HMI مخفف MAN MACHINE INTERFACE و به معنای میان ارتباط انسان و ماشین است.
از آن برای نظارت و تنظیم پارامتر های دستگاه های صنعتی مانند پی ال سی اینورتر و غیر استفاده میشود.
با ورود سیستم هخای کنترلی هوشمند نظیر پی ال سی به صنعت نیاز به صفحات گرافیکی مثبتی بر کامپیوتر جهت نظارت بر پروسه شکل شکل گرفت بدین ترتیب سیستمی که توانایی نمایش گرافیکی پروسه و اعمال فرمان به سیستم کنترل را داشته باشد ارائه شد. این سیستم ها به HMI معروف شدند. امروزه از طریق آن میتوان علاوه بر نمایش گرافیکی پروسه و دیتاهای فرآیند این دیتاها را نیز ذخیره و آرشیو نمود.
HMI در واقع یک نمایشگر ال سی دی است. و میتوان آن را برنامه ریزی کرد. و همچنین برای تغییر پارامتر های مختلف و کنترل سیستم استفاده کرد در فرآیند های صنعتی اتوماسیون فرآیند ها بدون استفاده از HMI برای ما بسیار دشوار است.
این نمایشگر پنل ارتباطی کنترلر است.این پنل شامل یک صفحه کلید عددی و یک صفحه ال سی دی برای نمایش متن است.
HMI به عنوان یک نوع نمایشگر حرفه ای در اتوماسیون صنعتی ایفی نقش میکند. کارکرد اصلی این نمایشگر قدرتمند برقراری ارتباط بین انسان و ماشین است.هنگامی که ارتباطی بین انسان و ماشین وجود دارد. اپراتور این نمایشگر در هر شرایطی میتواند فرآیند های صنعتی را مانیتور و کنترل کند. دانستن کاربرد های منحصر به فرد HMI باعث میشود افرادی که تمایل به خرید این محصول داشتند این محصول را با دانش بیشتری خریداری کنند. و از این نمایشگر نهایت استفاده را ببرید کاربردهای اصلی HMI شامل موارد زیر میباشد.
توانایی افزایش راندمان تولید و بهینه سازی فرآیند
امکان مدیریت آلارم ها
قابلیت اتصال به سیستم های MES و SCADA
داشتن نظارت متمرکز بر داده های فرآیند
نمایش داده های فرآیند در قالب نمودار های گرافیکی مختلف
از جمله قابلیت های مهم برخی از سیستم های مانیتورینگ میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
امکان نمایش گرافیکی پروسه و تجهیزات به کار رفته در آن
امکان نمایش دیتاهای مربوط به سنسور ها و فرمان های اعمالی به عملگر ها
امکان آرشیو سازی مقادیر فرآیند و نمایش آن ها به صورت منحنی و جدول
امکان تعریف پیام های آلارم و نمایش و ذخیره سازی آن ها
امکان تعیین کاربران مختلف با سطوح دسترسی متفاوت جهت کار با سیستم مانیتورینگ
امکان کنترل از راه دور از طریق اینترنت
امکان پیاده سازی بصورت شبکه (سرور/کلاینت)
سهولت پیاده سازی و ارتباط با سیستم کنترل
مهمترین کاربرد HMI این است که به انسان اجازه میدهد پارامترهای مختلفی را در طول فرآیند اتوماسیون صنعتی کنترل کند.
به عنوان مثال درحین تولید محصول امکان کنترل و تنظیم پارامترهایی مانند دما و سرعت و... وجود دارد.این توانایی نمایشگر باعث شده است که امروزه فرآیند های صنعتی به دلیل کنترل بهره وری بیشتری داشته باشند. و مدیران صنعتی بتوانند در تمامی مراحل تولید صنعتی شاهد اجرای بهتری باشند. باتوجه به ویژگی های منحصر به فرد نمایشگر صنعتی امروزه HMI در بسیاری از صنایع برای کنترل و نظارت بر بخش های مختلف استفاده میشود.
HMI میتواند دارای امکانات متنوعی از جمله نمایش داده ها وضعیت سیستم ورودی و خروجی ها کنترل تجهیزات و گزارش های عملکرد باشد.این ابزار ها برای انواع صنایع از تولید و ماشین آلات تا سیستم های اتوماسیونی مورد استفاده قرار میگیرند. تا کاربران به راحتی با سیستم ها ارتباط برقرار کرده و فرآیند ها را کنترل کنند.
HMI معمولا دارای صفحه لمسی بوده و المان های خطوط صنعتی با گرافیک مختلف در آن نشان داده میشود.
از طریق این نمایشگر میتوان برکل فرآیند نظارت داشت آلارم ها و خطاها و ... را میتوان دید و به نمایش گذاشت. HMI در دو حالت اتوماتیک و دستی قابل استفاده است و این ابزار مهم دارای المان های مختلف برای کنترل فرایند است که برای روشن و خاموش کردن تغییر مقادیر مختلف و تنظیمات مربوطه میتوان از آن ها استفاده کرد. وظیفه HMI مانیتورینگ است. توانایی کنترل و اجرای فرآیند ها را به تنهایی ندارند.
منظور ما از اچ ام آی شامل یک نمایشگر قابل لمس است که رابط گرافیکی آن توسط نرم افزار های مخصوص طراحی میشود. از این طریق کاربر یا اپراتور قادر خواهد بود از طریق دکمه های فرمان روی نمایشگر HMI نسبت به تغییر وضعیت سیستم اقدام نماید. این اقدام میتواند در نتیجه مشاهده فرآیند از روی نمایشگر HMI نهایی شود.
