HMI یا رابط ماشین انسانی چیست؟

HMI به عنوان یک رابط کاربری بین اپراتور (شخص) و دستگاه، ماشین و یا سیستم های صنعتی عمل می‌کند.  بیشتر در زمینه یک فرآیند صنعتی کاربرد دارد.

همچنین به لحاظ فنی، برای هر صفحه نمایشی که به کاربر دسترسی و اجازه تعامل با یک سیستم را می‌دهد می‌تواند اطلاق شود. HMI ها از جهاتی شبیه به رابط های گرافیکی کاربر (GUI) هستند اما مترادف نیستند. رابط‌های کاربری گرافیکی اغلب در HMI برای قابلیت‌های تجسم کاربرد دارند.

در تنظیمات صنعتی، HMI ها را می‌توان برای موارد زیر کاربرد داشت:

• نمایش بصری داده ها
• زمان تولید، روندها و برچسب ها را پیگیری کنید
• بر شاخص های کلیدی عملکرد نظارت کنید
• مانیتورینگ ورودی و خروجی دستگاه
• و ...

مشابه اینکه چگونه با سیستم تهویه هوای خود در خانه خود تعامل دارید تا دمای خانه خود را بررسی و کنترل کنید، یک اپراتور کارخانه ممکن است از یک HMI برای بررسی و کنترل دمای یک مخزن آب صنعتی استفاده کند، یا برای دیدن اینکه آیا یک پمپ خاص در این واحد در حال حاضر در حال اجراست، از آن استفاده کند.

نمونه‌های اصلی HMI شامل صفحه‌نمایش‌های داخلی روی ماشین‌ها، مانیتورهای رایانه و تبلت‌ها است، اما صرف نظر از فرمت آن ها یا اصطلاحی که برای اشاره به آنها استفاده می‌کنید، هدف آنها ارائه اطلاعاتی درباره عملکرد و پیشرفت ماشین‌آلات است که به کاربران کمک می‌کند تا به طور دقیق‌تری از وضعیت فعلی تجهیزات مکانیکی خود آگاه شوند.

چه کسی از HMI استفاده می‌کند؟

فناوری HMI به عنوان یک رابط کاربری پرکاربرد در سازمان های صنعتی و شرکت های مختلف به منظور بهبود و بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی، توسط اکثر این سازمان ها به کار می‌رود.

به علاوه، شرکت های دیگری نیز از این فناوری برای بهبود تعامل با ماشین های خود استفاده می‌کنند و از طریق این رابط کاربری، فرآیندهای خود را بهبود می‌بخشند.

کاربرد HMI در صنایع:

• انرژی
• خوردنی و آشامیدنی
• تولید
• نفت و گاز
• قدرت
• بازیافت
• حمل و نقل
• آب و فاضلاب
• و خیلی ...

اپراتورها، یکپارچه‌سازان سیستم و مهندسان، به خصوص مهندسان سیستم کنترل، با HMI ها بیشترین تعامل را دارند. این متخصصان از HMI ها به عنوان منابع اساسی خود برای بررسی و نظارت بر فرآیندها، شناسایی مشکلات و نمایش اطلاعات کاربرد دارند.

کاربردهای رایج HMI

HMI ها از طریق ارتباط با کنترل کننده های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) و حسگرهای ورودی/خروجی، اطلاعات را دریافت و نمایش می‌دهند تا کاربران بتوانند به طور دقیق و به روز از عملکرد ماشین‌آلات خود مطلع شوند.

با توجه به نوع فعالیت، صفحه نمایش HMI می‌تواند برای نظارت و ردیابی عملکرد ماشین‌آلات یا انجام عملیات پیچیده‌تر مانند تنظیم سرعت تولید، خاموشی و روشنی ماشین‌آلات و... استفاده شود.

استفاده از HMI در فرآیندهای صنعتی باعث دیجیتالی کردن و مرکزی سازی داده ها برای بینندگان می‌شود. بدین وسیله منجر به بهبود عملکرد و بهینه سازی فرآیند می‌گردد.

