همه چیز درباره HMI (رابط انسان و ماشین) : تجربه خرید مشکلات و راه حل ها

HMI  یا Human Machine Interface چیست؟

حتما برای شما هم پیش اومده که وقتی با یک دستگاه الکترونیکی کار می کنید با خودتون فکر کنید چطور می تونید با اون به راحتی ارتباط برقرار کنید. مثلا وقتی در حال کار با یک ماشین صنعتی، گوشی موبایل یا حتی یک دستگاه خودپرداز هستید دقت کردید چقدر همه چیز راحت و به زبان ساده به شما ارائه میشه؟ این ارتباط راحت از طریق چیزی به نام  HMI (Human Machine Interface) یا رابط انسان و ماشین اتفاق می افته.

در این مقاله قراره به زبان ساده بگیم HMI چیه، چطور کار می کنه و چه مشکلاتی ممکنه توی خرید و استفاده از این سیستم ها وجود داشته باشه.

HMI  چیست؟

اچ ام ای یا همون رابط کاربری انسان و ماشین همون بخشی از دستگاه ها و سیستم های الکترونیکی هست که شما باهاش تعامل دارید به زبان ساده HMI نمایشگریه که به شما اطلاعاتی از دستگاه میده و به شما اجازه میده به اون دستگاه دستورات لازم رو بدید مثلا فکر کنید پشت یک دستگاه CNC یا دستگاه خودپرداز بانکی هستید شما با یک صفحه نمایش روبرو می‌شید که همون رابط HMI شماست و اطلاعات لازم رو برای کنترل و انجام دستورات بهتون میده.

اچ ام آی به زبان ساده مانیتوری است که قابل برنامه نویسی است. شما می تونید برنامه گرافیکی و عملیاتی دلخواه بر اساس دستگاهتون رو بنویسید و روی آن بارگذاری کنید.

 HMI  چه کاربردهایی داره؟

از اچ ام آی در صنایع مختلفی استفاده میشه از جمله :

• ماشین آلات صنعتی
• تجهیزات پزشکی
• سیستم های امنیتی
• خودروسازی
• سیستم های حمل و نقل
• اتوماسیون انبار
• سیستم های هوشمند سازی ساختمان

هر جایی که انسان‌ها نیاز دارن با یک دستگاه یا ماشین تعامل داشته باشن، HMI وارد میدان میشه مثلا در خطوط تولید اپراتورها با کمک  اچ ام ای می تونن ماشین ها رو کنترل کنن، دستگاه را روشن و خاموش کنن، وضعیت قطعات را چک کنن، خطاها رو مشاهده کنن و فرآیندهای تولید رو بهبود بدن.

انواع  اچ ام آی

سیستم های HMI در چندین نوع مختلف وجود دارن که هر کدوم برای کاربری های خاصی طراحی شدن :

1. متنی کلید دار : این مدل که در حال حاضر درحال منسوخ شدن است از یک صفحه نمایش تک رنگ با تعدادی کلید عملیاتی تشکیل شده است. هر کدام از کلید ها را می‌ توان برای یک فرمان تعریف کرد.
2. پانل لمسی : این مدل از یک صفحه لمسی و  رنگی در سایز های متنوع تشکیل شده است. تاچ پنل ها قابلیت گرافیکی بالایی دارند.
3. اچ ام آی های کنترلر دار : این مدل پانل ها هم بصورت لمسی و هم به صورت کلید دار تولید می‌شوند. این مدل دارای کنترلر داخلی (PLC) است و تعدادی ورودی / خروجی داخلی دارد که وجه تمایز آن‌ها با دو مدل قبلی است.

چطور یک HMI مناسب انتخاب کنیم؟

برای انتخاب HMI باید به چند نکته توجه کنید:

• نوع کاربرد: بسته به اینکه در چه صنعتی کار می‌کنید تاچ پنل شما باید ویژگی های خاصی داشته باشه، مثلا ابعاد متناسب با نوع ماشین صنعتی و وسعت برنامه گرافیکی آن تعیین می‌شود. همچنین خطوط تولید پیشرفته نیاز به سیستم مانیتورینگ با قابلیت های پیشرفته گرافیکی و سرعت تبادل دیتای بالا دارد.
• کیفیت صفحه نمایش: یکی از نکات مهم در انتخاب اچ ام ای کیفیت رنگ و وضوح صفحه نمایش است، اگر با اطلاعات گرافیکی زیادی سروکار دارید باید یک HMI با رزولوشن بالا انتخاب کنید.
• سرعت پاسخ دهی: حتما به سرعت واکنش دستگاه و نوع ارتباط آن با کنترلر توجه کنید چون توی کارهای حساس صنعتی کندی در تبادل دیتا با PLC می تونه مشکلات زیادی ایجاد کنه.