اچ ام آی قابلیت اتصال به انواع پورت های ارتباطی را داراست این نمایشگر ها شکل های متنوعی دارند. از نمایشگر های از پیش نصب شده روی ماشین آلات تا صفحه نمایشگر کامپیوتر ها انواع تبلت و موبایل هم میتوانند به عنوان HMI به کار گرفته شوند.
فناوری HMI به صورت تقریبی توسط تمامی صنایع و سازمان ها به جهت تعامل با ماشین های آن مجموعه و بهینه سازی فرآیند های صنعتی به کار گرفته میشود. از جمله صنایعی که با بهره گیری از سیستم اچ ام آی فعالیت میکنند به صورت زیر طبقه بندی میشوند.
انرژی
پتروشیمی
غذا و نوشیدنی
ساخت و تولید
بازیافت
حمل و نقل
آب و فاضلاب
دفاعی
اجزای اصلی یک نمایشگر یا HMI شامل صفحه نمایش ، پردازنده، حافظه و ارتباط دهنده ها مانند پورت های ارتباطی است.این اجزا با همکاری یکدیگر امکان برقراری ارتباطی بین انسان و ماشین را در محیط های صنعتی و غیر صنعتی فراهم میکنند.
اجزای HMI
صفحه نمایش
این بخش وظیفه نمایش اطلاعات و داه ها را بر عهده دارد و میتواند لمسی یا غیر لمسی باشد.
پردازنده
مغز متفکر HMI است که وظیفه پردازش اطلاعات اجرای دستورات و مدیریت عملکرد کلی دستگاه را بر عهده دارد.
حافظه
برای ذخیره سازی اطلاعات سیستم عامل برنامه ها و داده های HMI استفاده میشود.
ارتباط دهنده ها(پورت ها و شبکه)
شامل پورت های مختلف مانند پورت های سریال و امکانات ارتباطات شبکه مانند WIFI است که برای اتصال به دستگاه های دیگر و تبادل اطلاعات با آن ها استفاده میشود.
کی پد
برخی از HMI ها دارای کی پد هستند که به کاربر امکان وارد کردن اطلاعات و کنترل دستگاه را ا ز طریق کلید های فیزیک میدهد.
ماژول ورودی / خروجی
این ماژول های برای اتصال HMI به سنسور ها عملگر ها و سایر تجهیزات میدانی استفاده میشوند و امکان جمع آوری داده ها و کنترل تجهیزات را فراهم میکنند.
منبع تغذیه
این بخش وظیفه تامین انرژی مورد نیاز HMI را بر عهده د ارد.
برای انتخاب یک نمایشگر HMI مناسب عوامل مختلفی باید مورد توجه قرار بگیرد.
ابتدا قیمت نمایشگر یکی از مهم ترین فاکتور هاست زیرا هزینه های سیستم باید با بودجه پروژه هماهنگ باشد.ابعاد صفحه نمایش نیز باید متناسب با فضای موجود و نیاز های کار تعیین شود به طوری که اندازه کافی برای نمایش اطلاعات فراهم کند بدون این که فضای زیادی را اشغال کند. پورت های ارتباطی نیز از اهمیت بالایی برخوردارند زیرا باید از پروتکل های و اتصالات متنوعی پشتیبانی کنند تا ارتباط با سیستم های دیگر ممکن شود.
نوع کنترلز متصل به مانیتور یکی دیگر از نکات مهم است.انتخاب کنترلر مناسب بسته به نوع فرآیند و کاربری خاص میتواند کارایی و عملکرد نمایش را بهبود بخشد.کیفیت و رزولوشن تصویر نیز بسیار حائز اهمیت است.زیرا یک صفحه نمایش با رزولوشن بالا و وضوح مناسب میتواند اطلاعات را به شکل واضح و خوانا به اپراتور ارائه دهد.عمر مفید مانیتور نیز باید مد نظر قرار گیرد.چرا که نمایشگرهایی با عمر طولانی تر هزینه های نگهداری و تعویض را کاهش میدهند.
در نهایت قابلیت های نرم افزاری پشتیبانی شده توسط نمایشگر باید متناسب با نیاز های خاص نرم افزاری و قابلیت های سیستم باشد.این ویژگی ها میتوانند شامل امکاناتی مانند پشتیبانی از نرم افزارهای سفارشی سازی گرافیک های پیچیده وقابلیت های آنالیز داده ها باشند.با توجه به تمامی این عوامل انتخاب HMI مناسب میتواند به بهره وری بیشتر و کنترل بهتر فرآیند های صنعتی منجر شود.
استفاده از اچ ام آی در صنعت دارای بسیاری از مزایاست.
سهولت استفاده
HMI با رابط کاربری گرافیی و قابل فهم سهولت استفاده را برای اپراتور ها و کاربران افزایش میدهند.این رابط کاربری شامل صفحه نمایش دکمه ها دکمه ها و نشانگرها است که به صورت بصری و شفاف اطلاعات را نمایش میدهد و امکان کنترل و تعامل با سیستم را فراهم میکند.
کاهش خطا
استفاده از اچ ام آی باعث کاهش خطاهای انسانی در عملکرد صنعتی میشود.با وجود رابط کاربری واضح و دسترسی به اطلاعات دقیق اپراتورها میتوانند با دقت بیشتری فرآیند ها را کنترل کنند وخطاهای انسانی احتمالی را به حداقل برسانند.
