בתחום האוטומציה התעשייתית, HMI ראשי תיבות של Human Machine Interface. HMIs משמשים בתעשיות לשליטה וניטור מכונות. ללא HMI, קשה לקיים תהליך אוטומציה טוב בתעשייה.
הגדרה של ממשק מכונה אנושית
ממשק-מחשב אנושי (HMI) הוא ממשק משתמש המאפשר למפעיל אנושי לקיים אינטראקציה עם מכונה או תהליך. HMIs משמשים בדרך כלל בסביבות תעשייתיות כדי לאפשר למפעילים לנטר ולשלוט בתהליכים, כגון אלה שנמצאים במפעלים או בתחנות כוח.
HMIs יכולים ללבוש צורות רבות, כולל ממשק משתמש גרפי (GUI) במחשב, מסך מגע או לוח בקרה פיזי עם לחצנים ותצוגות. הם משמשים להצגת נתוני תהליך למפעיל, מאפשרים למפעיל להזין פקודות והגדרות, ולספק אזעקות ומידע אחר.
HMI מחוברים בדרך כלל ל-Programmable Logic Controller (PLC), שאחראי על בקרת התהליך על סמך כניסות מה-HMI וחיישנים בשטח. ה-HMI פשוט מספק מידע למפעיל ומאפשר לו להזין פקודות, שנשלחות לאחר מכן ל-PLC לצורך יישום.
סוגי HMIs
ממשק משתמש גרפי (GUI):אלו הם HMI מבוססי מחשב המשתמשים בממשק גרפי להצגת נתוני תהליך ומאפשרים למפעיל להזין פקודות. ניתן ליצור את ה-GUI באמצעות תוכנות כגון Microsoft Windows או חבילות תוכנה מיוחדות של HMI.
ממשק מגע (ממשק מסך מגע):מקיים אינטראקציה על ידי נגיעה במסך, יש אינטראקציה פשוטה ואינטואיטיבית, והוא נפוץ במכשירים כגון סמארטפונים, מחשבי לוח ולוחות אינטראקטיביים.
ממשק קולי (ממשק קולי):אינטראקציה באמצעות טכנולוגיית זיהוי קולי, משתמשים יכולים לשלוט במחשב באמצעות פקודות קוליות, הנפוצות בשימוש ברמקולים חכמים, מערכות רכב והתקנים אחרים.
לוחות פיזיים:אלו הם HMI פיזיים המשתמשים בלחצנים, מתגים ותצוגות כדי להציג נתוני תהליך ולאפשר למפעילים להזין פקודות. משמש לעתים קרובות בסביבות תעשייתיות שבהן ייתכן ש-GUI או מסך מגע אינם מעשיים, כגון סביבות עם רמות גבוהות של רטט או אבק.
ממשקים מבוססי-אינטרנט:HMIs אלה משתמשים בדפדפן אינטרנט כדי להציג נתוני תהליך ולאפשר למפעיל להזין פקודות. ניתן לגשת אליהם מכל מכשיר דרך דפדפן אינטרנט, מה שמאפשר למפעיל לנטר ולשלוט בתהליך מרחוק.
בחירת HMI
בעת בחירת ממשק -מחשב אנושי (HMI) עבור תהליך או מערכת תעשייתית, יש לקחת בחשבון מספר גורמים כדי להבטיח שה-HMI מתאים ביותר ליישום המסוים.
תְאִימוּת:חשוב לבחור ב-HMI התואם לציוד ולמערכות שהוא ישלוט בו. זה כולל תאימות למערכת הבקרה, פרוטוקולי תקשורת ותבניות נתונים המשמשים את המכשיר.
חוּמרָה:ה-HMI צריך להיות מתוכנן להיות קשיח ומתאים לסביבה שבה הוא יותקן. הוא אמור להיות מסוגל לעמוד בטמפרטורה, הלחות והרעידות שאליהם הוא יהיה נתון.
לְהַצִיג:ל-HMI צריך להיות תצוגה ברורה, קלה לקריאה וקלה לניווט. המסך צריך להיות בעל רזולוציה טובה עם תצוגה באיכות גבוהה ותאורה אחורית.
שְׁמִישׁוּת:ה-HMI צריך להיות קל לתפעול והבנה, עם ניווט אינטואיטיבי ותצוגה ברורה ותמציתית. זה צריך להיות קל לשימוש ולהבנה עבור מפעילים עם רמות מומחיות שונות.
הדמיית נתונים:ה-HMI אמור להיות מסוגל להציג נתונים בצורה ברורה ומשמעותית, תוך שימוש בגרפים, תרשימים וסוגים אחרים של ייצוגים חזותיים כדי לעזור למפעילים להבין תהליכים ולקבל החלטות מושכלות.
התאמה אישית:ה-HMI צריך להיות ניתן להתאמה אישית כדי להתאים לצרכים הספציפיים של התהליך או הציוד, כמו גם להעדפות המפעיל.
גישה מרחוק:ה-HMI צריך להיות מתוכנן כך שיאפשר גישה מרחוק כך שמפעילים יוכלו לנטר ולשלוט בתהליך ממיקום מרוחק.
מדרגיות:ה-HMI צריך להיות מתוכנן כך שיהיה ניתן להרחבה, מסוגל להתמודד עם יותר מורכבות ונתונים ככל שהתהליך או הציוד מתקדמים יותר.
תְמִיכָה:ספקי HMI צריכים לספק תמיכה טכנית ותיעוד טובים, כמו גם עדכוני תוכנה ושדרוגים.
