سیستم‌های کنترل صنعتی

 

 

 

تعریف رابط ماشین انسانی

HMI مخفف رابط انسان و ماشین است و به داشبوردی اطلاق می شود که کاربر را قادر می سازد با یک ماشین، برنامه کامپیوتری یا سیستم ارتباط برقرار کند. از نظر فنی، می‌توانید اصطلاح اچ ام آی را برای هر صفحه‌ای که شخصی برای تعامل با دستگاه استفاده می‌کند، به کار ببرید، اما معمولاً برای توصیف چنین صفحه‌هایی که در تنظیمات صنعتی استفاده می‌شوند، استفاده می‌شود. HMI ها داده های بلادرنگ را نمایش می دهند و به کاربر اجازه می دهند ماشین آلات را با استفاده از یک رابط کاربری گرافیکی کنترل کند.

 

 

 

کاربرد HMI چیست؟ یک ماشین را مثال بزنید. ماشین یک ماشین پیچیده است. راننده می تواند موتور، فرمان، چراغ ها، تهویه مطبوع، استریو و عناصر مختلف دیگر را کنترل کند. لازم نیست مستقیماً با هر یک از این عناصر تعامل داشته باشید تا آنها را کنترل کنید و اطلاعاتی در مورد عملکرد آنها به دست آورید. سرعت شما روی سرعت سنج شما نمایش داده می شود. می توانید استریو، چراغ ها و تهویه مطبوع خود را با دستگیره ها و دکمه ها یا شاید یک صفحه نمایش لمسی کنترل کنید. برای کنترل موتور از پدال گاز و برای چرخش از فرمان استفاده می کنید. این ابزارهای کنترل و بازخورد مانند HMI خودرو هستند. حالا تصور کنید که بتوانید تمام جنبه های وسیله نقلیه خود را کنترل کنید و اطلاعات دقیقی در مورد عملکرد آن در یک صفحه به دست آورید. اگر می توانستید، داشبورد ماشین شما حتی بیشتر شبیه HMI می شد.

 

 

 

در یک محیط صنعتی، HMI ممکن است به اشکال مختلفی باشد. این می تواند یک صفحه نمایش مستقل، یک داشبورد متصل به تجهیزات دیگری یا یک تبلت باشد. به هر شکلی که به نظر می رسد، هدف اصلی آن این است که به کاربران اجازه دهد داده های مربوط به عملیات و ماشین آلات را کنترل کنند. اپراتورها می توانند از HMI برای مشاهده استفاده از تسمه نقاله یا تنظیم دمای مخزن آب صنعتی استفاده کنند.

 

 

HMI چیست؟ HMI پیشرفته به شما امکان می دهد به راحتی با ماشین ها ارتباط برقرار کنید و داده های عملیاتی را از سراسر تجهیزات خود تجسم کنید.

موارد استفاده از HMI

HMI در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. در تولید انواع مختلف کالاها، از خودرو گرفته تا غذا و نوشیدنی و داروسازی رایج است. صنایعی مانند انرژی، آب، فاضلاب، ساختمان ها و حمل و نقل نیز ممکن است از HMI استفاده کنند. نقش‌هایی مانند یکپارچه‌کننده‌های سیستم، اپراتورها و مهندسان، به‌ویژه مهندسان سیستم‌های کنترل فرآیند، اغلب از HMI استفاده می‌کنند. این متخصصان ممکن است از HMI برای کنترل ماشین‌ها، وسایل نقلیه، کارخانه‌ها یا ساختمان‌ها استفاده کنند.

 

 

 

پیچیدگی HMI بسته به پیچیدگی دستگاه یا سیستمی که برای آن استفاده می شود متفاوت است. همچنین بسته به نحوه استفاده از HMI متفاوت است. ممکن است از HMI برای یک عملکرد، مانند نظارت بر یک ماشین آلات، یا برای اهداف متعدد، از جمله نظارت بر عملیات کارخانه و کنترل تجهیزات استفاده کنید.

