HMI

HMI چیست؟

HMI مخفف شده واژه Human Machin Interface  است. از HMIها در صنعت برای کنترل و مانیتورینگ ماشین ها استفاده می کنیم.

یک مثال ساده از HMI که همگی با آن سر و کار داشته ایم، دستگاه های عابر بانک (ATM)  هستند. صفحه نمایش یا کلیدهای بر روی آن اجازه کار کردن با دستگاه برای گرفتن مقدار معینی پول و یا گذاشتن سپرده را می‌دهد.

حال اجازه بدهید در خصوص HMI های صنعتی صحبت کنیم که واقعا بدون آن‌ها راه اندازی یک فرآیند اتوماسیون مناسب در صنایع دشوار می باشد. در اغلب اوقات  HMIها در فرم یک صفحه نمایش هستند، مثل صفحات نمایش کامپیوترها. البته  HMIها معمولا به صورت لمسی (touch) می باشند. یک اپراتور یا مسوول کنترلر ماشین ها، می تواند از طریق HMI با ماشین‌ها کارکند و آن ها را کنترل نماید. اطلاعاتی نظیر دما، فشار، مراحل فرآیندها و شمارش مواد از سنسور ها و تجهیزات سایت های صنعتی جمع آوری می شود و در HMI با استفاده از عناصر گرافیکی نمایش داده می شود. آن‌ها همچنین می توانند سطح دقیق مخازن و یا موقعیت یک ماشین را نمایش دهند. HMI باعث می شود که اطلاعات ماشین که تا به حال بر روی نمایشگرهای مختلف و مجزا نمایش داده می شده، در یک صفحه نمایش جمع شود و به صورت یکپارچه نمایش داده شود.

خیلی از HMIها این توانایی را دارند که به منوی تنظیمات کنترلرها (PLC) نیز وصل شوند و با نمایش Logic‌‌های قرار گرفته بر روی آن‌ها، امکان عیب‌یابی را به راحتی فراهم نمایند. این مسئله باعث می شود که زمان کمتری نسبت به حالتی که کامپیوتر یا لپ تاپ را به PLC وصل می کنیم، صرف شود.

علاوه بر این یکی از مزیت های HMIهای مدرن این است که با ارتباط گرفتن با چندین سایت و کارخانه صنعتی دیگر امکان مانیتورینگ و کنترل تجهیزات و ماشین های زیادی را فراهم می نمایند.

HMI برای کنترل و مانیتور یک ماشین، چگونه با آن ارتباط برقرار می کند؟

به طور مثال فرض کنید در HMI یک سایت صنعتی بخواهیم یک مخزن با سطح مایعی که درون آن است را به صورت آنلاین نشان دهیم. همچنین در کنار مخزن یک پمپ است که برحسب شروط از این پیش تعیین شده و یا به صورت دستی، روشن می شود و سطح مایع را درون مخزن کاهش می دهد. در صفحه نمایش HMI دو دکمه شروع و توقف برای روشن و خاموش کردن پمپ به صورت دستی قرار می دهیم.

در سایت یک PLC به سنسورهای مخزن و مدار فرمان پمپ متصل است. حال چگونه ارتباط بین عناصر گرافیکی نمایش داده شده بر روی صفحه نمایش HMI و PLC را برقرار نماییم که بتوانیم فرمانی که بر روی صفحه نمایش صادر می کنیم را در محیط واقعی سایت و در خروجی PLC داشته باشیم و همچنین اطلاعاتی را که ورودی های PLC از مخزن در سایت جمع آوری می نماید را در صفحه نمایش نشان دهیم؟

هر پنل پی‌سی یا کامپیوتری که به عنوان سخت افزار HMI استفاده می‌شود، می تواند خودش نرم افزار مانیتورینگ و کنترل اختصاصی داشته باشد و یا نرم افزار‌های عمومی HMI را بر روی آن نصب کرد. بر روی این نرم افزار با استفاده از عناصر گرافیکی پیش فرض آیکون ها مد نظر برای مخزن، پمپ، کلیدها و …. را در محل مورد نظر طراحی می نماییم. سپس باید به طریقی هر آیکون را به آدرس ورودی و خروجی نظیرش در PLC مرتبط نماییم. برای این کار HMI و PLC باید باهم سازگار باشند به عبارت دیگر قابلیت صحبت کردن با یکدیگر را داشته باشند. آن ها این صحبت را از طریق “پروتکل” انجام می دهند. تولیدکنندگان تجهیزات HMI و PLC از پروتکل‌های مختلفی استفاده می کنند. برخی از پروتکل‌های مرسوم عبارتند از Modbus ،Profibus و Ethernet/IP. این پروتکل ها ارتباطات را بین تجهیزات شبکه های صنعتی برقرار می کنند شبیه پروتکل‌های مرسوم شبکه بین کامپیوترها.

اطلاعات آدرس ورودی/خروجی هایی پروتکل PLCها در وب سایت تولیدکنندگان قابل دریافت است. معمولا با وارد نمودن سه مشخصه : نوع پروتکل، آی پی PLC و آدرس ورودی خروجی در تنظیمات آیکون مربوطه در HMI و تنظیمات متقابل در PLC به همراه اطلاعات امنیتی مربوطه، می توان با PLC ارتباط دو طرفه داشت.