Στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού, το HMI σημαίνει Human Machine Interface. Τα HMI χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες για τον έλεγχο και την παρακολούθηση μηχανών. Χωρίς HMI, είναι δύσκολο να έχουμε μια καλή διαδικασία αυτοματισμού στη βιομηχανία.
Ορισμός της διεπαφής ανθρώπινης μηχανής
Μια ανθρώπινη-διασύνδεση μηχανής (HMI) είναι μια διεπαφή χρήστη που επιτρέπει σε έναν ανθρώπινο χειριστή να αλληλεπιδρά με μια μηχανή ή μια διεργασία. Τα HMI χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανικά περιβάλλοντα για να επιτρέπουν στους χειριστές να παρακολουθούν και να ελέγχουν διαδικασίες, όπως αυτές που βρίσκονται σε εργοστάσια ή μονάδες παραγωγής ενέργειας.
Τα HMI μπορούν να λάβουν πολλές μορφές, συμπεριλαμβανομένης μιας γραφικής διεπαφής χρήστη (GUI) σε έναν υπολογιστή, μιας οθόνης αφής ή ενός φυσικού πίνακα ελέγχου με κουμπιά και οθόνες. Χρησιμοποιούνται για την παρουσίαση δεδομένων διεργασίας στον χειριστή, επιτρέπουν στον χειριστή να εισάγει εντολές και σημεία ρύθμισης και παρέχει συναγερμούς και άλλες πληροφορίες.
Τα HMI συνήθως συνδέονται με έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (PLC), ο οποίος είναι υπεύθυνος για τον έλεγχο της διαδικασίας με βάση τις εισόδους από το HMI και τους αισθητήρες στο πεδίο. Το HMI απλώς παρέχει πληροφορίες στον χειριστή και του επιτρέπει να εισάγει εντολές, οι οποίες στη συνέχεια αποστέλλονται στο PLC για υλοποίηση.
Τύποι HMI
Γραφική διεπαφή χρήστη (GUI):Πρόκειται για HMI που βασίζονται σε υπολογιστή που χρησιμοποιούν μια γραφική διεπαφή για την εμφάνιση δεδομένων διεργασίας και επιτρέπουν στον χειριστή να εισάγει εντολές. το GUI μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας λογισμικό όπως τα Microsoft Windows ή εξειδικευμένα πακέτα λογισμικού HMI.
Διασύνδεση αφής (Διασύνδεση οθόνης αφής):Αλληλεπιδρά αγγίζοντας την οθόνη, έχει μια απλή, διαισθητική αλληλεπίδραση και χρησιμοποιείται συνήθως σε συσκευές όπως smartphone, tablet PC και διαδραστικούς πίνακες.
Διασύνδεση φωνής (Φωνητική διεπαφή):Αλληλεπίδραση μέσω της τεχνολογίας αναγνώρισης φωνής, οι χρήστες μπορούν να ελέγχουν τον υπολογιστή μέσω φωνητικών εντολών, που χρησιμοποιούνται συνήθως σε έξυπνα ηχεία, συστήματα αυτοκινήτου και άλλες συσκευές.
Φυσικά πάνελ:Αυτά είναι φυσικά HMI που χρησιμοποιούν κουμπιά, διακόπτες και οθόνες για την εμφάνιση δεδομένων διεργασίας και επιτρέπουν στους χειριστές να εισάγουν εντολές. Συχνά χρησιμοποιείται σε βιομηχανικά περιβάλλοντα όπου το GUI ή η οθόνη αφής μπορεί να μην είναι πρακτικά, όπως περιβάλλοντα με υψηλά επίπεδα κραδασμών ή σκόνης.
Διασυνδέσεις που βασίζονται στον ιστό-:Αυτά τα HMI χρησιμοποιούν ένα πρόγραμμα περιήγησης στο Web για να παρουσιάζουν δεδομένα διεργασίας και να επιτρέπουν στον χειριστή να εισάγει εντολές. Η πρόσβαση σε αυτά είναι δυνατή από οποιαδήποτε συσκευή μέσω ενός προγράμματος περιήγησης στο Web, επιτρέποντας στον χειριστή να παρακολουθεί και να ελέγχει τη διαδικασία εξ αποστάσεως.
Επιλογή HMI
Κατά την επιλογή μιας ανθρώπινης-διασύνδεσης μηχανής (HMI) για μια βιομηχανική διεργασία ή σύστημα, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη αρκετοί παράγοντες για να διασφαλιστεί ότι το HMI είναι καταλληλότερο για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.
Αρμονία:Είναι σημαντικό να επιλέξετε ένα HMI που να είναι συμβατό με τον εξοπλισμό και τα συστήματα που θα ελέγχει. Αυτό περιλαμβάνει συμβατότητα με το σύστημα ελέγχου, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας και τις μορφές δεδομένων που χρησιμοποιούνται από τη συσκευή.