 

 

 

هنگامی که سیستم کنترل نظارتی و جمع آوری داده شما (SCADA) با کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) و حسگرهای ورودی/خروجی برای به دست آوردن اطلاعات مربوط به عملکرد تجهیزات ارتباط برقرار می کند، این اطلاعات در یک HMI نمایش داده می شود. یک HMI ممکن است این اطلاعات را در یک نمودار، نمودار یا سایر نمایش های بصری که خواندن و درک آن را آسان می کند، نمایش دهد. با یک HMI، می‌توانید تمام اطلاعات عملکرد تجهیزات یک تأسیسات را در یک مکان مشاهده کنید و دید خود را در عملکرد کارخانه‌تان بهبود بخشید. اپراتورها همچنین می‌توانند آلارم‌ها را با استفاده از HMI مشاهده و مدیریت کنند و به اطمینان از اینکه می‌توانند به سرعت با آن‌ها برخورد کنند، کمک می‌کند.

 

 

 

اپراتورها همچنین می توانند از HMI برای کنترل تجهیزات برای افزایش بهره وری یا تطبیق با شرایط متغیر استفاده کنند. آنها ممکن است بر اساس داده هایی که در HMI مشاهده می کنند، تنظیمات را انجام دهند. امکان ایجاد تغییرات مربوطه مستقیماً از روی صفحه نمایش این فرآیند را سریعتر و آسان تر می کند.

 

 

 

همانطور که اینترنت اشیا (IoT) همچنان نقش برجسته‌تری در تاسیسات صنعتی ایفا می‌کند، HMI‌ها حتی مفیدتر می‌شوند. می‌توانید از آن‌ها برای مشاهده داده‌ها و کنترل دستگاه‌های مختلف متصل در مرکز خود استفاده کنید.

 

 

 

 

 

نحوه ادغام HMI

راه‌حل‌های HMI می‌توانند به اشکال مختلف، از پایانه‌های مستقل گرفته تا تبلت‌ها و داشبوردهای ادغام‌شده در سایر ماشین‌آلات ارائه شوند. یک مرکز ممکن است یک HMI مرکزی یا تعداد زیادی از آنها توزیع شده داشته باشد که همگی ممکن است از طریق اینترنت متصل شوند.

 

 

 

ادغام زنون در سیستم های موجود شما آسان است، زیرا بیش از 300 پروتکل ارتباطی در دسترس دارد و با سیستم های مختلف کار می کند. با تمام پلتفرم های اصلی مایکروسافت ویندوز سازگار است و برای اجرا فقط به سیستم عامل اصلی نیاز دارد. همچنین می توانید با استفاده از وب سرور یا موتور وب HTML5 به زنون دسترسی داشته باشید. نسخه وب zenon ظاهر و عملکرد یکسانی دارد و هر تغییری که در یک سرویس گیرنده وب یا HTML5 ایجاد کنید برای همه کاربران به روز می شود و به شما امکان می دهد از هر کجا کار کنید.

 

 

 

با زنون، کاربران همچنین می توانند i را راه اندازی کنندبا ایجاد ویجت ها و قرار دادن آنها بر اساس نیاز خود داشبوردها را در اختیار داشته باشید. همچنین می توانید برای اهداف امنیتی و ایجاد داشبورد برای انواع مختلف کاربران، قابلیت مشاهده عناصر HMI خود را قفل و کنترل کنید. این به شما امکان می دهد داشبوردهایی با کاربری آسان ایجاد کنید که فقط اطلاعات مربوط به هر نقش را شامل می شود.

 

 

 

همچنین می‌توانید پالت‌های رنگی مختلفی برای HMI خود ایجاد کنید، که به شما امکان می‌دهد داشبوردهایی را سفارشی کنید که برای برند شرکت شما، موقعیت‌های نوری خاص، و همچنین تیم‌های مختلف و کاربران فردی (مثلاً کارمندان کوررنگ) کار می‌کنند.

 

 

مزایای استفاده از HMI: افزایش دید، قابلیت استفاده و کارایی با استفاده از یک سیستم یکپارچه، با خرابی کمتر.

 

 

HMI ها چندین مزیت را برای سازمان های صنعتی امروزی فراهم می کنند، از جمله:

 

 

 

دید پیشرفته: یک HMI با عملکرد بالا به شما در هر زمان دید بهتری را در عملیات شما می دهد. این به شما امکان می دهد از روی یک داشبورد ببینید که تجهیزات یا امکانات شما چگونه عمل می کند. حتی می توانید این داشبورد را از راه دور مشاهده کنید. این قابلیت ها به شما کمک می کند تا بهره وری را در طول زمان بهبود بخشید و به هشدارها سریعتر پاسخ دهید.

