HMI و کاربرد‌های آن

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز،

 

HMI چیست؟

Human Machine Interface و یا به اختصار HMI به معنی واسط بین انسان و ماشین وسیله‌ای است برای مانیتور کردن سیستم به صورت گرافیکی که قابل برنامه ریزی می‌باشد و شما متناسب با سیستم مورد نظر برنامه گرافیکی مناسب را طراحی نموده و در حافظه ان لود نمایید. در این دستگاه می‌توان کلیه اطلاعات مربوط به سنسور‌ها، اینورتر، PLC و … را به صورت آنلاین مشاهده نمایید و با اتصال یک پرینتر به آن یک سیستم گزارشگیری نیز راه اندازی نمایید.

HMI دارای یک LCD است که معمولا بصورت تاچ اسکرین (لمسی) می‌باشد و هر المان را می‌توان با لمس آن قسمت انتخاب نمود و برای وارد نمودن اطلاعات به داخل آن از کیبورد مجازی که بر روی صفحه ظاهر می‌شود استفاده کنید، ولی در صورت لزوم می‌توانید موس و کیبورد کامپیوتر را به آن متصل نمایید و از آن‌ها بهره بگیرید و در بعضی مدل‌ها شما می‌توانید یک مانیتور بزرکتر به خروجی VGA آن متصل نمایید تا تصویر آن را در اندازه بزرگتری مانیتور نمایید.

HMI دارای یک واسط کاربری گرافیکی می‌باشد که در آن کلید‌های کنترلی، نمایشگر‌های مختلف و سایر پارامتر‌ها به صورت بلوک‌های گرافیکی مشخص می‌شوند. قبل از ورود HMI از کامپیوتر برای مانیتور کردن یک سیستم استفاده می‌شد که در بعضی کار‌ها باتوجه به اینکه امکان هک و نفوذ به کامپیوتر علی الخصوص زمانی که که به یک شبکه محلی و یا اینترنت متصل باشد خیلی بیشتر است و معمولا هزینه کامپیوتر‌های صنعتی که برای کار در محیط‌های صنعتی نسبتا بالا می‌باشد کامپیوتر کنار گذاشته شد و HMI ورود پیدا کرد که مشکلات یاد شده برای کامپیوتر HMI را کمتر تهدید می‌کند.

مزیت دیگری که HMI علی الخصوص برای مهندسین برق و طراحان سیستم ایجاد می‌کند این است که کار با HMI بسیار ساده بوده و بدون داشتن دانش برنامه نویسی می‌توانید خیلی ساده‌تر از برنامه نویسی نرم افزار مانیتورینگ که خود مستلزم داشتن مهارت‌های خاص خود می‌باشد اقدام به طراحی یک واسط کاربری حرفه‌ای و کارآمد نمایند. البته معمولا HMI نسبت به کامپیوتر دارای محدودیت‌هایی نیز می‌باشد که باعث می‌شود در بعضی موارد باز هم دست به دامان کامیوتر شویم. مثلا مقدار حافظه محدود برای ذخیره اطلاعات برای زمانیکه که حجم اطلاعات روزانه بالا می‌رود و قصد ذخیره و نگهداری آن‌ها داشته باشیم.

مهمترین پارامتر‌های پنل HMI:

۱٫ ابعاد و اندازه:

پنل‌های HMI در اندازه‌های متفاوتی از ۴ تا ۱۹ اینچ ساخته می‌شوند، ولی پرمصرف‌ترین اندازه‌ها در رنج ۷ تا ۱۰ اینچ می‌باشد این پنل‌ها قابلیت نصب بر روی درب تابلو‌های ایستاده و پیانویی را دارند و همانطور که در بالا هم اشاره شد دارای صفحه لمسی می‌باشند.