زمان صرفه جویی
HMI به اپراتور ها کمک میکنند تا برای کنترل و نظارت بر فرآیند ها و سیستم ها زمان کمتری صرف کنند.امکاناتی مانند دسترسی سریع به اطلاعات ثبت تنظیمات و پارامترهای پیشین و نمایش گزارشات جامع زمان را صرفه جویی میکند وبهبوبد کارایی عملیاتی را فراهم میکند.
امکان تجزیه و تحلیل داده
اچ ام آی ها اطلاعات و داده های مربوط به فرآیند ها و سیستم های صنعتی را جمع آوری و ذخیره سازی میکنند.این اطلاعات میتواند برای تجزیه و تحللی بعدی و بهبود عملکرد فرآیند ها استفاده میشوند.این امکانات تجزیه و تحلیل داده باعث بهبود مدیریت و تصمیم گیری استراژیک در صنعت میشوند.
انعطاف پذیری
HMI قابلیت تنظیم و پارامترها و صفحه های نمایش را به راحتی دارند.این انعطاف پذیری به کاربران اجازهمیدهد تا بر اساس نیاز های خود صفحه های نمایش خود را و تنظیم و تغییر دهند و سفارشی سازی های مورد نیاز را اعمال کنند.
HMI با استفاده از یک نرم افزار اطلاعات عملکردی فرآیند صنعتی را در اختیار کاربر میگذارد و دستورات کنترلی از اپراتور دریافت میکند. معمولا اطلاعات به فرمت گرافیکی بر روی اچ ام آی نمایش داده میشود.از اچ ام آی برای مانیتورینگ ورودی و خروجی ماشین آلات نمایش تصویری دیتا و مشاهده زمان روند کار و تگ ها استفاده میشود.
پنل های HMI امکان استپ و استارت تنظیمات ست پوینت و انجام فانکشن های دیگر برای تنظیم و تعامل با سیستم کننترل را به کاربر میدهد.
به این دلیل که اساس عملکرد HMI نرم افزاری است سیم کشی ها از سیستم حذف میشود لذا انجام تنظیمات برای کاربربسیار آسان خواهد بود.
انواع HMI
اچ ام آی امکان مدیریت انواع کنترل و تصویر سازی فرآیند ها را فراهم میکند.ساده ترین آن مدل هایی است که ورودی از طریق صفحه لمسی وارد میشود و پیشرفته ترین نوع آن کنترل پنل هایی است که برای سیستم ها اتوماسیون صنعتی بسیار پیچیده مورد استفاده قرار میگیرد.
HMI کی پد دار
از نام این نمایشگر پیداست این مدل یک نوع پنل کنترلی است که دکمه هایی روی آن تعبیه شده است که هرکدام از این دکمه ها کاربری خاص خود را دارند.بسیاری از کارخانجات جهت بالا بردن راندمان و تولید خود از این مدل HMI استفاده میکنند. با استفادهاز این مدل کاربر میتواند تنها با یک رابط کاربری آسان دستورات مختلف را به یک یا چند ماشین صادر کند. زمانیکه کلیه دستورات در یک محل تجمیع میشوند کنترل دستی ماشین توسط اپراتور بسیار راحت خواهد بود.
HMI کنترل داده
این نوع نمایشگر برای جمع آوری دیتا استفاده میشود. این اطلاعات بسته به تشخیص کاربر میتواند به یک پرینتر و یا کامپیوتر منتقل میشود. از این HMI درموارد کاربرد دارد که با دیتا های بسیار زیادی مواجه هستیم. اگر در فرآیندی نیاز باشد که دیتا از ماشین آلات و یا تجهیزات جمع آوری شود. از این نوع نمایشگر استفاده میشود.
HMI ناظر
سومین نوع اچ ام آی ناظر است که معمولا با سیستم عامل ویندوز کار میکند. استفاده از این نوع اچ ام آی به دلیل صفحه گرافیکی و لمسی اجازه بیشترین سطح تعامل کاربر با ماشین آلات و فرآیند را میدهد. این نوع اچ ام آی رایج ترین نوع اچ ام آی است.
برند های مختلفی در دنیا برای اچ ام آی ثبت شده است.در این بین برخی برندها دارای کیفیت بیشتر و برخی نیز دارای ویژگی های خاص هستند.
HMI چینی
نمایشگر های چینی در حال حاضر بیشترین فراوانی در بازار را دارا هستند.قیمت ارزان اچ ام آی ها اصلی ترین ویژگی آن هاست که مشتری را به خرید آن راغب میسازد.از معروف ترین برند های چینی میتوان به دلتا و ال اس اشاره کرد.
HMI ژاپنی
ژاپن پیشگام در صنعت تولیدات اتوماسیون صنعتی است.اچ ام آی ژاپنی علاوه بر کیفیت راضی کننده قیمت های مناسبی نیز دارند. از مهم ترین برند های ژاپنی میتوان به امرون و میتسوبیشی اشاره کرد.
HMI آلمانی
برند های آلمانی معمولا در زمینه تولید ابزار دقیق با کیفیت ترین برند ها محسوب شده و جزو برترین برندهای اچ ام آی نیز میباشند.از معروف ترین اچ ام آی های آلمانی برند زیمنس است.
HMI آمریکایی
برند های آمریکائی نیز از دوام و استحکام و کارائی بالایی برخوردار هستند و درمیان اتوماسیون کاران طرفداران ویژه خود را دارند. از معروف ترین برند های اچ ام آی آمریکایی میتوان به ALLEN BRADELY وBECKHOFF اشاره کرد.
HMI یا رابط انسان و ماشین نقش مهمی در ارتباطی بینی انسان و سیستم های مختلف دارد.
در زیر به برخی از کاربردهای اصلی آن اشاره میشود.
