HMI و کاربرد های آن
HMI
HMI چیست ؟
Human Machine Interface و یا به اختصار HMI به معنی واسط بین انسان و ماشین وسیله ای است برای مانیتور کردن سیستم به صورت گرافیکی که قابل برنامه ریزی می باشد و شما متناسب با سیستم مورد نظر برنامه گرافیکی مناسب را طراحی نموده و در حافظه ان لود نمایید . در این دستگاه می توان 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 ) می باشد و هر المان را می توان با لمس آن قسمت انتخاب نمود و برای وارد نمودن اطلاعات به داخل آن از کیبورد مجازی که بر روی صفحه ظاهر می شود استفاده کنید ولی در صورت لزوم می توانید موس و کیبورد کامپیوتر را به آن متصل نمایید و از آن ها بهره بگیرید و در بعضی مدل ها شما می توانید یک مانیتور بزرکتر به خروجی VGA آن متصل نمایید تا تصویر آن را در اندازه بزرگتری مانیتور نمایید.
HMI دارای یک واسط کاربری گرافیکی می باشد که در آن کلید های کنترلی ، نمایشگرهای مختلف و سایر پارامترها به صورت بلوک های گرافیکی مشخص می شوند . قبل از ورود HMI از کامپیوتر برای مانیتور کردن یک سیستم استفاده می شد 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 کامپیوتر های صنعتی که برای کار در محیط های صنعتی نسبتا بالا می باشد کامپیوتر کنار گذاشته شد و HMI ورود پیدا کرد که مشکلات یاد شده برای کامپیوتر HMI را کمتر تهدید می کند .
مزیت دیگری که HMI علی الخصوص برای مهندسین برق و طراحان سیستم ایجاد می کند این است که کار با HMI بسیار ساده بوده و بدون داشتن دانش برنامه نویسی می توانید خیلی ساده تر از برنامه نویسی نرم افزار مانیتورینگ که خود مستلزم داشتن مهارت های خاص خود می باشد اقدام به طراحی یک واسط کاربری حرفه ای و کارآمد نمایند . البته معمولا HMI نسبت به کامپیوتر دارای محدودیت هایی نیز می باشد که باعث می شود در بعضی موارد باز هم دست به دامان کامیوتر شویم . مثلا مقدار حافظه محدود برای ذخیره اطلاعات برای زمانیکه که حجم اطلاعات روزانه بالا می رود و قصد ذخیره و نگهداری آن ها داشته باشیم .
مهمترین پارامترهای پنل HMI :
۱٫ ابعاد و اندازه :
پنل های HMI در اندازه های متفاوتی از ۴ تا ۱۹ اینچ ساخته می شوند ولی پرمصرف ترین اندازه ها در رنج ۷ تا ۱۰ اینچ می باشد این پنل ها قابلیت نصب بر روی درب تابلو های ایستاده و پیانویی را دارند و همانطور که در بالا هم اشاره شد دارای صفحه لمسی می باشند .
۲٫ رزولوشن :
رزولیشن یا وضوح تصویر پنل های HMI مانند صفحه نمایش لبتاپ و گوشی های رایج بسیار بالا نمی باشد ولی جهت استفاده های صنعتی مناسب بوده و هرچه رزولیشن بالاتر باشد تعداد نقاط تشکیل دهنده تصویر نیز بیشتر است و در نتیجه تصویری با کیفیت تر خواهیم داشت . معمولا پنل های HMI دارای وضوح تصویری بین ۶۴۰X400 تا ۸۰۰X600 می باشند .
۳٫ تعداد رنگ :
هر چه تعداد رنگ یک پنل HMI بیشتر باشد، کیفیت نمایش آن بیشتر است. پنل هایی که تعداد رنگ کمتر از ۱۶۰۰۰ رنگ دارند از کیفیت نمایش خوبی برخوردار نیستند. تعداد رنگ ۶۵۰۰۰ تایی، جزو کیفیت های بالا در پنل های HMI بشمار می رود.
۴٫ پورت ها و پروتکل های ارتباطی :
اکثر پنل های HMI دارای پورت های ارتباطی متداول می باشند. آنچه مهم است آنست که پورت های پر کاربردی نظیر RS-232و RS-485 و Ethernet و USB بر روی پنل HMI جهت ارتباط با ماژول های 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 آیکون ها و نمادهای گرافیکی زیبا و متنوع می باشند و امکان تعریف آیکون های 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
- آیکون های متنوع برای کاربردهای مختلف با طراحی های زیبا
- پشتیبانی از پروتکل های 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 حلقه های کنترلی متعدد جهت کنترل فرآیند
۶٫ پردازنده قدرتمند :
قدرت پردازنده بکار رفته در پنل HMI از این لحاظ که بتواند حلقه های کنترلی متعدد و متنوع را به صورت همزمان به اجرا در آورد، بسیار حائز اهمیت می باشد.
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 پنل های HMI که در محیط های صنعتی و عملیاتی مورد استفاده قرار گیرند، ضروری می باشد.
۸٫ درجه حفاظتی مناسب برای کاربردهای صنعتی در محیط های خشن :
یکی دیگر از پارامترهای مهم، درجه حفاظتی پنل HMI جهت استفاده در محیط های خشن و صنعتی می باشد که بر حسب نوع کاربری می تواند از IP54 تا IP67 یا حتی بالاتر انتخاب شود.
علاوه بر پنل های HMI Panel) HMI)، کامپیوترهای پنلی (Panel PC) نیز برای موارد مشابه مورد استفاده قرار می گیرند که دارای نرم افزار HMI نمی باشند و در عوض از یک سیستم عامل (OS) استاندارد نظیر Linux یا Windows CE و موارد مشابه برخوردارند و کاربران می توانند نرم افزارهای خاص مورد نظر خود را که توسط خود آنها پیاده سازی گردیده و یا توسط شرکت های ثالث طراحی و پیاده سازی گردیده است، بر روی این کامپیوترهای پنلی به اجرا در آورند. کامپیوترهای پنلی (Panel PC) عموما دارای اکثر قابلیت های یک کامپیوتر به صورت محدود می باشند و می توان نرم افزارهای کاربردی مختلف را بر روی آنها اجرا نمود.