با استفاده از HMI، اپراتورها می‌توانند به صورت دقیق اطلاعات مهم نمایشی در گرافیک ها، نمودار ها و داشبوردهای دیجیتال را ببینند.

همچنین آلارم ها را مدیریت کنند و با استفاده از سیستم های SCADA ERP و MES از طریق یک کنسول به طور مستقیم با سایر سیستم ها ارتباط برقرار کنند.

این امر به کاهش هزینه ها و بهبود کیفیت تولید کمک می‌کند و نیازهای صنعتی را برطرف می‌کند.

HMI فناوری پیشرفته ای است که با دیجیتالی کردن فرآیندهای صنعتی و تمرکز بر روی نمایش دادن داده ها، نیاز به روش های قدیمی مانند استفاده از کاغذ یا تخته سفید برای ثبت پیشرفت مکانیکی را از بین می‌برد.

با ارتباط مستقیم PLC ها با HMI، اپراتورها می‌توانند در زمان واقعی به اطلاعات دسترسی پیدا کنند و از مشکلاتی مانند کمبود اطلاعات و خطاهای انسانی کمتر شود.

به این ترتیب، HMI برای بهبود بهره وری فرآیندهای صنعتی بسیار مؤثر است.

تفاوت بین HMI و SCADA چیست؟

SCADA و HMI دو ابزار مهم در سیستم های کنترل صنعتی هستند که با هم ارتباط نزدیکی دارند.

در حالی که SCADA برای جمع آوری و نظارت بر داده های صنعتی استفاده می‌شود، HMI برای ارائه اطلاعات به صورت بصری به کاربران و کمک به آن ها در نظارت و کنترل فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برخلاف SCADA ،HMI ها اطلاعات را به پایگاه دیتا متصل نمی شوند و جمع آوری و ضبط نمی کنند. هر دو ابزار در سیستم کنترل صنعتی کاربرد دارند و به کاربران این امکان را می‌دهند که به طور موثر تری در نظارت و کنترل فرآیندهای صنعتی خود عمل کنند.

در بسیاری از سیستم های کنترل صنعتی، HMI به عنوان بخشی از یا در کنار یک سیستم SCADA عمل می‌کند و به بهبود کارایی و کنترل فرآیندهای صنعتی کمک می‌کند.

توسعه روند در فناوری HMI

در دهه اخیر، نیازهای عملیاتی و تجاری صنعت به تحولاتی در فناوری HMI منجر می‌شود.

در حال حاضر، روش‌های پیشرفته‌تر HMI به طور گسترده‌تری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این روش‌ها شامل HMI با کارایی بالاتر، صفحه نمایش لمسی و دستگاه‌های تلفن همراه به همراه مدل‌های سنتی‌تر هستند.

روش‌های HMI پیشرفته‌تر فرصت‌های بیشتری برای تعامل و تجزیه و تحلیل تجهیزات فراهم می‌کنند.

به عبارت دیگر، این روش‌های مدرن HMI می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا بهترین عملکرد ممکن را از تجهیزات خود بدست آورند و بهبود مستمری در فرآیندهای صنعتی خود ایجاد کنند.

HMI با کارایی بالا

اپراتورها و کاربران به دنبال تعامل سریع و مؤثر به سمت HMI با طراحی و کارایی بالا حرکت می‌کنند.

تکنیک طراحی مبتنی بر در نظر داشتن  ضروری‌ترین شاخص‌ها در رابط، به کاربر کمک می‌کند تا مشکلات را به طور کارآمدتر دریابد و تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرد.

نشانگرهای HMI های با کارایی بالا، ساده و عمداً از هرگونه گرافیک یا کنترل اضافی به دور خواهد بود. سایر عناصر طراحی مانند رنگ، اندازه و محل قرارگیری با احتیاط مورد استفاده قرار می‌گیرند تا تجربه کاربری را بهینه کنند.