کنترل صنعتی
این تجهیز صنعتی در کنترل های صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.به طوری که اپراتور ها قادرند با استفاده از صفحه نمایش لمسی یا دیگر واسط ها و ئستگاه ها و فرآیند ها را کنترل و نظارت کنند.
سیستم های اتوماسیون
HMI به عنوان رابط کاربری برای سیستم های اتوماسیون صنعتی خانگی و تجاری استفاده میشود.تا کاربران بتوانند پارامترها و عملکرد های مختلف را تنظیم و کنترل کنند.
کنترل خودرو
در صنعت خودرو سازی برای کنترل دستگاه های مختلف داخل خودرو مانند سیستم های سرگرمی تنظیمات رانندگی و سایر امکانات استفاده میشود.
صنایع پتروشیمی و نفت
در این صنایعHMI رای کنترل و نظارت بر فرآیند های تولیدی و ایمنی استفاده میشود. زیرا امکانات بررسی و کنترل دقیق تراکم فشار ذما و سایر پارامترهای مرتبط را فراهم میکند.
ساختمان های هوشمند
از این تجهیز در ساختمان های هوشمند به عنوان واسط کاربری برای کنترل سیستم های روشنایی گرمایش تهویه مطبوع و امنیت مورد استفاده قرار میگیرد.
صنایع غذایی
در کنترل فرآیند های تولیدی و بسته بندی در صنایع غذایی بکار میرود تا به کاربران امکان کنترل دقیق فرآیند ها و تنظیمات را فراهم کند.
پزشکی و بهداشتی
در تجهیزات پزشکی وبهداشت HMI برای کنترل دستگاه های پزشکی مانند دستگاه های تشخیص دستگاه های جراحی و سایر تجهیزات پزشکی استفاده میشود.
کاربرد های رایانه ای
HMI در کنار رایانه ها و سیستم های کامپیوتری برای کنترل و میدریت سیستم های مختلف نظیر شبکه ها سیستم های امنیتی و سرور ها استفاده میشود.
با توجه به تنوع کاربردهای HMI این تکنولوژی به شکل گسترده ای در صنایع مختلف به کار میرود و نقش مهمی در افزایش کارایی و کنترل دقیق فرآیند ها دارد.
تعداد و میزا ن خرابی HMI به عوامل متعددی بستگی دارد و نمیتوان به صورت کلی برای همه صنایع و دستگاه ها یک پاسخ قطعی ارائه داد.عواملی مانند شرایط محیطی نوع دستگاه،تعداد استفاده و میزان استفاده سطح نگهداری تا به کنترل عملکرد دستگاه ها و تسهیل تصمیم گیری اپراتور ها در خطوط تولید کمک کنند.به طور کلی HMI ها به دلیل استفاده گسترده در صنایع و دستگاه های صنعتی ب عنوان یکی از عناصر حیاتی در فرآیند تولید و کنترل فرآیند نیاز به نگهداری و تعمیرات دوره ای دارند.با انجام نگهداری و تعمیرات دوره ای میتوان از خرابی و عیب های مختلفی که ممکن است در این دستگاه های رخ دهد جلوگیری کرد واز عملکرد بهتر و طولانی مدت آن ها مطمئن شد. ولی در کل با توجه به استفاده گسترده در صنایع مهم تعداد خرابی این دستگاه ها نیز گسترده است. توانایی انجام تعمیرات آن میتواند بصورت یک تخصص عالی و پولساز خود را نشان دهد.
HMI یا رابط کاربری انسان و ماشین،اگر چه مزایای زیادی دارد اما معایتی نیز دارد که در ادامه به
آن ها اشاره میکنیم.
معایب HMI
هزینه
اجزای این نمایشگر میتواند هزینه بر باشد زیرا نیاز به خرید و نصب سخت افزار و نرم افزار مرتبط دارد.
پیچیدگی
برخی از HMI ها پیچیده هستند و ممکن است ممکن است برای اپراتور ها نیاز به آموزش اضافی داشته باشند.این میتواند در کاربرد هایی که اپراتور نیاز به دسترسی سریع و آسان به داده ها دارد مشکل ساز شود.
خرابی
HMI ممکن است در اثر عوامل مختلفی مانند خرابی صفحه نمایش مشکلات اتصال یا خرابی برد تغذیه دچار مشکل شود.
وابستگی
اگر اچ ام آی از کار بیفتد اپراتور ممکن است نتواند به داده های یا دستورات ورودی دسترسی پیدا کند و این میتواند عملکرد فرآیند را مختل کند.
خطای انسانی
اپراتورها ممکن است هنگام استفاده ازHMI اشتباه کنند. مانند وارد کردن دستورات نادرست یا نادیده گرفتن هشدارها.
محدودیت های سخت افزاری
HMI ممکن است نسبت به کامپیوتر های شخصی دارای محدودیت هایی مانند حافظه محدود باشند.
مشکلات ارتباطی
گاهی اوقات ارتباط بین پی ال سی و اچ ام آی ممکن است کند و با تاخیر باشد که میتواند به دلیل سرعت انتقال داده ها محدودیت هایی پردازش داده یا مشکلات شبکه باشد.
مشکل امنیتی
در فرآیند های صنعتی که HMI و PLC نقش حساسی دارند. مشکلات امنیتی نیز ممکن است رخ دهد.
احتمال دارد مانیتور یا نمایشگر صنعتیدر طول کارکرد خود دچار خرابی یا ایراد شود در تعمیر اچ ام آی باید این را بدانیم که HMI از دو بخش نرم افزار و سخت افزار تشکیل شده است.پس ایراد و خرابی ها شامل هر دو بخس میشود. در تعمیر HMI برخی از خرابی ها به دلیل ماهیت نوع ساختار و فن آوری که دارند احتیاج به تعمیرات حرفه ای و تخصصی تر دارند.