Μηχανήματα υπολογιστών:Το HMI θα πρέπει να είναι σχεδιασμένο ώστε να είναι ανθεκτικό και κατάλληλο για το περιβάλλον στο οποίο θα εγκατασταθεί. Θα πρέπει να είναι σε θέση να αντέχει τη θερμοκρασία, την υγρασία και τους κραδασμούς που θα υποβληθεί.
Επίδειξη:Το HMI θα πρέπει να έχει καθαρή, ευανάγνωστη και εύκολη στην πλοήγηση οθόνη. Η οθόνη πρέπει να έχει καλή ανάλυση με οθόνη υψηλής ποιότητας και οπίσθιο φωτισμό.
Ευχρηστία:Το HMI θα πρέπει να είναι εύκολο στη χρήση και κατανόηση, με διαισθητική πλοήγηση και σαφή και συνοπτική οθόνη. Θα πρέπει να είναι εύκολο στη χρήση και κατανοητό για χειριστές με διαφορετικά επίπεδα τεχνογνωσίας.
Οπτικοποίηση δεδομένων:Το HMI θα πρέπει να μπορεί να εμφανίζει δεδομένα με σαφή και ουσιαστικό τρόπο, χρησιμοποιώντας γραφήματα, γραφήματα και άλλους τύπους οπτικών αναπαραστάσεων για να βοηθά τους χειριστές να κατανοούν τις διαδικασίες και να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις.
Προσαρμογή:Το HMI θα πρέπει να είναι προσαρμόσιμο για να ταιριάζει στις συγκεκριμένες ανάγκες της διαδικασίας ή του εξοπλισμού, καθώς και στις προτιμήσεις του χειριστή.
Απομακρυσμένη πρόσβαση:Το HMI θα πρέπει να έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει την απομακρυσμένη πρόσβαση, έτσι ώστε οι χειριστές να μπορούν να παρακολουθούν και να ελέγχουν τη διαδικασία από μια απομακρυσμένη τοποθεσία.
Επεκτασιμότητα:Το HMI θα πρέπει να σχεδιαστεί ώστε να είναι επεκτάσιμο, ικανό να χειρίζεται περισσότερη πολυπλοκότητα και δεδομένα καθώς η διαδικασία ή ο εξοπλισμός γίνονται πιο προηγμένες.
Υποστήριξη:Οι προμηθευτές HMI θα πρέπει να παρέχουν καλή τεχνική υποστήριξη και τεκμηρίωση, καθώς και ενημερώσεις και αναβαθμίσεις λογισμικού.
Οφέλη από τις διεπαφές ανθρώπινης μηχανής
Οι διεπαφές ανθρώπινων μηχανών (HMIs) προσφέρουν πολλά οφέλη για τον έλεγχο και την παρακολούθηση βιομηχανικών διαδικασιών:
Αυξημένη αποτελεσματικότητα:Τα HMI αυξάνουν την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας που ελέγχεται επιτρέποντας στους χειριστές να έχουν εύκολη πρόσβαση στα δεδομένα διεργασίας και να εισάγουν εντολές. Παρουσιάζοντας τα δεδομένα με σαφή και συνοπτικό τρόπο, οι φορείς εκμετάλλευσης μπορούν να λαμβάνουν πιο τεκμηριωμένες αποφάσεις και να λαμβάνουν έγκαιρα μέτρα όταν είναι απαραίτητο.
Βελτιωμένη ασφάλεια:Τα HMI μπορούν να βελτιώσουν την ασφάλεια εμφανίζοντας συναγερμούς και άλλες σημαντικές πληροφορίες στους χειριστές. Αυτό επιτρέπει στους χειριστές να λαμβάνουν έγκαιρα μέτρα για την επίλυση πιθανών προβλημάτων προτού γίνουν σοβαρά.
Απομακρυσμένη παρακολούθηση και έλεγχος:Πολλά HMI είναι προσβάσιμα από απόσταση, επιτρέποντας στους χειριστές να παρακολουθούν και να ελέγχουν τις διαδικασίες από απόσταση. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε εφαρμογές όπου η διεργασία βρίσκεται σε απομακρυσμένη ή επικίνδυνη τοποθεσία.
Ευκολία χρήσης:Τα HMI έχουν σχεδιαστεί για να είναι εύχρηστα, ακόμη και για χειριστές που μπορεί να μην έχουν τεχνική εξειδίκευση. Αυτό τα καθιστά προσβάσιμα εργαλεία για τον έλεγχο και την παρακολούθηση βιομηχανικών διεργασιών.
Χρήσεις HMIs
Τα HMI επικοινωνούν με προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC) και αισθητήρες εισόδου/εξόδου για να αποκτήσουν και να εμφανίσουν πληροφορίες για να δει ο χρήστης. Οι οθόνες HMI μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μια μεμονωμένη λειτουργία, όπως παρακολούθηση και παρακολούθηση ή για την εκτέλεση πιο περίπλοκων λειτουργιών, όπως το κλείσιμο ενός μηχανήματος ή η αύξηση της ταχύτητας παραγωγής, ανάλογα με τον τρόπο υλοποίησης.