افزایش بهره وری: از آنجایی که یک HMI دسترسی ثابت به داده های بلادرنگ را فراهم می کند، می توانید از آن برای نظارت بر تولید و تنظیم با تغییر تقاضا در زمان واقعی استفاده کنید. تجسم داده ها، به ویژه زمانی که با فن آوری های تجزیه و تحلیل داده ترکیب می شود، می تواند به شما در شناسایی مناطقی که می توانید کارایی عملیات خود را بهبود بخشید، کمک کند.

کاهش زمان خرابی: با هشدارهای موجود در داشبورد مرکزی، می‌توانید سریع‌تر به مشکلات پاسخ دهید و زمان خرابی را کاهش دهید. مشاهده و تجزیه و تحلیل داده‌های عملکرد تجهیزات همچنین می‌تواند به شما کمک کند تا علائم مشکلات مکانیکی آینده را شناسایی کرده و قبل از تبدیل شدن به مشکلاتی که ممکن است باعث خرابی قابل توجهی شوند، آنها را برطرف کنید.

قابلیت استفاده بهبود یافته: HMI ها مشاهده و درک داده ها و تجهیزات کنترلی را برای کاربران آسان تر می کند. آنها داده ها را با استفاده از نمودارها، نمودارها و سایر تجسم ها ارائه می دهند که تفسیر سریع آن را برای کاربران آسان می کند. با زنون، کاربران همچنین می توانند داشبورد خود را مطابق با نیازها و ترجیحات خود سفارشی کنند.

سیستم یکپارچه: با زنون، می توانید تمام تجهیزات را با استفاده از یک پلت فرم کنترل کنید، که یادگیری نحوه کنترل تجهیزات را برای اپراتورها آسان تر می کند. همچنین می‌توانید تمام داده‌های خود را در یک مکان مشاهده کنید و به شما کمک می‌کند نمای کلی روشنی از کل امکانات خود داشته باشید. علاوه بر این، همه کاربران به‌روزرسانی‌ها را در زمان واقعی دریافت می‌کنند، بنابراین تیم شما همیشه در یک صفحه است.

 

 

 

 

HMI و SCADA

HMI و SCADA گاهی اوقات به دلیل شباهت هایشان و این واقعیت که با هم کار می کنند، اشتباه می شوند. در واقع، یک HMI اغلب بخشی از یک سیستم SCADA است.

 

 

 

سیستم SCADA برای کنترل سیستم های بزرگ مانند کل کارخانه یا سایت استفاده می شود. این ترکیبی از بسیاری از سیستم های دیگر از جمله PLC ها، حسگرها و واحدهای پایانه راه دور (RTU) است. یک سیستم SCADA چیزی است که داده ها را جمع آوری و ثبت می کند. همچنین می تواند عملیات تجهیزات را گاهی به صورت خودکار کنترل کند.

 

 

 

 

در حالی که SCADA داده ها را جمع آوری و ذخیره می کند، HMI کاربران را قادر می سازد تا با ارائه یک داشبورد کاربر پسند با تجهیزات تعامل داشته باشند.

از سوی دیگر، HMI رابطی است که شخصی برای تعامل با سیستم اسکادا و سایر سیستم ها و تجهیزات استفاده می کند. هر دوی آنها عناصر ضروری سیستم کنترل صنعتی بزرگتر هستند. در حالی که SCADA داده‌ها را جمع‌آوری و ذخیره می‌کند، HMI کاربران را قادر می‌سازد تا با ارائه یک داشبورد کاربرپسند، با تجهیزات تعامل داشته و آن را مدیریت کنند. هر دو لازم هستند. بدون SCADA، HMI هیچ اطلاعاتی برای نشان دادن یا کنترل تجهیزات نخواهد داشت. بدون سیستم HMI، کاربران نمی‌توانند داده‌هایی را که سیستم اسکادا جمع‌آوری می‌کند ببینند یا به آن‌ها بگویند که چگونه تجهیزات را کنترل کند.

 

 

 

SCADA و HMI بخشی از یک سیستم بزرگتر هستند. SCADA در پس زمینه کار می کند، در حالی که HMI معمولا تنها عنصری است که کاربران با آن تعامل دارند. به همین دلیل است که کاربران اغلب آنها را با هم ارجاع می دهند.

