لمسی

ب) HMI هایی که آنالوگ بوده، دارای صفحه کلید برای ثبت تغییرات و در نهایت دارای تصویر سیاه و سفید هستند.

اچ ام آی HMI آنالوگ غیر لمسی

 

2- HMIهای یکپارچه یا all in one که ترکیبی از HMI و PLC هستند.

این دسته علاوه بر داشتن صفحه نمایش دارای ورودی و خروجی‌هایی مشابه PLC بوده که برای سخت افزار فرآیند اتوماسیون استفاده می‌شوند. در این دستگاه‌ها دیگر نیازی به ایجاد زیر ساخت شبکه صنعتی برای ارتباط بین PLC و HMI نیست.

اچ ام آی HMI یکپارچه

 

ویژگی HMI ها

1- رابط گرافیکی در ابعاد گوناگون
2- پشتیبانی از پورت‌های رابط مختلف برای استفاده از شبکه‌های صنعتی نظیر RJ45,micro USB,USB,RS232,RS485,PS2,…
3- امکان برنامه ریزی در حجم‌های مختلف 2 مگابایت تا 4گیگابایت یا بیشتر.
4- قابلیت ضبط فرآیند به منظور شناسایی علت خطای رخ داده.
5- قابلیت اتصال به انواع PLC ها.
6- قابلیت اتصال به اینورترها، سروو ها و دستگاه هایی که از شبکه‌های صنعتی پشتیبانی می‌کنند.
7- توانایی نمایش فیلم، کلیپ و موسیقی
8- دارای RTC برای ثبت تاریخ و زمان معین
9- نمایش کامل انجام یک عملیات کاری
10- امکان ایجاد تغییرات بدون تغییر در ماهیت کلی پروسه
11- دریافت اطلاعاتی مانند میزان دما، میزان فشار، دور موتور ، میزان ولتاژ، میزان جریان، میزان فرکانس و… با داشتن سنسورهای مربوط به آن
و…

 

کاربرد های HMI

امروزه کاربردهای مختلفی را می‌توان برای HMI ها در نظر گرفت. این کاربردها بر اساس استفاده‌ای که از آن‌ها در پروژه‌های مختلف انجام می‌شود؛ خود را نشان می‌دهند. در ادامه چند دسته از این کاربرد ها را معرفی می‌کنیم:

1- خاصیت انعطاف پذیری

امکان تغییرات در ماهیت کلی پروژه تنها با لمس کردن چند نقطه در صفحه HMI امکان پذیر است. در گذشته لازم بود تا برای تولید هر محصول یک خط جداگانه راه اندازی شود. این در حالی است که امروزه می‌توان با یک خط تولید و برنامه نویسی صحیح و درست از یک خط دو یا چند محصول جداگانه تهیه کرد. مانند خط تولید کنسروها یا غذاهای آماده. مثلا دستگاه در روز های زوج کنسرو تن ماهی در روغن نباتی و در روز‌های فرد کنسرو تن ماهی در روغن زیتون تولید کند.

2- خاصیت یکپارچه سازی

این امکان وجود دارد که شما یک فرآیند تولید در یک کارخانه را از ابتدا تا انتها با یک HMI مدیریت کنید. این امکان، بستگی به ظرفیت و تعداد ورودی و خروجی‌های HMI شما دارد.

3- خاصیت پوشش خطاهای انسانی

در فرآیندهای تولید دستی، برخی اوقات اتفاق می‌افتد که کارگر خط به صورت سهوی خطایی را در روند کار انجام دهد. برای مثال دمای کوره را چند درجه بیشتر از حد مجاز کند. یا میزان ترکیب رنگ‌ها را کمی تغییر دهد. ممکن است فشار پرس به اندازه مناسب نباشد و یا سوراخ کاری‌ها به دقت در محل تعیین شده انجام نشده باشند. با توجه به این که با حضور اتوماسیون صنعتی و استفاده از PLC و HMI فرآیند خودکار بوده و تمامی محدودیت ها و مختصات ها در برنامه نویسی لحاظ شده اند، امکان تغییرات خارج از چارچوب به هیچ عنوان وجود نداشته و از دست اپراتور نیز خارج است. این مسئله باعث کاهش بسیار خطای انسانی می‌شود.

4- خاصیت سرعت

این مورد نیاز به تعریف ندارد. کاملا مشخص است که HMI جزئی از ادوات یک فرآیند اتوماسیون صنعتی است که به موجب آن می‌توان دستورات لازم را صادر کرد تا سیستم بدون وقفه و تا زمانی که ماده اولیه در دسترس باشد با سرعت لازم و بدون ایراد پروژه را انجام دهد.

 

شرکت های تولید کننده HMI

از آن جایی که استفاده از HMI در کنار PLC معنا پیدا می‌کند، می‌توان گفت که قریب به اتفاق برندهایی که تولید PLC دارند، HMI را نیز در سبد محصولات خود جای داده‌اند. بر همین اساس می توان برندهای زیر را به عنوان تولید کنندگان این محصول معرفی کرد:
زیمنس (SIEMENS) ساخت کشور آلمان
میتسوبیشی (MITSUBISHI) ساخت کشور ژاپن
امرن (OMRON) ساخت کشور ژاپن
دلتا (DELTA) ساخت کشور تایوان
ال اس الکتریک (LS ELECTRIC) ساخت کشور کره جنوبی ( ال جی سابق)
فتک (FATEK) ساخت کشور تایوان
و…

مجموعه برق و انرژی با سابقه طولانی در مشاوره و فروش محصولات برق و اتوماسیون صنعتی آماده ارائه خدمات این حوزه به مهندسان گرامی می باشد. این مجموعه توانایی تامین تجهیز HMI از برند های معتبر بازار را داشته و آنها را با قیمت مناسب و ضمانت های یکساله و دو ساله ارائه می نماید. برق و انرژی عامل فروش HMI های شرکت LS کره جنوبی بوده که در حال حاضر مدل های XP و eXP این شرکت را با یکسال ضمانت شرکتی ارائه می نماید.