HMI اچ ام آی

HMI اچ ام آی در اتوماسیون صنعتی مخفف عبارت Human-Machine Interface است و به رابطی اشاره دارد که بین انسان و ماشین در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی برقرار می‌کند. HMI به عنوان یک رابط کاربری بصری و عملکردی برای کنترل و نظارت بر سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود.

HMI معمولاً شامل ترکیبی از صفحه نمایش، دکمه‌ها، کلیدها، نشانگرها و سایر اجزای جهت ارتباط با سیستم اتوماسیونی است که کنترل و نظارت بر فرآیندهای صنعتی را برای کاربر فراهم می‌کند. این رابط کاربری باید بتواند اطلاعات مربوط به فرآیند صنعتی را به صورت گرافیکی و قابل فهم برای کاربر نمایش دهد و همچنین امکان کنترل و تعامل با سیستم را فراهم سازد.

با استفاده از HMI، اپراتورها و متخصصان می‌توانند فرآیندها و سیستم‌های صنعتی را کنترل کرده، تنظیمات را تغییر داده، نظارت بر عملکرد سیستم داشته باشند و اطلاعات را دریافت کنند. HMI همچنین قابلیت ثبت و ذخیره داده‌های فرآیند را داراست که برای تجزیه و تحلیل بعدی و بهبود عملکرد صنعتی استفاده می‌شود.

HMI معمولاً با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی طراحی و پیاده‌سازی می‌شود و اغلب از پروتکل‌های ارتباطی معمول در صنعت مانند Modbus، OPC و Ethernet استفاده می‌کند.

چگونگی برقراری ارتباط بین HMI و PLC

برای برقراری ارتباط بین HMI و PLC (Programmable Logic Controller) در اتوماسیون صنعتی، معمولاً از روش‌های زیر استفاده می‌شود:

1. استفاده از پروتکل‌های صنعتی:

بسیاری از HMI و PLC قابلیت پشتیبانی از پروتکل‌های صنعتی رایج را دارند که برای ارتباط بین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از پروتکل‌های معروف عبارتند از:

– Modbus:

یک پروتکل ارتباطی ساده و متداول است که در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود. HMI می‌تواند به عنوان کلاینت Modbus عمل کند و با استفاده از این پروتکل با PLC ارتباط برقرار کند.

– Profibus:

یک پروتکل ارتباطی صنعتی است که برای ارتباط با دستگاه‌های صنعتی مانند PLC و HMI استفاده می‌شود.

– EtherNet/IP:

یک استاندارد ارتباطی بر پایه Ethernet است که برای ارتباط بین دستگاه‌های اتوماسیون صنعتی مانند HMI و PLC استفاده می‌شود.

2. استفاده از واسطه‌ها:

در برخی موارد، از واسطه‌ها یا برنامه‌های میانی برای ارتباط بین HMI و PLC استفاده می‌شود. این واسطه‌ها معمولاً نرم‌افزارهایی هستند که قابلیت ترجمه و تبدیل پروتکل‌های مختلف را دارند. به عنوان مثال، می‌توان از OPC (OLE for Process Control) Server استفاده کرد که اطلاعات را از PLC دریافت کرده و آن‌ها را به فرمت قابل فهم برای HMI تبدیل می‌کند.

3. اتصال مستقیم:

در برخی موارد، HMI و PLC می‌توانند مستقیماً از طریق پورت‌های ارتباطی مانند RS-232 یا RS-485 به یکدیگر متصل شوند. این نوع اتصال به عنوان اتصال سریال معروف است و نیاز به تنظیمات پروتکل و پارامترهای مربوطه دارد تا ارتباط بین دستگاه‌ها برقرار شود.

در هر صورت، برای برقراری ارتباط بین HMI و PLC، باید تنظیمات مربوطه در هر دو دستگاه تنظیم شود تا فرآیند ارتباط به درستی انجام شود. این تنظیمات شامل نوع پروتکل، آدرس دستگاه، سرعت انتقال داده و سایر پارامترهای مشابه است.

انواع HMI از نظر عملکرد

با توجه به عملکرد و قابلیت‌های آن‌ها، HMI ها در انواع مختلفی در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در زیر، چند نوع رایج HMI از نظر عملکرد آورده شده است:

1. HMI نظارتی (Supervisory HMI):

این نوع HMI برای نظارت و کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود. آن‌ها اطلاعات مربوط به فرآیندهای صنعتی را نمایش می‌دهند و امکان کنترل و تنظیم پارامترها را برای اپراتورها فراهم می‌کنند. عملکرد اصلی آن‌ها ارائه یک رابط کاربری برای نمایش اطلاعات زنده و کنترل فرآیندهاست.