۲٫ رزولوشن:

رزولیشن یا وضوح تصویر پنل‌های HMI مانند صفحه نمایش لبتاپ و گوشی‌های رایج بسیار بالا نمی‌باشد، ولی جهت استفاده‌های صنعتی مناسب بوده و هرچه رزولیشن بالاتر باشد تعداد نقاط تشکیل دهنده تصویر نیز بیشتر است و در نتیجه تصویری با کیفیت‌تر خواهیم داشت. معمولا پنل‌های HMI دارای وضوح تصویری بین ۶۴۰ X۴۰۰ تا ۸۰۰ X۶۰۰ می‌باشند.
۳٫ تعداد رنگ:

هر چه تعداد رنگ یک پنل HMI بیشتر باشد، کیفیت نمایش آن بیشتر است. پنل‌هایی که تعداد رنگ کمتر از ۱۶۰۰۰ رنگ دارند از کیفیت نمایش خوبی برخوردار نیستند. تعداد رنگ ۶۵۰۰۰ تایی، جزو کیفیت‌های بالا در پنل‌های HMI بشمار می‌رود.
۴٫ پورت‌ها و پروتکل‌های ارتباطی:

اکثر پنل‌های HMI دارای پورت‌های ارتباطی متداول می‌باشند. آنچه مهم است آنست که پورت‌های پر کاربردی نظیر RS-۲۳۲ و RS-۴۸۵ و Ethernet و USB بر روی پنل HMI جهت ارتباط با ماژول‌های I/O و یا PC وجود داشته باشد.

۵٫ نرم افزار واسط کاربری:

یکی از مهمترین پارامتر‌های انتخاب پنل HMI، نرم افزار واسط کاربری قدرتمند و انعطاف پذیر آن است. این نرم افزار‌ها دارای آیکون‌ها و نماد‌های گرافیکی زیبا و متنوع می‌باشند و امکان تعریف آیکون‌های مختلف را دارند. در واقع نرم افزار HMI مناسب، نرم افزاری است که امکانات زیر را در اختیار کاربرانش قرار دهد:

گرافیک بالا و زیبا
آیکون‌های متنوع برای کاربرد‌های مختلف با طراحی‌های زیبا
پشتیبانی از پروتکل‌های ارتباطی مختلف نظیر TCP/IP، Modbus، Profibus، CAN bus، Field bus و …
دارای ساختار ماجولار و مبتنی بر استاندارد OPC Foundation جهت سازگاری با تجهیزات سخت افزاری مختلف
کاربری آسان و انعطاف پذیری بالا در پیاده سازی فرآیند‌های کنترلی مختلف
امکان پیاده سازی حلقه‌های کنترلی متعدد جهت کنترل فرآیند

۶٫ پردازنده قدرتمند:

قدرت پردازنده بکار رفته در پنل HMI از این لحاظ که بتواند حلقه‌های کنترلی متعدد و متنوع را به صورت همزمان به اجرا در آورد، بسیار حائز اهمیت می‌باشد.
۷٫ رنج دمای کارکرد بالا:

پنل HMI بایستی بتواند در دما‌های زیر صفر درجه و بالای ۵۰ درجه نیز به خوبی کار کند در واقع رنج دمای ۱۰- درجه تا ۶۵ درجه سانتیگراد برای پنل‌های HMI که در محیط‌های صنعتی و عملیاتی مورد استفاده قرار گیرند، ضروری می‌باشد.
۸٫ درجه حفاظتی مناسب برای کاربرد‌های صنعتی در محیط‌های خشن:

یکی دیگر از پارامتر‌های مهم، درجه حفاظتی پنل HMI جهت استفاده در محیط‌های خشن و صنعتی می‌باشد که بر حسب نوع کاربری می‌تواند از IP۵۴ تا IP۶۷ یا حتی بالاتر انتخاب شود.

علاوه بر پنل‌های HMI Panel) HMI)، کامپیوتر‌های پنلی (Panel PC) نیز برای موارد مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرند که دارای نرم افزار HMI نمی‌باشند و در عوض از یک سیستم عامل (OS) استاندارد نظیر Linux یا Windows CE و موارد مشابه برخوردارند و کاربران می‌توانند نرم افزار‌های خاص مورد نظر خود را که توسط خود آن‌ها پیاده سازی گردیده و یا توسط شرکت‌های ثالث طراحی و پیاده سازی گردیده است، بر روی این کامپیوتر‌های پنلی به اجرا در آورند. کامپیوتر‌های پنلی (Panel PC) عموما دارای اکثر قابلیت‌های یک کامپیوتر به صورت محدود می‌باشند و می‌توان نرم افزار‌های کاربردی مختلف را بر روی آن‌ها اجرا نمود.