Τα HMI χρησιμοποιούνται για τη βελτιστοποίηση των βιομηχανικών διαδικασιών ψηφιοποιώντας και συγκεντρώνοντας τα δεδομένα των θεατών. Χρησιμοποιώντας ένα HMI, οι χειριστές μπορούν να δουν σημαντικές πληροφορίες που εμφανίζονται σε γραφήματα, γραφήματα ή ψηφιακούς πίνακες εργαλείων, να προβάλουν και να διαχειριστούν συναγερμούς και να συνδεθούν με συστήματα SCADA, ERP και MES όλα από μία κονσόλα.
Προηγουμένως, οι χειριστές έπρεπε να περπατούν συνεχώς στο πάτωμα για να ελέγχουν τη μηχανική πρόοδο και να την καταγράφουν σε ένα κομμάτι χαρτί ή πίνακα. Επιτρέποντας στα PLC να μεταδίδουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο{1} απευθείας σε οθόνες HMI, η τεχνολογία HMI εξαλείφει την ανάγκη για αυτήν την ξεπερασμένη πρακτική, μειώνοντας έτσι πολλά δαπανηρά προβλήματα που προκαλούνται από έλλειψη πληροφοριών ή ανθρώπινο λάθος.
Εφαρμογές διεπαφής ανθρώπινης μηχανής
Οι διεπαφές ανθρώπινης μηχανής (HMIs) χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία βιομηχανικών εφαρμογών όπου μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας, της ασφάλειας και της προσβασιμότητας της διαδικασίας που ελέγχεται.
Μερικές κοινές εφαρμογές για HMI περιλαμβάνουν:
Βιομηχανοποίηση:Τα HMI χρησιμοποιούνται συνήθως σε περιβάλλοντα παραγωγής για τον έλεγχο και την παρακολούθηση των διαδικασιών παραγωγής, όπως εκείνες στο εργοστάσιο. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρουσίαση δεδομένων διεργασίας στους χειριστές, επιτρέποντάς τους να εισάγουν εντολές και σημεία ρύθμισης, καθώς και να εμφανίζουν συναγερμούς και άλλες σημαντικές πληροφορίες.
Παραγωγή ενέργειας:Τα HMI χρησιμοποιούνται επίσης σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, όπως αυτοί που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα ή ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, για την παρακολούθηση και τον έλεγχο διαδικασιών όπως η λειτουργία του λέβητα, ο έλεγχος του στροβίλου και η παραγωγή και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας.
Επεξεργασία νερού και λυμάτων:Τα HMI χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού και λυμάτων για τον έλεγχο και την παρακολούθηση διεργασιών όπως η άντληση, η επεξεργασία και η διανομή.
Πετρέλαιο και φυσικό αέριο:Τα HMI χρησιμοποιούνται στην παραγωγή και διύλιση πετρελαίου και φυσικού αερίου για τον έλεγχο και την παρακολούθηση διεργασιών όπως η γεώτρηση, η άντληση και η διύλιση.
Χημική Επεξεργασία:Τα HMI χρησιμοποιούνται σε μονάδες χημικής επεξεργασίας για τον έλεγχο και την παρακολούθηση διεργασιών όπως η ανάμιξη, η αντίδραση και η απόσταξη.
Εργαλεία σχεδίασης HMI
Βασισμένο στην τυπική τεχνολογία Ιστού HTML5 (Canvas/WebGL/WebVR), το λογισμικό DigitalView ανταποκρίνεται στη ζήτηση για ανάπτυξη και υλοποίηση βιομηχανικού Διαδικτύου των πραγμάτων με βάση το cloud-με βάση τις πλατφόρμες και δημιουργεί ελεύθερα μεγάλη-διαμόρφωση οθόνης, διαμόρφωση διεπαφής χρήστη, βιομηχανική διαμόρφωση3Dco παραμέτρων{5}χαμηλή διαμόρφωση και διαμόρφωση οπτικοποίηση.
Η πλατφόρμα ανάπτυξης οπτικοποίησης λογισμικού Sovit (Sovit2D, Sovit3D) είναι ένας ισχυρός διαδικτυακός επεξεργαστής διαμόρφωσης-βασισμένος στο Web, με χρήση τεχνολογίας HTML5, βασισμένη στην αρχιτεκτονική B/S, υποστήριξη για διαμόρφωση γραφικών 2D/3D, πρόσβαση στο πρωτόκολλο mqtt. Παρέχει μια πλούσια βιβλιοθήκη βιομηχανικών-τυποποιημένων στοιχείων και προτύπων και στοιχείων πολλών-βιομηχανιών, που επιτρέπει την άνετη αλληλεπίδραση με τον άνθρωπο-από την πλευρά του προγράμματος περιήγησης και την απλή μεταφορά{10}}και{11}}απόθεση για την ολοκλήρωση της διάταξης και σχεδίασης της σελίδας οπτικοποίησης και τη γρήγορη δημιουργία συστημάτων SCADA, HMI, HMI, SCADA, HMI, παν-βιομηχανικά σενάρια IoT.