ایراد هایی که به آن ها اشاره میشود در تعمیر اچ ام آی احتیاج به متخصص خاص خود را دارد.
خاموشی اچ ام آی و روشن نشدن مجدد آن
خاموش و روشن شدن مداوم و خود به خودی اچ ام آی
خاموش شدن صفحه نمایشگر در حین انجام کار
کم شدن نور صفحه اچ ام آی
عدم نمایش تصاویر
خرابی کیسینگ HMI
خرابی خود به خود پنل یا خرابیدر اثر ضربه
عدم امکان برنامه ریزی مجدد HMI
ارسال نشدن فرمان توسط HMI
معیوب بودن برد تغذیه که باعث خرابی برد اصلی خواهد شد
ذخیره نشدن تنظیمات توسط HMI
خرابی پورت یو اس بی
شکستگی صفحه نمایش
شکستگی یا از کار افتادن تاچ اچ ام آی
اگر HMI خراب شود یا عملکرد نادرستی داشته باشد اپراتور قادر به دسترسی به اطلاعات ورودی دستگاه ها و سیستم های کنترلی نخواهد بود و این میتواند به خطاهایی در تصمیم گیری و کنترل منجر شود.علاوه بر این خرابی HMI ممکن است منجر به توقف یا اختلال در فرآیند تولید و سیستم های کنترلی شود. این اختلالات میتوانند به خسارات مالی و زیان برای تجهیزات و نیز ایمنی و سلامت کارکنان منجر شوند.
بنابراین میتوان گفت که خرابی HMI در سیستم های صنعتی و تجهیزات الکترونیکی بسیار تاثیر گذار است و باید با رعایت نکاتی مانند نگهداری و تعمیرات منظم از حداقلین نگهداری و خرابی آن ها برای جلوگیری از خسارات احتمالی پیشگیری شود.
با توجه به نوع و کاربری نمایشگر های صنعتی علت بیشترین خرابی آن ها میتواند متفاوت باشد.ااما درکل برخی از اصلی ترین علت های خرابی نمایشگر های صنعتی عبارتند از
شوک و لرزش
نمایشگر های صنعتی در محیط های سخت و صنعتی کار میکنند که ممکن است با شوک ها و لرزش های شدید مواجه شوند.این شوک ها و لرزش ها میتوانند باعث تخریب یا خرابی قطعات الکترونیکی درون نمایشگر شوند.
گرد و غبار و رطوبت
نمایشگرهای صنعتی برای استفاده در محیط های سخت طراحی شده اند اما گرد و غبار و رطوبت میتواند باعث خرابی در قطعات الکترونیکی درون آن ها شود.
دما
نمایشگر های صنعتی ممکن است در محیط های با دمای بالا یا پایین مورد استفاده قرار گیرند .در صورتی که نمایشگر مقاومت کافی در برابر دمای بالا یا پایین نداشته باشد میتواند باعث خرابی در آن شود.
نصب نا درست
نصب نادرست نمایشگر های صنعتی میتواند باعث خرابی در آن ها شود برای مثال نصب نمایشگر در محیط های با ارتفاع بالا یا نصب آن در معرض تابش نور خورشید میتواند باعث خرابی در آن شود.
خرابی قطعات داخلی
در نهایت خرابی قطعات داخلی نمایشگر مانند پردازنده مدار های الکترونیکی و یا خرابی باتری نگهدارنده اطلاعات میتواند باعث خرابی در نمایشگر شود.
مراحل تعمیر و عیب یابی HMI
تشخیص مشکل
مشکلات HMI شامل مواردی مانند صفحه نمایش معیوب عدم پاسخگویی به لمس مشکلات نرم افزاری یا مشکلات ارتباطی با PLC است.
بررسی قطعات سخت افزاری
برای رفع مشکلات سخت افزاری باید قطعاتی مانند منبع تغذیه صفحه نمایش و مدار های داخلی بررسی شوند.
آپدیت و ریست نرم افزاری
در صورت وجود مشکل نرم افزاری میتوان با آپدیت سیستم عامل یا ریست دستگاه آن را رفع کرد.
تعویض قطعات معیوب
در صورت خرابی قطعاتی مانند صفحه لمسی یا بردهای الکترونیکی باید آن ها تعویض شوند.
تست عملکرد
پس از تعمیر عملکرد دستگاه باید به دقت تست شود تا از صحت کار کرد آن اطمینان حاصل گردد.
اگر میخواهید دستگاهHMI شما بیشتر کار کنه و خراب نشه باید چند نکته ساده رو رعایت کنید.
منبع برق پایدار
برق نوسان دار میتواند دستگاه رو به خرابی دچار کند پس بهتره که همیشه از منبع برق با کیفیت استفاده کنید و UPS هم استفاده کنید.
محیط تمیز و خشک
HMI باید دور از گرد و غبار و رطوبت باشد. بهترین راه حل این است که آن ها را داخل محفظه های ضد آب و ضد گرد و غبار بذارید.
تمیز کاری منظم
صفحه نمایش و بدنه را با دستمال نرم و مواد مناسب تمیز کنید.این کار باعث میشه که طول عمر دستگاه بیشتر شود.
به روز رسانی نرم افزار
همیشه نرم افزار دستگاه را آپدیت کنید تا از مشکلات احتمالی جلوگیری بشود.