تجربه شخصی از خرید HMI

من اولین بار که یک HMI ساده برای یک پروژه صنعتی خریداری کردم نمی دونستم دقیقا باید به چه نکاتی توجه کنم، از اونجا که اچ ام آی ها انواع مختلفی دارن کار کردن با اون ها می تونه چالش برانگیز باشه. یادمه توی پروژه ام نیاز داشتم به یک مانیتور که  صفحه لمسی داشته باشه و قابلیت اتصال به سیستم PLC رو هم فراهم کنه با یک HMI اقتصادی که توی بازار پیدا کردم کار رو شروع کردم، اما در ابتدا متوجه شدم که رنگی نبود و صفحه نمایش تک رنگ داشت. بعد از چند روز کار کردن متوجه شدم که قابلیت اتصال به کنترلرهای محدودی داره و عملا باید مطابق با HMI، پی ال سی رو انتخاب می‌کردم. سرعت  پردازش و نرم افزارش خوب بود ولی چون پورت اترنت نداشت اعداد را از PLC با مکث دریافت می‌کرد.

بعد از پروژه اول به این نتیجه رسیدم که برای کارهای بعدی ابتدا حتما رجوع کنم به نرم افزار برنامه نویسی اون HMI و کنترلهای قابل اتصال و پورتهای موجود در اون مدل رو چک کنم تا همون اچ ام آیی که میخوام رو بخرم.

جدول مقایسه انواع  HMI

 

معایب	ویژگی ها	نوع HMI
تک رنگ – محدودیت کلید محدودیت های گرافیکی	مناسب برای دستگاه های کوچک اقتصادی	پنل متنی
حساسیت در نگه داری تاچ پنل	نرم افزار با قابلیت طراحی گرافیکی بالا امکان اتصال موس و کی بورد و مموری تنوع سایز صفحه نمایش تنوع پورت های ارتباطی	پنل لمسی
محدودیت تعداد ورودی و خروجی	کنترلر داخلی و عدم نیاز به کنترلر خارجی	HMI + PLC

 

نصب و راه اندازی  HMI

HMI در ابتدا یک مانیتور خام است و نیاز به برنامه نویسی دارد، بنابراین در ابتدا باید نرم افزار برنامه نویسی آن را نصب و اجرا کنید. در کلیه نرم افزارها باید در گام نخست مدل اچ ام آی و بعد آن مدل PLC که میخواهید به آن متصل شوید را انتخاب کنید. تنظیمات پورت ارتباطی با PLC را فراموش نکنید.

در ادامه با استفاده از تصاویر پیشفرض در کتابخانه نرم افزار، صفحات را به صورت گرافیکی طراحی کنید و سپس متناسب با آدرس حافظه پی ال سی آنها را آدرس دهی نمایید.

چرا اچ ام ای اهمیت داره؟

استفاده از اچ ام آی باعث افزایش سرعت و دقت در تولید میشه، مثلا توی کارخونه ها اپراتورها به جای اینکه با یک تابلو کنترل که مملو از کلید است سر و کار داشته باشند، از طریق صفحه نمایش می تونن تنظیمات رو انجام بدن و وضعیت خط تولید رو مشاهده کنند. همچنین HMI باعث کاهش خطاهای انسانی میشه چرا که اطلاعات به صورت تصویری و دقیق نمایش داده میشه.

نتیجه گیری

در نهایت HMI به عنوان یک رابط بین اپراتور و ماشین در ساده تر کردن کارهای پیچیده و افزایش کارایی سیستم ها نقش خیلی مهمی داره اگر قصد خرید اچ ام آی دارید حتما نیازهای خودتون رو بشناسید و بر اساس اون یک سیستم مناسب انتخاب کنید. تجربه خودم به من یاد داد که قبل از خرید باید به کیفیت نرم افزار و سازگاری با سیستم توجه ویژه ای داشته باشم.