آموزش HMI
هدف از پیاده سازی یک سیستم کنترلی در یک فرآیند، آنالیز پارامتر های مختلف آن است. خودروی خود را به عنوان یک سیستم پیچیده در نظر بگیرید. شما می توانید قسمت های مختلف ماشین را بدون ارتباط مستقیم با آن ها کنترل کنید.
مثلا می توانید موتور، فرمان، چراغ ها، تهویه مطبوع، استریو و عناصر مختلف دیگر را با دستگیره ها و دکمه ها یا یک صفحه نمایش لمسی کنترل کنید. آنچه استفاده از ماشین را برای شما آسان می کند، امکان کنترل تجهیزات ماشین با یک رابط کاربری است.
در صنایعی که تجهیزات به مراتب پیچیده تر هستند، وجود یک تجهیز به نام HMI که زبان ماشین ها را به زبان انسان تبدیل کند، گام بلندی در کنترل تجهیزات خواهد بود. از طرفی، وجود امکان کنترل و نظارت از راه دور تجهیزات، مزیت بزرگی است که با داشتن HMI می توان به آن دست یافت.
در این مقاله، به بررسی این تجهیز پرداخته و با فیلم آموزش HMI با کاربرد HMI و مزایای آن بیشتر آشنا خواهیم شد.
HMI چیست
HMI مخفف Human Machine Interface به معنی رابط انسان و ماشین است و به تجهیزی اطلاق می شود که کاربر را قادر می سازد تا با ماشین، برنامه کامپیوتری یا یک سیستم ارتباط برقرار کند.
از نظر فنی، می توان اصطلاح HMI را در مورد هر صفحه ی مورد استفاده برای تعامل با دستگاه به کار برد، اما این اصطلاح معمولاً برای توصیف صفحه هایی استفاده می شود که در تنظیمات صنعتی بکار می روند.
HMI ها به کاربر اجازه می دهند، ماشین آلات و تجهیزاتی مانند PLC ها، موتور ها و … را با استفاده از رابط کاربری گرافیکی کنترل کند.
اگر با PLC ها آشنا نیستید، به مقاله PLC چیست؟ مزایا و انواع مختلف PLC مراجعه کنید.
کاربردهای HMI
HMI ها برای افزایش بهره وری، صرفه جویی در زمان و بهبود کیفیت محصولات ایجاد شده اند. این تجهیزات را می توان در انواع صنایع، مانند صنعت خودرو سازی، الکترونیک، سرگرمی، صنایع غذایی، صنایع نظامی، پزشکی، رباتیک، صنعت نفت و گاز و… استفاده کرد. موارد زیر از جمله کاربردهای HMI ها در صنایع هستند:
- اپراتور ها و مهندسان، به ویژه مهندسان سیستم های کنترل فرآیند، اغلب از HMI برای کنترل ماشین ها، وسایل نقلیه و تجهیزات کارخانه ها یا ساختمان ها استفاده می کنند.
- سیستم کنترل نظارتی و جمع آوری داده (SCADA) با کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) و سنسور ها ارتباط برقرار می کند، تا بتواند اطلاعات مربوط به عملکرد تجهیزات را دست آورد. HMI این اطلاعات را در یک نمودار یا سایر ابزارهای نمایش بصری که خواندن و درک آن را آسان می کند، نمایش می دهد.
- در یک تأسیسات، می توان تمام اطلاعات عملکرد تجهیزات را با یک HMI، بطور همزمان مشاهده کرد و عملکرد قسمت های مختلف را آنالیز نمود.
- اپراتور ها می توانند آلارم های ناشی از خطاها را با استفاده از HMI مشاهده و مدیریت کنند. با وجود HMI می توان مطمئن بود که خطاها به سرعت مشخص شده و قبل از خسارت های شدید برطرف می شوند. HMI از این طریق به بالا رفتن سطح ایمنی کمک می کند.
- اپراتور ها می توانند با استفاده از HMI کنترل تجهیزات را به دست گرفته و بهره وری را افزایش دهند. آن ها ممکن است بر اساس داده هایی که در HMI مشاهده می کنند، تنظیمات را انجام دهند. امکان ایجاد تغییرات مربوطه مستقیماً از روی صفحه، این فرآیند را سریع تر و آسان تر می کند.
شکل 1- HMI
روند توسعه HMI
در دهه گذشته، تحولات جالبی در فناوری HMI ایجاد شده است. امروزه اشکال تکامل یافته HMI، مانند HMI های با کارایی بالا، صفحه نمایش لمسی و دستگاه های تلفن همراه رایج تر شده اند. این رابط های مدرن، فرصت های بیشتری برای تعامل بیشتر تجهیزات و تجزیه و تحلیل بهتر فرآیندها ایجاد می کنند. از جمله توسعه های HMI می توان به موارد زیر اشاره کرد.
صفحه نمایش های لمسی و HMI قابل نصب روی تلفن هوشمند، دو نمونه از پیشرفت های تکنولوژیکی هستند که با ظهور گوشی های هوشمند به وجود آمده اند. HMI های مدرن به اپراتور ها اجازه می دهند تا برای کنترل فرآیندها، به جای دکمه و سوئیچ، از صفحه لمسی استفاده کنند. HMI هایی که مانند تلفن همراه به شبکه وصل می شوند، مزایای مختلفی مانند نظارت از راه دور، سازگاری با تلفن هوشمند و شبکه های اینترنتی، انعطاف پذیری و دسترسی بیشتر را برای اپراتور ها و مدیران به طور یکسان فراهم می کند.
برای مثال، با استفاده از این ویژگی، یک مهندس کنترل می تواند خارج از محل، دمای انبار را بر روی یک دستگاه قابل حمل تایید کند و نیازی به نظارت در محل نداشته باشد.