استفاده درست از صفحه لمسی
اگر اپراتور ها به درستی از صفحه لمسی از صفحه لمسی استفاده نکنند ممکن است دستگاه آسیب ببیند.آموزش استفاده درست از ملزومات استفاده از آن میباشد.
دما و تهویه مناسب
گرمای زیاد میتواند دستگاه را خراب کند. و سیستم تهویه مناسب برای دستگاه باید استفاده شود.
بررسی کابل ها و اتصالات
کابل ها و اتصالات را دوره ای بررسی کنید تا از خرابی های احتمالی جلوگیری شود.
کالیبراسیون صفحه لمسی
در بازه زمانی مشخص صفحه لمسی را کالیبره کنید تا دقت آن حفظ شود.
مدیریت بار پردازشی
از دستگاه برای کار های اضافی استفاده نکنید. فقط برنامه های ضروری روی آن نصب کنید.
مقابله با تداخل الکترو مغناطیسی
برای جلوگیری از تداخل الکترو مغناطیسی از کابل های مخصوص و فیلتر ها استفاده کنید.
آموزش اپراتورها
به اپراتور ها آموزش بدهید که چطور باید با دستگاه کار کنند و چه کار هایی نباید بکنند.
انتخاب اچ ام آی مناسب
بسته به شرایط محیطی گرما رطوبت و گردو غبار مدل مناسب انتخاب کنید.
پشتیان گیری منظم
تنظیمات و داده ها را به طور منظو ذخیره کنید که اگر مشکلی پیش آمد اطلاعات از دست خارج نشود.
نصب درست دستگاه
HMI را طبق دستور العمل های نصنب جای گذاری کنید تا از خرابی های اولیه جلوگیری شود.
اچ ام آی قابلیت این را دارد که از آن در نقش یک پی ال سی به صورت محدود استفاده کرد.برای انجام این کار لازم است از دستورات ماکرو استفاده شود.این دستورات گستردگی محدودی دارند و به کمک آن ها میتوان برخی پروسه ها را به جای اجرا در پی ال سی در HMI اجرا کرد. از مرسوم ترین این پروسه ها انتقال ساعت و تاریخ به پی ال سی از اچ ام آی است.عموما پی ال سی ها چون که باتری پشتیبان ندارند دارای ساعت داخلی نیستند.ولی اچ ام آی یا مانیتور به دلیل نداشتن باتری پشتیبان این امکان را فراهم میکند که پی ال سی از ساعت و تاریخ آن برای انجام پروسه های مختلف استفاده کند.
گاهی اوقات بدون نیاز به یک پی ال سی میتوان یک پروسه را کنترل کرد. حتی اگر نیاز به ورودی و خروجی دیجیتال یا آنالوگ باشد.علی رغم این که مانیتور هایی که درمورد آن ها صحبت میکنیم دارای پی ال سی داخلی و یا ورودی و یا خروجی دیجیتال نیستند لازم به ذکر است تنها برای پروژه هایی به شدت اقتصادی و البته محدود انجام این روش امکان پذیر است.
مانیتورها به روش های مختلفی به وسیله یک کامپیوتر برنامه ریزی میشوند.قدیمی ترین روش برنامه ریزی از طریق پورت است. اگرچه امکان برنامه ریزی مانیتور ها همچنان به وسیله این پورت وجود دارد. ولی روش های سریع تر و ایمن تر کنونی این روش را به اخرین روش برای برنامه ریزی اچ ام آی تبدیل کرده است.درحال حاضر مرسوم ترین روش برنامه ریزی اچ ام آی از طریق پورت یو اس بی است.در کنار این پورت برنامه ریزی ازت پورت اترنت برای مانیتور های دارای پورت اترنت نیز امکان پذیر است. ویژگی جالبی که بعضی از مانیتور ها دارند این است که امکان برنامه ریزی از طریق فلش مموری USB فراهم است.
مهنددسین برق برای موفقیت در عصره های مختلف صنعتی نیازمند مجموعه ای از مهارت های فنی و نرم هستند که یک از آن ها درک اصول کارکرد نرم افزار HMI است.
این نرم افزار ها به عنوان بخشی حیاتی از سیستم های کنترل و اتوماسیون صنعتی امکان تعامل بین اپراتور های و ماشین ها را فراهم می آورند.بنیابراین مهارت در استفاده و درک کامل از نرم افزار های اچ ام آیمهندسین را قادر میسازد تا در زمین های متنوعی از صنعت فعالیت کنند.در دنیای مدرن تسلط بر فناوری های نوین نیز برای مهندسین برق ضروری است.این شامل دانش درمورد اصول کار کرد نرم افزار HMI و همچنین فناوری هایی مانند اینترنت اشیاء و هوش مصنوعی است.توانایی ادغام این فناوری ها در سیستم های کنترل و اتوماسیون به مهندسین اجازه میدهد تا راهکار های نو آورانه ای برای بهبود بهره وری و کارایی در صنایع ارائه دهند.
مهارت های ارتباطی و تیمی نیز برای مهندسین برق ضروری است. این شامل دانش درمورد اصول کارکرد نرم افزار HMI مه نیاز به تعامل مداوم با دیگر اعضای تیم و بخش های مختلف یک پروژه دارد توانایی ارائه اطلاعات فنی به شکلی قابل فهم برای افراد غیر فنی مهارتی است که اهمیت آن در محیط های چند رشته ای و پروژه های بزرگ صنعتی بیشتر نمایان میشود.
