اچ ام آی (HMI) چیست؟ + کاربردها، مزایا و معایب آن

اچ ام آی HMI به معنای رابط یا واسط بین انسان و ماشین است و مخفف عبارت Human Machine Interface است. در صنایع و واحدهای صنعتی از HMI برای کنترل و نظارت بر دستگاه‌ها و ماشین‌آلات استفاده می‌شود. اچ ام آی شامل تجهیزات و نرم‌افزارهایی است که امکان کنترل، نظارت، و تعامل با دستگاه‌ها را برای اپراتور فراهم می‌کند. این رابط کاربری معمولاً شامل نمایشگرها، دکمه‌ها، صفحه‌کلیدها و سنسورهای مختلف است که اطلاعات را از دستگاه‌ها دریافت و به اپراتور ارائه می‌دهد و همچنین امکان کنترل و تنظیم پارامترها را فراهم می‌سازد. HMI در بهبود کارایی، ایمنی و کاربردی بودن سیستم‌های صنعتی نقش مهمی دارد.

پروتکل‌های مورد استفاده در اچ ام آی

در ارتباط بین HMI و دستگاه‌ها و ماشین‌آلات صنعتی، از پروتکل‌های مختلف استفاده می‌شود. در ادامه برخی از پروتکل‌های صنعتی معروف که برای ارتباط با HMI استفاده می‌شوند را بیان کرده‌ایم.

1. (OLE for Process Control): او پی سی یک استاندارد صنعتی برای اتصال دستگاه‌های صنعتی به سیستم‌های HMI است. OPC امکان ارتباط و تبادل اطلاعات بین اچ ام آی و سیستم‌های کنترل فرآیند را فراهم می‌کند.

2. Modbus: مودباس یک پروتکل ارتباطی است که برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌های الکترونیکی صنعتی استفاده می‌شود. این پروتکل با استفاده از روش‌های سریال و شبکه امکان ارتباط با دستگاه‌های مختلف از جمله اچ ام آی را فراهم می‌کند.

3. Profibus: پروفی باس نیز یک پروتکل صنعتی است که برای اتصال دستگاه‌های مختلف صنعتی به همدیگر و در سیستم‌های HMI استفاده می‌شود. این پروتکل امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا و ارتباط در شبکه‌های صنعتی را فراهم می‌کند.

4. Profinet: پروفی نت نیز به عنوان یک پروتکل ارتباطی صنعتی استفاده می‌شود که برای اتصال دستگاه‌های صنعتی در HMI و شبکه‌های صنعتی استفاده می‌شود. این پروتکل امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا، اتصال زنده (real-time) و قابلیت اطمینان را فراهم می‌کند.

5. Ethernet/IP: اترنت آی پی، یکی از پروتکل‌های صنعتی است که برای اتصال دستگاه‌های صنعتی به سیستم‌های HMI و در شبکه‌های Ethernet استفاده می‌شود. این پروتکل بر پایه استاندارد Ethernet توسعه یافته است و امکان انتقال داده‌ها بین دستگاه‌های صنعتی را فراهم می‌کند.

در هر صنعت و هر سیستم ممکن است از پروتکل‌های مختلفی استفاده کنند که بسته به نیازها و استانداردهای صنعتی آن تعیین می‌شود. اما در بین این پنج پروتکل‌های در اچ ام آی سه پروتکل پروفی باس، مودباس و اترنت آی پی از دیگر پروتکل‌‌ها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نمونه‌ای از اچ ام آی ساخته شده توسط شرکت زیمنس

مزایا و معیاب سیستم‌های اچ ام آی:

HMI (Human Machine Interface) دارای مزایا و معایبی است که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم:

مزایا استفاده از اچ ام آی:

1. سهولت استفاده: HMI از رابط کاربری گرافیکی استفاده می‌کنند که به کاربران امکان می‌دهد به راحتی با دستگاه‌ها و ماشین‌آلات تعامل کنند. این رابط کاربری شامل نمایشگرها، دکمه‌ها، صفحه‌کلیدها و سنسورهای متنوع است که کاربران می‌توانند با استفاده از آنها دستورات را صادر و اطلاعات را مشاهده کنند.

2. نظارت و کنترل: اچ ام آی امکان نظارت و کنترل بر دستگاه‌ها و ماشین‌آلات را فراهم می‌کند. اپراتورها می‌توانند با استفاده از HMI وضعیت دستگاه‌ها را نظارت کرده و عملکرد آنها را کنترل کنند. این امکان بهبود کارایی و بهره‌وری سیستم‌های صنعتی را به همراه دارد.

3. امکان تنظیم پارامترها: با استفاده از اچ ام آی، اپراتورها می‌توانند به راحتی پارامترهای مختلف دستگاه‌ها را تنظیم کنند. این امکان بهبود قابلیت انطباق دستگاه‌ها با نیازهای فرآیند را فراهم می‌کند.

4. جمع‌آوری داده: اچ ام آی ها می‌توانند داده‌های مربوط به دستگاه‌ها و ماشین‌آلات را جمع‌آوری کنند و به صورت زمان واقعی به اپراتورها نمایش دهند. این داده‌ها می‌توانند در تحلیل‌های عملکرد و بهره‌وری سیستم‌ها مورد استفاده قرار بگیرند.