مزایای HMI
HMI ها چندین مزیت را برای صنایع فراهم می کنند، از جمله:
دید پیشرفته
یک HMI دید بهتری را در عملیات ارائه می دهد. این مزیت به کاربر امکان می دهد از روی یک نمایشگر ببیند که تجهیزات چگونه عمل می کنند. این قابلیت ها به کاربر کمک می کند تا بهره وری را در طول زمان بهبود بخشیده و به هشدارها سریع تر پاسخ دهد.
افزایش بهره وری
از آنجایی که یک HMI امکان دسترسی به داده های لحظه ای را فراهم می کند، می توان از آن برای نظارت بر تولید و تنظیم آنی استفاده کرد.
کاهش زمان خرابی
با اعلام هشدارهای موجود در نمایشگر، کاربر می تواند سریع تر به مشکلات پاسخ داده و زمان خرابی را کاهش دهد. مشاهده و تجزیه و تحلیل داده های عملکرد تجهیزات همچنین می تواند به شناسایی علائم مشکلات مکانیکی کمک کند. از این طریق می توان از آسیب های جدی به تجهیزات جلوگیری کرد.
ایجاد سیستم یکپارچه
با استفاده از برخی HMI ها می توان تمام تجهیزات را با استفاده از یک پلتفرم کنترل کرد، که یادگیری نحوه کنترل تجهیزات را برای اپراتورها آسان تر می کند. همچنین می توان تمام داده های خود را در یک مکان مشاهده کرده و نمایی کلی از عملکرد تجهیزات خود داشت.
شکل 2- HMI
HMI ها در آینده
در حال حاضر پیش بینی های مختلفی برای آینده HMI ها وجود دارد. انتظار می رود فناوری هایی مانند محاسبات ابری(Cloud Computing)، محاسبات شناختی (Cognitive Computing) و اینترنت اشیا (Internet of Things) همگی در توسعه سطح بعدی تعامل انسان و ماشین نقش داشته باشند.
با ادامه تکامل فناوری، صنایع به طور گسترده از تجزیه و تحلیل پیشرفته و هوش مصنوعی برای آنالیز داده ها استفاده خواهند کرد. HMI ها همچنین ممکن است فناوری های واقعیت افزوده (Augmented Reality (AR)) و واقعیت مجازی (Virtual Reality (VR)) را برای ایجاد تصاویر بصری موثرتر در HMI به کار بگیرند.
پیش بینی این که چه چیزی به عنوان سطح بعدی ارتباط انسان و ماشین ظاهر می شود، یک چالش است. با این حال، احتمالا سطح پیشرفته HMI وجود خواهد داشت، که بهره وری را در صنایع مختلف افزایش می دهد.
با توجه به نیازهای انقلاب صنعتی چهارم (Industry 4.0)، شاهد ادغام بیشتر فناوری های جدید و نو ظهوری در HMI های صنعتی خواهیم بود که بر چگونگی عملکرد HMI تأثیر می گذارند.
تفاوت HMI و SCADA
SCADA و HMI ارتباط نزدیکی با هم دارند و اغلب در یک زمینه به آن ها اشاره می شود، زیرا هر دو بخشی از یک سیستم کنترل صنعتی بزرگ تر هستند، اما هر کدام عملکرد ها و فرصت های متفاوتی را ارائه می دهند.
HMIها بر انتقال بصری اطلاعات برای کمک به کاربر در نظارت بر فرآیند صنعتی متمرکز هستند. در حالی که، سیستم های SCADA ظرفیت بیشتری برای جمع آوری داده ها و عملیات سیستم کنترل دارند. برخلاف SCADA، HMI اطلاعات را جمع آوری و ضبط نمی کند و به پایگاه های داده متصل نمی شود. در عوض، ابزار ارتباطی موثری را ارائه می کند که به عنوان بخشی از یک سیستم SCADA یا در کنار آن عمل می کند.
شکل 3- SCADA
جمع بندی
معمولاً اپراتور ها و مهندسان کنترل بیشتر با HMI تعامل دارند. سیستم های HMI این امکان را به کاربران می دهد تا فرایند های سیستم را از راه دور بررسی و نظارت کنند. این تجهیز تشخیص مشکلات را امکان پذیر کرده و سرعت برطرف کردن آن ها را افزایش می دهد.
برای آشنایی بیشتر با چگونگی استفاده و کاربردهای مختلف HMI می توانید به “دوره اتوماسیون کار ماهر“ مراجعه کنید.
فیلم آموزش HMI
در این قسمت از آموزش HMI که در قالب یک فیلم آموزشی است به بررسی چند مورد از کاربردهای این تجهیز پرداخته ایم، که مشاهده آن شما را به خوبی با این تجهیز آشنا خواهد کرد.
FvDesigner نرم افزاری است که با آن میتوان HMI های شرکت Fatek را برنامه نویسی و طراحی کرد که میتوان گفت یکی از قدرتمندترین نرم‌افزار ها در این زمینه است که تمام سری محصولات شرکت فتک را پشتیبانی و برنامه ریزی می‌کند. برای دانلود این نرم افزار کافیست فرم قرار داده شده در زیر را تکمیل کنید
برای دریافت نرم افزار FV Designer فقط کافیه فرم رو تکمیل کنی
مقاله‌ای که خواندید بخشی از مطالب دوره آموزش اتوماسیون کار ماهر است.
برای یادگیری 0 تا 100 این دوره کلیک کن
اگر به دنبال افزایش مهارت خود در زمینه اتوماسیون صنعتی هستید،برای دریافت آموزش‌های رایگان در این حوزه، فقط کافیه فرم رو تکمیل کنید.