היתרונות של ממשקי מכונה אנושית
ממשקי מכונה אנושיים (HMI) מציעים מספר יתרונות לשליטה ובקרה של תהליכים תעשייתיים:
יעילות מוגברת:HMIs מגבירים את היעילות של התהליך הנשלט על ידי מתן אפשרות למפעילים לגשת בקלות לנתוני תהליך ולהזין פקודות. על ידי הצגת נתונים בצורה ברורה ותמציתית, המפעילים יכולים לקבל החלטות מושכלות יותר ולנקוט פעולה בזמן בעת הצורך.
בטיחות משופרת:HMIs יכולים לשפר את הבטיחות על ידי הצגת אזעקות ומידע חשוב אחר למפעילים. זה מאפשר למפעילים לנקוט בפעולה בזמן כדי לפתור בעיות פוטנציאליות לפני שהן הופכות לרציניות.
ניטור ובקרה מרחוק:ניתן לגשת ל-HMI רבים מרחוק, מה שמאפשר למפעילים לנטר ולשלוט בתהליכים מרחוק. זה שימושי במיוחד ביישומים שבהם התהליך ממוקם במיקום מרוחק או מסוכן.
קלות שימוש:HMIs מתוכננים להיות קלים לשימוש, אפילו עבור מפעילים שאולי אין להם מומחיות טכנית. זה הופך אותם לכלים נגישים לשליטה ובקרה על תהליכים תעשייתיים.
שימושים ב-HMIs
HMIs מתקשרים עם בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות (PLC) וחיישני קלט/פלט כדי לרכוש ולהציג מידע למשתמש לצפייה. ניתן להשתמש במסכי HMI לפונקציה בודדת, כגון ניטור ומעקב, או לביצוע פעולות מורכבות יותר, כגון כיבוי מכונה או הגדלת מהירות הייצור, בהתאם לאופן היישום שלהם.
HMIs משמשים לייעול תהליכים תעשייתיים על ידי דיגיטציה וריכוז נתוני צופים. על ידי שימוש ב-HMI, מפעילים יכולים להציג מידע חשוב המוצג בגרפים, תרשימים או לוחות מחוונים דיגיטליים, להציג ולנהל אזעקות, ולהתחבר למערכות SCADA, ERP ו-MES הכל ממסוף אחד.
בעבר, המפעילים נדרשו ללכת כל הזמן על הרצפה כדי לבדוק את ההתקדמות המכנית ולתעד אותה על פיסת נייר או לוח. על ידי מתן אפשרות ל-PLC לשדר מידע בזמן אמת- ישירות לצגי HMI, טכנולוגיית HMI מבטלת את הצורך בפרקטיקה המיושנת הזו, ובכך מפחיתה בעיות יקרות רבות שנגרמות מחוסר מידע או טעות אנוש.
יישומי ממשק מכונה אנושית
ממשקי מכונה אנושיים (HMIs) משמשים במגוון יישומים תעשייתיים שבהם הם יכולים לסייע בשיפור היעילות, הבטיחות והנגישות של התהליך הנשלט.
כמה יישומים נפוצים עבור HMIs כוללים:
ייצור:HMIs משמשים בדרך כלל בסביבות ייצור כדי לשלוט ולפקח על תהליכי ייצור, כגון אלה ברצפת המפעל. ניתן להשתמש בהם כדי להציג נתוני תהליכים למפעילים, ולאפשר להם להזין פקודות והגדרות, כמו גם להציג אזעקות ומידע חשוב אחר.
ייצור חשמל:HMIs משמשים גם בתחנות כוח, כגון אלה המשתמשות בדלק מאובנים או אנרגיה מתחדשת, לניטור ובקרה של תהליכים כגון פעולת הדוד, בקרת טורבינות, וייצור והפצת חשמל.
טיפול במים ובשפכים:HMIs משמשים במפעלי טיהור מים ושפכים כדי לבקר ולנטר תהליכים כגון שאיבה, טיפול והפצה.
נפט וגז:HMIs משמשים בייצור וזיקוק נפט וגז כדי לבקר ולנטר תהליכים כגון קידוח, שאיבה וזיקוק.
עיבוד כימי:HMIs משמשים במפעלי עיבוד כימיים כדי לבקר ולנטר תהליכים כגון ערבוב, תגובה וזיקוק.
כלי עיצוב HMI
בהתבסס על טכנולוגיית אינטרנט סטנדרטית HTML5 (Canvas/WebGL/WebVR), תוכנת DigitalView עונה על הדרישה לפריסה והטמעה מבוססת-פלטפורמות ענן- של Internet of Things תעשייתי, ובונה בחופשיות תצורת מסך גדול-, תצורת ממשק משתמש, תצורה תעשייתית ותצורת 3D בצורת ויזואליזציה{5} של קוד נמוך.
פלטפורמת פיתוח להדמיה של תוכנת Sovit (Sovit2D, Sovit3D) היא עורך קונפיגורציה מקוון מבוסס אינטרנט- רב עוצמה, שימוש בטכנולוגיית HTML5, המבוססת על ארכיטקטורת B/S, תמיכה בתצורת גרפיקה דו-ממדית/תלת-ממדית, גישה לפרוטוקול mqtt. הוא מספק ספרייה עשירה של רכיבים-סטנדרטיים תעשייתיים ותבניות ורכיבים מרובים-תעשייתיים, המאפשרת אינטראקציה אנושית נוחה עם-מחשב בצד הדפדפן, וגרירה-ו-פשוטה כדי להשלים את סידור ועיצוב דפי ההדמיה, ולבנות במהירות SCADA, HMI, לוח מחוונים ו-IIOT מערכות לתרחישי IoT תעשייתיים-.