HMI چیست و چگونه کار می کند؟

امروز شما همه چیز را در مورد HMI ها خواهید آموخت. شاید تا به حال در مورد HMI نشنیده باشید، اما شرط می بندم که مرتباً با آنها روبرو می شوید

HMI مخفف واسط انسان و ماشین (Human Machine Interface) است. ما از HMI در صنعت برای کنترل و نظارت بر ماشین ها استفاده می کنیم. یک HMI بسیار رایج که همه شما به طور منظم با آن مواجه می شوید، دستگاه خودپرداز است. صفحه نمایش و دکمه های فشاری به شما این امکان را می دهد که دستگاه را برای توزیع مقدار مشخصی پول یا واریز پول به کار بیاندازید.

ویدئوی زیر نحوه عملکرد و کاربردهای HMI را بررسی کرده است و در واحد تحقیقات موسسه موتور درایو ترجمه و زیرنویس شده است.

حالا بیایید در مورد HMI های صنعتی صحبت کنیم. داشتن یک فرآیند خودکار خوب در صنعت بدون HMI دشوار خواهد بود. بسیاری از اوقات یک HMI به شکل یک صفحه نمایش است، به نوعی مانند صفحه نمایش کامپیوتر، و بیشتر اوقات، آنها صفحه نمایش لمسی هستند.

یک اپراتور یا پرسنل تعمیر و نگهداری می تواند دستگاه را از طریق HMI به کار انداخته و بر کارکرد آن نظارت کند.

ممکن است آنها شامل اطلاعاتی مانند دما، فشار، مراحل فرآیند و مقدار مواد باشند. این دستگاه ها همچنین می توانند سطوح بسیار دقیق را در مخازن و موقعیت های دقیق ماشین ها را نشان دهند.

جایی که اطلاعات ماشین قبلاً روی چندین نشانگر مشاهده می شد، اکنون می توان آن را در یک صفحه مشاهده کرد. امکانات فقط محدود به نرم افزار و سخت افزار مورد استفاده است.

برای پرسنل تعمیر و نگهداری، بسیاری از HMI ها نیز می توانند به منطق PLC متصل شوند و آن را برای اهداف عیب یابی روی صفحه نمایش دهند. این کار می تواند در مقایسه با اتصال هر بار کامپیوتر یا لپ تاپ در زمان با ارزش صرفه جویی ایجاد کند.

یکی دیگر از مزایای داشتن HMI مدرن این موضوع است که کارخانه ها و سایر سایت های صنعتی می توانند چندین ماشین یا تجهیزات دیگر را همزمان نظارت و کنترل کنند. یک مرکز تولیدی کوچک حتی می‌تواند کل فرآیند کارخانه را روی یک HMI در مرکز نظارت کند.

تاسیسات آب و فاضلاب سال ها از این امکان با اتصال HMI به PLC استفاده کرده اند. آنها قادر به نظارت بر مکان های دور، مانند پمپ های آب، و همچنین تجهیزات داخل کارخانه هستند.

احتمالاً اکنون به این نتیجه رسیده اید که HMI پنل عملیاتی و صفحه مانیتورینگ است. اما در حالت واقعی و در کارخانه HMI چگونه به دستگاه متصل می شود تا بتواند آن را کنترل و نظارت کند؟ بیایید یک نگاهی بیندازیم.

اول، HMI ها از نرم افزار خاصی استفاده می کنند تا مهندسان بتوانند آنها را به درستی برنامه ریزی کنند. بر این اساس برندهای مختلف تولید کننده پنل HMI بر این اساس از نرم افزارهای متفاوتی استفاده می کنند.

این نرم افزار به مهندس اجازه می دهد تا بر اساس نیاز مشتری طراحی کند که اپراتور واقعاً چه چیزی را روی صفحه می بیند، چه چیزی را می تواند روی صفحه نظارت کند، چه دکمه هایی را می توان فشار داد و چگونه اپراتور می تواند دستگاه را دستکاری کند.

به عنوان مثال، در یک HMI ممکن است یک مخزن بزرگ روی صفحه نمایش داده شود که سطح یک مایع را نشان می دهد. در کنار مخزن یک پمپ برای پایین آوردن سطح مایع وجود دارد.

یک HMI همچنین می‌تواند دکمه شروع و توقف را روی صفحه نمایش کنار پمپ نمایش داده و این دکمه ها قابل استفاده باشد.

این نمایشگر می تواند بصورت واقعی پمپ را روشن و خاموش کند.اما، این کار به سادگی قرار دادن یک دکمه روی صفحه یا مخزن دارای سطح روی صفحه نیست.

شخصی که برنامه نویسی HMI را انجام می دهد باید هر نشانگر و دکمه را به آدرس ورودی یا خروجی خاصی از PLC برنامه ریزی کند.

ضروری است این نکته را ذکر کنیم که HMI و PLC باید با هم سازگار باشند.

این بدین معنی است که نیاز است آنها قادر به صحبت کردن یا نوعی ارتباط با یکدیگر باشند. آنها این کار را روی چیزی انجام می دهند که پروتکل نامیده می شود. شرکت های مختلف از پروتکل های متفاوتی استفاده می کنند.

پروتکل های رایج Modbus، Ethernet/IP و Profibus هستند. اینها همه فقط شبکه های صنعتی هستند، به نوعی مانند شبکه ای که ممکن است در خانه خود با چندین رایانه، تلویزیون یا دستگاه های دیگر متصل به یکدیگر ایجاد کنید.

اطلاعات پروتکل های مورد استفاده تولید کننده دستگاه به آسانی از روی وبسایت هر سازنده قابل دستیابی است.

هنگامی که PLC و HMI “صحبت می کنند”، هر آنچه در HMI برنامه ریزی شده است می تواند برای نظارت و کنترل عملکردهای PLC استفاده شود.

بیایید مرور کنیم، امروز برخی از اصول اولیه در مورد یک HMI یا واسط ماشین انسان را آموخته اید. اینها مانیتورها و کنترل‌های یک ماشین هستند که به اپراتور اجازه می‌دهد ماشینی را به کار انداخته و یا ماشینی را نظارت کند.

مهندسان می توانند یک HMI را طوری برنامه ریزی کنند که تقریباً هر عملکردی را که می توان کنترل کرد یا اطلاعاتی که می تواند توسط PLC نظارت شود را انجام دهد. HMI و PLC برای نظارت و کنترل دستگاه با هم کار می کنند. این بدان معنی است که آنها باید سازگار باشند و همچنین باید به همان زبان صحبت کنند. یا به عبارت دیگر از یک پروتکل مشترک استفاده کنند.

این به شکل یک پروتکل است که فقط یک شبکه صنعتی است.