معایب استفاده از اچ ام آی:

1. وابستگی به تکنولوژی: استفاده از اچ ام آی به تکنولوژی و تجهیزات مربوطه وابسته است. در صورت خرابی یا اشکال در سیستم HMI، کارکرد دستگاه‌ها و ماشین‌آلات ممکن است تحت تأثیر قرار بگیرد.

2. پیچیدگی نصب و پیکربندی: نصب و پیکربندی اچ ام آی ممکن است نیازمند دانش و تخصص فنی باشد. این می‌تواند زمان‌بر و پیچیده باشد و نیاز به آموزش کارکنان برای استفاده صحیح از آنها داشته باشد.

3. امنیت: اچ ام آی ها نیازمند توجه به مسائل امنیتی هستند. در اظهار نظر درباره معایب و مزایای HMI باید توجه داشت که نوع و استفاده‌های مختلف از این فناوری می‌توانند باعث تغییر در مزیت‌ها و معایب آن شوند. بنابراین، بررسی دقیق‌تر و بسته به مورد استفاده مورد نظر باعث می‌شود که بتوان به طور دقیق‌تر درباره مزایا و معایب آن صحبت کرد.

آیا ارتباطی بین HMI وPLC وجود دارد؟

در سیستم‌های صنعتی، اچ ام آی رابط انسان و ماشین است و پی ال سی کنترلر منطق برنامه‌پذیر را انجام می‌دهد. پی ال سی یک دستگاه الکترونیکی است که برنامه‌ریزی شده و کنترل فرایندهای صنعتی را انجام می‌دهد. PLC معمولاً به عنوان "مغز" سیستم کنترلی در یک فرایند صنعتی عمل می‌کنند. آنها وظیفه جمع‌آوری و پردازش داده‌های سنسورها و دستگاه‌های ورودی را برعهده دارند و بر اساس برنامه‌هایی که بر روی آنها بارگذاری می‌شوند، دستورات کنترلی را به دستگاه‌های خروجی ارسال می‌کنند. این دستگاه‌های خروجی ممکن است شامل موتورها، ترانسمیترها، ولوم ها و سایر تجهیزات کنترلی باشند.

اچ ام آی به عنوان یک رابط کاربری گرافیکی با اپراتور تعامل می‌کند و امکان نمایش و کنترل فرایندهای صنعتی را فراهم می‌کند. اچ ام آی معمولاً شامل صفحه نمایش لمسی، دکمه‌ها، نمودارها و سایر المان‌های تعاملی است که اپراتور می‌تواند با استفاده از آنها داده‌ها را مشاهده کند، دستورات را صادر کند و تنظیمات را تغییر دهد. HMI اطلاعات را از PLC دریافت می‌کند و به PLC دستورات کنترلی را ارسال می‌کند. این ارتباط می‌تواند از طریق پروتکل‌های ارتباطی مختلفی مانند Modbus، Profibus، DeviceNet و ... برقرار شود.

به طور کلی، PLC مسئولیت جمع‌آوری داده‌ها و اجرای عملیات کنترلی را بر عهده دارد، در حالی که HMI وظیفه نمایش اطلاعات و تعامل با اپراتور را بر عهده دارد. ارتباط بین این دو اجزا از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا به کاربر امکان می‌دهد تا فرایندها و داده‌ها را به راحتی مشاهده و کنترل کند و برنامه‌های کنترلی را به PLC ارسال کند.

اچ ام آی را از کجا بخریم؟

در زمان خرید اچ ام آی حتما به چندین نکته توجه کنید. چرا که بسیاری از این دستگاه‌ها پس از نصب بر روی سیستم‌های صنعتی دیگر قابل تعویض یا مرجوع نیستند. مگر اینکه مشکلی در سخت افزار و نرم‌افزار آن باشد که در این صورت باید شرایط گارانتی دستگاه را نیز به دقت بررسی کنید. اولین نکته مدل دستگاه مورد نظر است. دومین نکته پروتکل دستگاه است که باید به آن توجه کنید و سومین نکته قیمت اچ ام آی است. حتما قبل از خرید اچ ام آی قیمت آن‌ها را با دقت بررسی کنید. یکی از بهترین روش‌ها خرید آنلاین اچ ام آی است که می‌توانید بجای صرف زیاد در هزینه و زمان برای پیدا کردن یک فروشگاه، از یک فروشگاه اینترنتی مورد اعتماد این کالا را خریداری کنید. پیشنهاد ما فروشگاه تخصصی فنی مارکت است. این شرکت حدود ۲۵ سال است که در زمینه فروش قطعات صنعتی فعالیت می‌کند و امکان خرید آنلاین اچ ام آی و بسیاری از دستگاه‌ها دیگر را نیز برای کاربران فراهم کرده است. حتما قبل از خرید از فروشگاه اینترنتی فنی‌مارکت با مشاوران خبره آن تماس بگیرید تا مناسب ترین دستگاه را تهیه و خریداری کنید.