در نهایت توسعه مداوم مهارت ها و آگاهی از آخرین پیشرفت ها در زمینه نرم افزار HMI دیگر فناوری های مرتبط برای مهندسین برق ضروری است. در دنیایی که هر روز شاهد نو آوری های جدیدی است. مهندسین باید به یادگیری مداوم متعهد باشند تا بتوانند از پیشرفت های فناوری به نفع پروژه ها و صنایعی که در آن ها فعالیت میکنند بهره مند شوند.
استفاده از نرم افزار HMI در صنایع مختلف به دلیل قابلیت های گسترده اش رواج یافته است اما با چالش هایی نیز همراه است.و می تواند کارری و اثر بخشی آن ها را تحت تاثیر قرار بدهد.یکی از اصلی ترین چالش ها تامین نرم افزار های HMI است.با توجه به اهمیت داده هایی که از طریق این نرم افزار ها جمع آوری و نمایش داده میشود اطمینان از امنیت آن ها در برابر تهدید های سایبری امری ضروری است.
یکی دیگر از چالش های مرتبط با نرم افزار HMI پیچیدگی در طراحی رابط کاربری است .
طراحان باید اطمینان حاصل کنند که رابط های کاربری هم برای مهندسین و هم برای اپراتور های خط تولید قابل فهم و کاربردی باشند. این امر میتواندچالش بر انگیز باشد زیرا باید تعادلی بین ارائه اطلاعات کافی و جلوگیری از ایجاد یک رابط شلوغ و دشوار برقرار شود.همچنین ادغام نرم افزار اچ ام آی با سایر سیستم های موجود در محیط صنعتی میتواند به یک چالش تبدیل شود.سازگاری و ادغام نرم افزار ها HMI با سیستم های کنترلی و سخت افزار های مختلف نیازمند برنامه ریزی دقیق و درک عمیقی از هر دو سیستم است.این موضوع به ویژه زمانی پیچیده میشود که با سیستم های قدیمی تر کار میشود که ممکن است به راحتی با فناوری های جدید سازگار نباشند.
علاوه بر این ها آموزش کاربران برای کار با نرم افزار HMI یکی دیگر از چالش های مهم است. اطمینان از اینکه تمامی کاربران از جمله اپراتور ها و مهندسین قادر به استفاده موثر از قابلیت های نرم افزار های HMI هستند نیازمند برنامه ریزی و اجرای برنامه های آموزشی جامع است. این موضوع به ویژه در محیط هایی که با تکنولوژی پیشرفته کمتر آشنا هستند اهمیت بیشتری پیدا میکند.برای مقابله با این چالش ها راهکار های متعددی وجود دارد. از جمله میتوان به اجرای پروتکل های امنیتی قوی طراحی رابط های کاربری با توجه به نیاز های کاربران استفاده از استاندارد های صنعتی برای تسهیل ادغام و توسعه برنامه های آموزشی موثر اشاره کرد. با پیاده سازی این راهکار ها میتوان از قابلیت های نرم افزار HMI به نحو احسن استفاده کرد و به بهبود عملیات صنعتی کمک کرد.
پی ال سی و اچ ام آی ارتباط مستقیم دارند. باید این نکته را در نظر داشت که ارتباط صحیح بین PLC و HMI برای عملکرد درست و صحیح فرایند ها ضروری است.
نکته بعدی این است که هر تغییری در پارامتر های پی ال سی به آسانی انجام میشود. توسط HMI صورته گرفته است. نکته بعد این است که ما میتوانیم تا 225 PLC را به یک HMI متصل کنیم.
اچ ام آی بر پارامتر های ورودی و همچنین خروجی پی ال سی نظارت و کنترل دارد.پی ال سی ها با کمک اچ ام آی عملیات مقدار دهی کنترل و تهیه گزارش ها را انجام میدهند.زمانی که پی ال سی که یک نوع ماشین منطقی است با اچ ام آی ارتباط برقرار میکند مخاطب به آسانی و راحت بر سیستم میتواند نظارت کند و همچنین به آسانی میتواند پارامتر ها را تغییر دهند و گ زارش های نهایی را بدست آورد.پس رابطه HMI و PLCرابطه مستقیم است و وجود هر دو آن ها در اتوماسیون های صنعتی ضروری است.
تفاوت های مهم بین PLC و HMI
اکنون با تعاریف دقیق هرکدام که آشنا شده اید نوبت به بررسی تفاوت پی ال سی و اچ ام آی در اتوماسیون صنعتی میرسید تا از جنبه های مختلف بررسی کنیم.
تکنولوژی ساخت
پی ال سی ها با فناوری قدیمی تری ساخته شده اند که کار آن ها کنترل تجهیزات صنعتی است اما فناوری ساخت HMI جدید تر است و بعد از ساخت پی ال سی ها ساخته شد تا رابط دقیقی بین ماشین و انسان شکل بگیرد.
تخصص کار
مورد بعدی در تفاوت پی ال اسی و اچ ام آی این است که کار با اچ ام آی ها بسیار راحت تر از پی ال سی هاست چون با یک صفحه نمایشگر لمسی و ماوس به کاربر اجازه میدهند داده های مختلف را ببینند و پردازش آن ها را تفسیر کنند. در مواقع لزوم دستورات مختلف را وارد کنند. بنابراین برای کار با تجهیزات HMI لازم نیست حتما دانش برنامه نویسی خاصی داشته باشید. در سمت مقابل پیچیدگی کار با PLC نسبتا بالاست چون باید بر اساس دستوراتی که از برنامه های نوشته شده گرفته اند و همچنین براساس ورودی سنسور ها فرآیند ها را کنترل کنند. بنابراین پی ال سی ها برای اینکه کار کنند باید برنامه نویسی شوند و کار با آن ها ملزم به فراگیری دانش برنامه نویسی خاص آن هاست که معمولا LADDER است.