تلفن همراه هوشمند لمسی

در دهه گذشته، تحولات جدید در نیازهای عملیاتی و تجاری، باعث شده است که فناوری HMI تحولاتی را تجربه کند.

امروزه، صفحه نمایش های لمسی و دستگاه های تلفن همراه به عنوان دو نمونه توسعه اچ ام ای معرفی می‌شوند.

در این روش، با لمس صفحه نمایش به جای استفاده از سوئیچ ها و دکمه ها، اپراتورها  به کنترل ها دسترسی دارند.

صفحه نمایش های لمسی که از طریق SCADA/HMI مبتنی بر یک برنامه کاربردی یا وب در اچ ام ای تلفن همراه، استفاده می‌شود، بسیار حائز اهمیت است. از جمله مزایایی که HMI موبایل، برای اپراتورها ارائه می‌دهد، دسترسی سریع به اطلاعات HMI و نظارت از راه دور.

نظارت از راه دور

صحبت در مورد این است که نظارت از راه دور سازگار با دستگاه های موبایل، برای اپراتورها و مدیران انعطاف پذیری و دسترسی بیشتری را فراهم می‌کند.

به عنوان مثال، یک مهندس سیستم کنترل می‌تواند با استفاده از دستگاه قابل حمل خود به راحتی دمای انبار را بررسی کند، به جای آن که برای این کار به محل نیازمند باشد.

این ویژگی می‌تواند به مدیران کمک کند تا فرآیندهای مختلف را در کارخانه ها و محیط های صنعتی رصد و بررسی کنند. حتی در صورتی که آن ها در فاصله کیلومتری از محل مورد نظر باشند.

این امکانات به مدیران کمک می‌کند که در هر زمان و هر مکانی دسترسی به اطلاعات مهم خود دارند و به راحتی آن ها را مدیریت کنند.

Edge-of-Network و Cloud HMIs

HMI های لبه شبکه به اپراتورها امکان دسترسی به داده ها و تجسم از دستگاه های میدانی را می‌دهند.

با ارسال داده ها از اچ ام ای های محلی به ابر، می‌توان به آنها از راه دور دسترسی پیدا کرد و آن ها را تجزیه و تحلیل کرد.

به این ترتیب، امکان ایجاد یک سیستم کنترل و نظارت بر دستگاه های میدانی در سرتاسر یک شبکه، فراهم می‌شود.

با استفاده از اچ ام ای های لبه شبکه، می‌توان از فناوری های جدیدی مانند IoT، تحلیل داده ها و هوش مصنوعی به صورت محلی استفاده کرد و به صورت فوری واکنش نشان داد.

نگاهی به آینده HMI

در حال حاضر، مهندسان پیشرو در صنعت تولید، در حال تحقیق و پژوهش برای ارائه راه حل‌هایی برای استفاده از تکنولوژی واقعیت افزوده و واقعیت مجازی در فرآیندهای تولید هستند.

این تحقیقات به منظور بهبود عملکرد و کیفیت تولید، کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره وری در صنعت صورت می‌گیرد.

به طور خلاصه، مهندسان در حال بررسی راهکارهایی برای استفاده از AR  (واقعیت افزوده ) و VR (واقعیت مجازی) در تولید هستند.

در واقع، به دلیل توانایی هایشان در جمع آوری و نمایش داده های تولید، به طور مداوم در حال تکامل هستند.

بسیاری از شرکت های تولیدکننده همچنان به دنبال راه حل های نوین هستند. با این حال، هدف نهایی همیشه بهترین رابط کاربری برای اپراتورها و مدیران است. بنابراین هر چه تکنولوژی پیشرفته تر شود، نیاز به استفاده آسان و کاربر پسند همچنان وجود دارد.

برای دسترسی به منبع مقاله اینجا کلیک کنید.

امیدوارم از خواند مقاله "HMI | رابط انسان و ماشین چیست؟" لذت برده باشید.