HMI و مزایای آن

HMI و مزایای آن

رابط ماشین و انسان یا HMI: Human Machine Interface مجموعه تجهیزات الکترونیکی را شامل میشود که وظیفه کنترل و پایش تجهیزات اتوماسیون صنعتی را بر عهده دارند. این رابط بمنظور برقراری ارتباط میان اپراتور و نیروی انسانی و ابزارهای کنترلی یک سیستم صنعتی بکار می رود.
اگر سیستمهای کنترل صنعتی نظیر PLC را مجموعه‌ی همبسته‌ی سخت افزاری و نرم افزاری بدانیم که بمنظور مانیتورینگ و کنترل عملیات‌های مکانیکی به صورت هوشمند طراحی می‌شوند، رابط‌های انسان و ماشین یا HMI ها مجموعه اجزای الکترونیکی را شامل می‌شوند که سیستمهای اتوماسیون را علامت‌دهی و کنترل میکنند.
HMI که پیشتر MMI: Man Machine Interface خوانده می‌شد روی سیستم‌های کامپیوتری نظیر کنترلرهای اتوماسیون قابل برنامه‌ریزی (PAC)، کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) و سیستمهای کنترل توزیع (DCS) قابلیت کاربردی گسترده‌ای دارد. این فن‌آوری دارای تجهیزاتی با قابلیت نرم‌افزاری ویندوز بوده و از طریق مونیتورهای رنگی یا سیاه و سفید، اطلاعات و تنظیمات مورد نیاز سیستمهای کنترلی نظیر کنترلرهای قابل برنامه ریزی یا PLC را در دسترس اپراتورها قرار می‌دهند.
رابط‌های انسان و ماشین (HMI) بسته به اقتضا و نیاز واحدهای صنعتی کاربردهای متنوعی دارند؛ اما بطور کلی وظیفه‌شان ترجمان داده‌های هر جزء از سیستم کنترل صنعتی به صورتی است که برای اپراتورها قابل فهم و خوانش باشد. HMI ها معمولاً دارای صفحات مونیتور LCD یا LED بوده و اطلاعات و داده‌ها را به صورت گرافیکی و قابل فهم در دسترس اپراتور قرار می‌دهند. از طریق این ابزار اپراتورها و ناظران فرایندهای صنعتی می‌توانند عملکردهای صنعتی و تولیدی را کنترل و فرایندهای مرتبط با همدیگر را هماهنگ‌سازی کنند.  برای مثال، یک اپراتور می تواند از طریق HMI ها کلیدها، پمپ‌ها و‌نظایر آن را روشن و خاموش کند، یا دمای یک مجموعه را افزایش یا کاهش دهد.
آن‌چه طی سالیان اخیر نظر صاحبان صنایع را به استفاده از تجهیزات اتوماسیون صنعتی و از جمله بکار بردن HMI جهت مانیتورینگ فرایندها سوق داده است مزایای متعددی است که این قسم محصولات می‌توانند برای یک مجموعه صنعتی داشت باشند. برخی از این مزایا در خصوص فن‌آوری HMI بشرح زیرند:
- دارا بودن HMI به صفحه نشانگر LCD یا LED با صفحه نمایش غالباً رنگی باعث فهم‌پذیر شدن پیامهای صادره نزد اپراتورها خواهد بود. بنابراین جهت استفاده از این ابزار نیازی به تجربه و تبحر و آموزش‌های ویژه نخواهد بود.
- HMI دارای صفحه لمسی است. این امر سرعت انجام تنظیمات را افزایش داده و بدین ترتیب بر بهره‌وری کار می‌افزاید.
- دارای آلارم و هشداردهنده هایی که به اپراتور فرصت می‌دهد زودتر از بروز هر گونه رویداد غیر قابل پیش بینی نسبت به کنترل و مدیریت آن وارد عمل شود.