 

 

 

 

 

پیشرفت در HMI

پیشرفت های تکنولوژیکی و نیازهای تجاری در حال تحول منجر به تغییراتی در عملکرد فناوری HMI شده است. صفحه نمایش های لمسی، دستگاه های تلفن همراه، HMI های مبتنی بر ابر و HMI های با کارایی بالا رایج تر می شوند.

 

 

 

اصطلاح HMI با کارایی بالا به یک روش طراحی HMI اشاره دارد که هدف آن جلب توجه کاربر تنها به حیاتی ترین عناصر است. این به کاربران کمک می‌کند تا سریع‌تر و راحت‌تر مسائل را ببینند و به آنها پاسخ دهند و اطلاعات مورد نیاز برای تصمیم‌گیری را جمع‌آوری کنند. نشانگرهای این نوع HMI ها ساده هستند و داشبوردها شامل گرافیک و کنترل های غیر ضروری نیستند. از دیگر عناصر طراحی کم استفاده می شود تا توجه کاربر را از مهم ترین موارد منحرف نکند.

 

 

 

علاوه بر این، فناوری‌های پیشرفته مانند اینترنت اشیا و فناوری‌های تجزیه و تحلیل داده، تأثیر بیشتری بر HMI دارند. همانطور که دستگاه های متصل بیشتری آنلاین می شوند، HMI ها می توانند داده های بیشتری را جمع آوری کنند و بخشی از شبکه IoT شوند. تکنیک‌های پیشرفته تجزیه و تحلیل داده‌ها که در کنار نرم‌افزار HMI/SCADA به کار می‌روند می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا از داده‌های ارائه‌شده در داشبورد خود بهترین استفاده را ببرند.

 

 

 

چند لمسی

صفحه لمسیens با ظهور گوشی های هوشمند محبوبیت پیدا کرد، تا حدی به لطف صفحه نمایش چند لمسی، که کاربران می توانند با استفاده از چندین لمس و حرکات به طور همزمان با آن تعامل داشته باشند. این ویژگی اکنون در بخش صنعتی در دسترس است و زنون نشان دهنده اولین HMI/SCADA است که از حرکات چند لمسی پشتیبانی می کند. با قابلیت چند لمسی زنون، می‌توانید از دو انگشت برای بزرگ‌نمایی و کوچک‌نمایی، کشیدن و رها کردن عناصر صفحه و استفاده از سایر حرکات بصری استفاده کنید. برخی از مزایای HMI چند لمسی عبارتند از:

 

 

 

ایمنی عملیاتی پیشرفته: کنترل بصری HMI به معنای خطاهای کمتر است. مولتی تاچ همچنین دارای عملکرد دو دستی است، به این معنی که کاربران نمی توانند اقدامات خاصی را تنها با استفاده از یک دست انجام دهند. این ویژگی به جلوگیری از اشتباهات بالقوه پرهزینه و حتی مرگبار کمک می کند.

قابلیت استفاده: استفاده از حرکات چند لمسی زنون بصری و راحت است. به جای ساختارهای پیچیده منو، نوار ابزارهای قابل پیمایش کاربر پسند را دریافت می کنید. کشیدن عناصر به اطراف و دریافت اطلاعات مورد نیاز برای کاربران آسان است.

کاهش زمان تمرین: سهولت استفاده از Multi-Touch به کاهش زمان تمرین کمک می کند. کاربران می توانند نحوه استفاده از سیستم را سریعتر بیاموزند و کاربران با تجربه کمتر می توانند پروژه های بیشتری را با خیال راحت و آسان انجام دهند.

دوام: بدون قطعات متحرک، صفحات لمسی بهتر از صفحه کلید، دستگاه های ماوس و سایر کنترل ها می توانند در شرایط سخت مقاومت کنند. این بدان معنی است که تجهیزات شما دوام بیشتری خواهند داشت و با اطمینان بیشتری کار می کنند.

انعطاف پذیری: با یک صفحه نمایش لمسی، تغییرات فرآیند نیازی به سیم کشی مجدد صفحه کنترل ندارد. در عوض، می توانید به سادگی نرم افزار خود را به روز کنید. کاربران همچنین می توانند به راحتی داشبوردهای سفارشی خود را بر اساس نیازها و ترجیحات خود ایجاد کنند.