وظیفه اصلی
مورد بعدی در بحث تفاوت پی ال سی و اچ ام آی به وظیفه و کارکرد اصلی آن ها باز میگردد. پی ال سی ها برای اتوماسیون سازی فرایند و کنترل آن ها طراحی شده اند و برای اینکار باید با برنامه های مخصوص کد نویسی انجام داد و برنامه نوشته شده روی آن ها بارگذاری شود.به همین دلیل است که پی ال سی ها در صنایع مختلف مثل خطوط مونتاژ کارخانجات سیستم های تولید برق و غیره کاربرد دارند. اما HMI ها وظیفه ارتباط برقرار کردن بین اپراتور انسانی و فرآیند های کنترل شده توسط PLC هستند تا داده های دریافت شده از آن ها را به شکل دیتا های گرافیکی و نمودار های مختلف نشان دهند.
برنامه نویسی
مورد بعدی در تفاوت PLC و HMI دراتوماسیون صنعتی این است که برای کار با پی ال سی ها لازم است حتما مهندسین مربوطه از منطق LADDER و در صورت نیاز نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی خاص اطلاعات کافی و درک عمیق داشته باشند و بتوانند با نرم افزار هایی که شرکت سازنده پی ال سی ها معرفی کرده کار کنند.
اما HMI با کمک برنامه های کاربردی و ابزارهایی که به صورت پیش فرض روی آن ها قرار گرفته کار میکنند تا اپراتور ها بتوانند برای تعامل بهتر ساخت نمودار های گرافیکی تنظیمات صفحه نمایش و غیره استفاده کنند. بنابراین اپراتور اچ ام آی حتی اگر دانش برنامه نویسی خیلی محدودی هم داشته باشند به مشکل نخواهد خورد بنابراین تفاوت PLC و HMI از جنبه های برنامه نویسی هم قابل توجه است.
کارکرد
عملکرد و کارکرد اصلی PLC و HMI نقطه اختلاف بعدی آن هاست.پی ال سی ها برای کنترل منطقی و برنامه نویسی شده فرایند های صنعتی مختلف استفاده میشوند تا ورودی و خروجی های مختلف را مدیریت میکنند. اما کارکرد اچ ام آی مبتنی بر ارائه رابط کاربر پسند برای اپراتور هاست تا بتوانند به راحتی با داده ها ارتباط بگیرند و با تفسیر آن ها دستورات لازم را صادر کنند.
ورودی ها و خروجی ها
ورودی و خروجی دستگاه ها اچ ام آی فقط با یک قطعه سرو کار دارد و آن هم پی ال است که از داده میگیرد.داده ها را به شکل گرافیکی به کاربر انسانی نمایش میدهد اپراتور هم پس از تفسیر دستورات لازم را برای ارسال به PLC صادر میکند. اما پی ال سی به واسطه کارکد و وظیفه ای برای آن تعیین شده با کلیه کلید ها سنسور ها و به طور کلی تجهیزات مختلف سرو کار دارد تا عملکرد و فرایند کاری آن ها را تنظیم کند. بنابرای ورودی و خروجی پی ال سی ها بسیار بیشتر بوده و تنوع خیلی زیادی دارد که شاید مهم ترین تفاوت پی ال سی و اچ ام آی در کار کرد باشد.
شیوه اعلام وضعیت
هیچ کدام از پی ال سی ها بجز چند مدل از یکسری برند ها به شکل بسیار محدودی صفحه نمایش ندارند.بنابراین شما باید برای اینکه متوجه ایرادات سیستم شوید و عملکرد ورودی ها و خروجی ها را بررسی کنید از چراغ های LED که روی آن قرار گرفته کمک بگیرید. اما در سمت مقابل همه اچ ام آی ها صفحه نمایش دارند و شما با رابط گرافیکی سر و کار خواهید داشت.
مدل قطعات سخت افزاری
تفاوت بعدی PLC و HMI ها به عنوان دستگاه های مستقل متشکل از واحد پردازنده ماژول های ورودی/ خروجی و رابط های ارتباطی هستند که طراحی آن ها مخصوص محیط های نا هموار بوده و پایداری و دوام بالایی دارند. درحالی که اچ ام آی ها بر روی یک کامپیوتر یا دستگاه سخت افزاری خاص اجرا میشود و خودشان برای عملکرد وابسته به قدرت سخت افزاری دستگاه میزبان هستند.
پروتکل ارتباطی
تفاوت PLC و HMI از منظر پروتکل ارتباطی هم مورد مبحث ماست. پی ال سی ها از پروتکل هایی مثل پروفیباس مدباس یا اترنت برای ارتباط داده با سنسور ها محرک و دستگاه های مختلف استفاده میکنند.HMI قابلیت پشتیبانی از این پروتکل ها را دارد اما اولویت اصلی آن ارتباط گرفتن با دستگاه های کنترلی برای گرفتن داده و صدور دستورات است.
پی ال سی و اچ ام آی با وجود اینکه در سیستم اتوماسیون صنعتی عملکرد پیوسته ای دارند اما تفاوتی که بین آن ها وجود دارد نسبتا زیاد است.در این مطلب به تمامی مواردی که در خصوص تفاوت PLC و HMI باید بدانید اشاره کردیم. دقت داشته باشید عملکرد این دو دستگاه مکمل یکدیگر است و این تفاوت ها نشان دهنده برتری یا مزیت داشتن بردیگری نیست. برای خرید دستگاه هایی که در تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده میشوند بهتر است از طریق فروشگاه های معتبر تهیه شوند.