- دستورالعملهای کار با این تجهیزات معمولاً ساده و قابل فهم برای اپراتورهای معمولی است. از این‌رو با توجه جهش‌های اخیر در فضای صنعتی که بر تسیهل فرایندها و کاهش ضریب خطاهای نیروی انسانی تأکید دارد، HMI توانسته است به طرز چشمگیری نظر مساعد صاحبان صنایع در خصوص کاهش ضریب ریسک در فرایندها را جلب کند.
- این تکنولوژی همچنین باعث افزایش بهره‌وری فرایندها و موفقیت صاحبان صنایع در کسب خروجی عملکرد بیشتر نسبت به روشهای سنتی شده است. طبیعتاً افزایش سرعت عملکردها، اتوماتیک شدن فرایندها و رفع وقفه‌های ناشی از عملکرد نیروی انسانی، کاهش میزان خطا در عملکردهای نیروی انسانی، کاهش قیمت تمام شده در فرایندهای بازرسی و تنظیمات و... همگی از جمله دستاوردهای این فن‌آوری نوظهور در عرصه صنعت بوده‌اند.
- غالباً HMI ها دارای قابلیت شبیه‌سازی فرایندها می‌باشند، بنحوی که اپراتور بدون نیاز به نمونه‌گیری و نمونه‌سازی از فرایندها قادر است آن‌ها را مورد پایش و آزمون قرار دهد.
- شرح فرایندها به صورت تصویری و شماتیک که قابلیت انتقال پیام از طریق آن بمراتب بیشتر از متن و دستورالعمل کتبی است. اپراتورها طبیعتاً با شما و تصویر یک فرایند ارتباط نزدیک‌تری برقرار خواهند کرد تا دستورالعمل آن به صورت مکتوب. این امر باعث تسریع روند پیشبرد امور و عملیات‌ها خواهد شد.
- به لحاظ سخت افزاری این ابزار نسبت به ابزارهای سنتی و مکانیکی هزینه‌های بسیار کمتری را دارد و از طریق آن نیاز به حجم بالایی از تجهیزات فنی نظیر کابلها، لامپها و... بمنظور دریافت عملکردی همسان با HMI رفع خواهد شد. به عبارتی دیگر این ابزار به سادگی جای تجهیزات و ابزار متعددی را خواهد گرفت و در عوض عملکردی همسان و چه بسا بهتری را برای استفاده‌کنندگان بهمراه خواهد داشت.
- HMI دارای قابلیت ثبت داده‌ها و ضبط آنها به منظور استفاده از آن‌ها در مواقع نیاز نیز می‌باشد. به این ترتیب بدون نیاز به بایگانی سخت افزاری داده‌های فرایندهای‌های مکانیکی، اطلاعات در این تجهیزات ثبت و ضبط شده و در موارد نیاز، برای مثال وقتی فرایند دچار ایراد مکانیکی میشود، و یا نیاز به بازنگری و اعمال هر گونه تغییر در تنظیمات باشد، می‌توان براحتی به داده‌های ثبت شده مراجعه کرد.
- تعدد و تنوع کاربردی این تجهیز باعث شده است که HMIها را اینترنت ابزارها بخوانند. همچون شبکه فضای مجازی اینترنت که دنیایی از داده‌ها و قابلیت‌ها را در دسترس کاربران قرار می‌دهند، HMI ها بلحاظ تنوع کاربردی در تنظیم و پایش و مانیتورینگ داده‌ها دنیایی جدید برای صنایع می‌گشایند. بدون شک کاربران این تکنولوژی در صورت کاوش در کاربردهای آن، قادرند بسیاری از مشکلات و فرایندهای زمان‌بر و محتاج به نیروی انسانی و مهارت را به راحتی و بطریق نرم افزاری در مدت زمان کمتر و با نیروی انسانی کمتر انجام دهند.
مجموعه مزایای فوق جذابیتی فزاینده به این فن‌آوری نوین بخشیده است و بدون شک در آینده‌ای نزدیک تمامی واحدهای صنعتی به هر نحو به ضروری استفاده از HMI و سایر فن‌آوری‌های اتوماسیون صنعتی متقاعد خواهند شد.