2. HMI پیشرفته (Advanced HMI):

این نوع HMI دارای قابلیت‌های پیشرفته‌تری است که فراتر از نمایش اطلاعات و کنترل ساده فرآیندها می‌رود. آن‌ها ممکن است از ویژگی‌هایی مانند گرافیک پیشرفته، نمایش نمودارها و گزارش‌گیری تحت وب برخوردار باشند. این نوع HMI ها به تجزیه و تحلیل داده‌ها، بهبود عملکرد و اتخاذ تصمیم‌های هوشمندانه کمک می‌کنند.

3. HMI تعاملی (Interactive HMI):

این نوع HMI امکان تعامل فعال کاربر با سیستم را فراهم می‌کند. به جای فقط نمایش اطلاعات، این نوع HMI به کاربران امکان می‌دهد تا با سیستم تعامل کنند و ورودی‌ها را تنظیم کنند. آن‌ها از عناصری مانند صفحه‌های لمسی، دکمه‌ها و کلیدها برای ارتباط بین کاربر و سیستم استفاده می‌کنند.

4. HMI پوششی (Panel HMI):

این نوع HMI برای کنترل و نظارت بر تجهیزات و دستگاه‌های خاص مانند موتورها، درایوها و سیستم‌های خنک‌کننده استفاده می‌شود. آن‌ها به طور معمول به صورت یک پنل جداگانه نصب می‌شوند و برای کنترل مستقیم و سریع تجهیزات مورد نظر استفاده می‌شوند.

به طور کلی، HMI ها بر اساس نیازهای صنعتی و برنامه‌های کاربردی مختلف طراحی و استفاده می‌شوند و قابلیت‌ها و عملکردهای متفاوتی دارند.

استفاده از HMI (Human-Machine Interface) در صنعت دارای بسیاری از مزایا است. در زیر، تعدادی از این مزایا آورده شده است:

1. سهولت استفاده:

HMI ها با رابط کاربری گرافیکی و قابل فهم، سهولت استفاده را برای اپراتورها و کاربران افزایش می‌دهند. این رابط کاربری شامل صفحه نمایش، دکمه‌ها و نشانگرهاست که به صورت بصری و شفاف اطلاعات را نمایش می‌دهد و امکان کنترل و تعامل با سیستم را فراهم می‌کند.

2. کاهش خطاها:

استفاده از HMI باعث کاهش خطاهای انسانی در عملکرد صنعتی می‌شود. با وجود رابط کاربری واضح و دسترسی به اطلاعات دقیق، اپراتورها می‌توانند با دقت بیشتری فرآیندها را کنترل کنند و خطاهای احتمالی را به حداقل برسانند.

3. زمان صرفه‌جویی:

HMI ها به اپراتورها کمک می‌کنند تا برای کنترل و نظارت بر فرآیندها و سیستم‌ها زمان کمتری صرف کنند. امکاناتی مانند دسترسی سریع به اطلاعات، ثبت تنظیمات و پارامترهای پیشین و نمایش گزارشات جامع، زمان را صرفه‌جویی می‌کند و بهبود کارایی عملیاتی را فراهم می‌کند.

4. نظارت و کنترل بهبود یافته: HMI ها به اپراتورها امکان نظارت و کنترل بهتر را می‌دهند. با نمایش دقیق اطلاعات در زمان واقعی، قابلیت تنظیم و تغییر پارامترها، نمودارها و نشانگرها، اپراتورها می‌توانند بهبود عملکرد فرآیندها را به راحتی تشخیص دهند و تغییرات لازم را اعمال کنند.

5. امکان تجزیه و تحلیل داده:

HMI ها اطلاعات و داده‌های مربوط به فرآیندها و سیستم‌های صنعتی را جمع‌آوری و ذخیره می‌کنند. این اطلاعات می‌توانند برای تجزیه و تحلیل بعدی و بهبود عملکرد فرآیندها استفاده شوند. این امکانات تجزیه و تحلیل داده باعث بهبود مدیریت و تصمیم‌گیری استراتژیک در صنعت می‌شوند.

6. انعطاف‌پذیری:

HMI ها قابلیت تغییر و تنظیم پارامترها و صفحه‌های نمایش را به راحتی دارند. این انعطاف‌پذیری به کاربران اجازه می‌دهد تا براساس نیازهای خود، صفحه‌های نمایش خود را تنظیم و تغییر دهند و سفارشی‌سازی‌های مورد نیاز را اعمال کنند.