 

 

 

 

نظارت از راه دور

یکی دیگر از ویژگی های ارزشمند HMI مدرن، نظارت از راه دور است. با zenon، کاربران مجاز می توانند از هر کجا از طریق مرورگر به داشبوردها و گزارش ها دسترسی داشته باشند. این به این معنی است که می‌توانید از طریق رایانه در دفتر، رایانه لوحی در خانه یا تلفن هوشمند در جاده، عملیات را بررسی کنید و وظایف عملیاتی را کامل کنید. نظارت از راه دور امکان نظارت را بعد از ساعات کاری بدون نیاز به حضور در محل می دهد و به شما امکان کنترل بیشتر بر فرآیندهای خود و دسترسی پیشرفته به داده های خود را می دهد.

 

 

می‌توانید از طریق رایانه در دفتر، رایانه لوحی در خانه یا تلفن هوشمند در حین جاده، عملیات را بررسی کنید و وظایف عملیاتی را کامل کنید.

آینده HMI

همانطور که داده ها نقش برجسته تری در فرآیندهای صنعتی می گیرند، HMI موظف است حتی اهمیت بیشتری پیدا کند. این فناوری در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری داشته است اما در آینده نیز به پیشرفت خود ادامه خواهد داد.

 

 

 

شرکت‌های بیشتری به سمت HMI با عملکرد بالا حرکت می‌کنند که به جلب توجه کاربران تنها به مهم‌ترین اطلاعات کمک می‌کند. این به کاربران کمک می کند تا تمام داده های موجود را درک کنند و از اضافه بار اطلاعات جلوگیری می کند. همچنین شرکت ها به طور فزاینده ای از صفحه نمایش های چند لمسی، نظارت از راه دور و سیستم های مبتنی بر ابر استفاده می کنند.

 

 

 

با ادامه تکامل فناوری، شرکت ها به طور فزاینده ای از تجزیه و تحلیل داده های پیشرفته و هوش مصنوعی برای به دست آوردن بینش از داده ها استفاده خواهند کرد. سپس آنها می توانند این بینش ها را از طریق HMI به کاربران منتقل کنند. در آینده، HMI ها همچنین ممکن است واقعیت افزوده (AR) را که گرافیک دیجیتال را روی دنیای واقعی پوشش می دهد و فناوری واقعیت مجازی (VR) که کاربران را در دنیای دیجیتال غوطه ور می کند، برای ایجاد تصاویر بصری موثرتر برای کاربران HMI ترکیب کنند. همانطور که اتوماسیون همچنان نقش محوری تری را در فرآیندهای صنعتی ایفا می کند، کاربران می توانند از HMI ها برای نظارت بر فعالیت های خودکار و تنظیم آنها در صورت نیاز استفاده کنند.

 

 

 

 

 

HMI با کارایی بالا زنون

هنگام استفاده از zenon به عنوان یک برنامه HMI/SCADA، به یک رابط انسان و ماشین با عملکرد بالا دسترسی خواهید داشت که سهولت استفاده، آگاهی موقعیتی پیشرفته و کنترل بصری را فراهم می کند. زنون می‌تواند تجسم آسان و خواندنی داده‌های فرآیند مربوطه و آلارم‌ها را برای شما فراهم کند. عملکرد بصری چند لمسی کنترل ایمن فرآیندها را آسان می کند و قابلیت های نظارت از راه دور به این معنی است که می توانید فرآیندهای خود را از هر جایی مشاهده و کنترل کنید.

 

 

 

زنون اطلاعات را به صورت زنده پردازش می کند و آن را به کاربران مربوطه توزیع می کند و در عین حال پیچیدگی را برای اپراتورها کاهش می دهد. این به تیم شما امکان می‌دهد سریع‌تر به مسائلی که ممکن است پیش بیاید پاسخ دهد و تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرد. کاربران همچنین می توانند به راحتی داشبوردهای سفارشی ایجاد کنند تا همیشه اطلاعات مورد نیاز خود را در قالبی که ترجیح می دهند داشته باشند. از آنجایی که zenon مستقل از سخت افزار مورد استفاده است، شما یک سیستم سازگار در انواع تجهیزات متعدد خواهید داشت که یادگیری نحوه کنترل ماشین آلات و مشاهده داده ها را برای اپراتورها آسان تر می کند.

 

 

 

با قابلیت‌های پیشرفته و کاربرپسند HMI/SCADA موجود با زنون، می‌توانید دید را در عملیات خود افزایش دهید و فرآیندهای خود را آسان‌تر کنترل کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد راه حل های COPA-DATA، امروز با ما تماس بگیرید.