W dziedzinie automatyki przemysłowej HMI oznacza interfejs człowiek-maszyna. Interfejsy HMI są stosowane w przemyśle do sterowania i monitorowania maszyn. Bez interfejsu HMI trudno jest zapewnić dobry proces automatyzacji w przemyśle.
Definicja interfejsu człowiek-maszyna
Interfejs człowiek-maszyna (HMI) to interfejs użytkownika, który umożliwia operatorowi interakcję z maszyną lub procesem. Interfejsy HMI są zwykle używane w środowiskach przemysłowych, aby umożliwić operatorom monitorowanie i kontrolowanie procesów, np. tych występujących w fabrykach lub elektrowniach.
Interfejsy HMI mogą przybierać różne formy, w tym graficzny interfejs użytkownika (GUI) na komputerze, ekran dotykowy lub fizyczny panel sterowania z przyciskami i wyświetlaczami. Służą do prezentowania operatorowi danych procesowych, umożliwiają operatorowi wprowadzanie poleceń i wartości zadanych, a także dostarczają alarmów i innych informacji.
Interfejsy HMI są zwykle podłączone do programowalnego sterownika logicznego (PLC), który jest odpowiedzialny za sterowanie procesem w oparciu o dane wejściowe z HMI i czujników w terenie. HMI po prostu dostarcza operatorowi informacji i pozwala mu wprowadzać polecenia, które są następnie wysyłane do sterownika PLC w celu wdrożenia.
Rodzaje interfejsów HMI
Graficzny interfejs użytkownika (GUI):są to komputerowe interfejsy HMI, które wykorzystują interfejs graficzny do wyświetlania danych procesowych i umożliwiają operatorowi wprowadzanie poleceń. GUI można utworzyć przy użyciu oprogramowania, takiego jak Microsoft Windows lub specjalistycznych pakietów oprogramowania HMI.
Interfejs dotykowy (interfejs ekranu dotykowego):Interakcja poprzez dotykanie ekranu, prosta, intuicyjna interakcja i jest powszechnie używana na urządzeniach takich jak smartfony, tablety i tablice interaktywne.
Interfejs głosowy (interfejs głosowy):Dzięki technologii rozpoznawania głosu użytkownicy mogą sterować komputerem za pomocą poleceń głosowych, powszechnie stosowanych w inteligentnych głośnikach, systemach samochodowych i innych urządzeniach.
Panele fizyczne:Są to fizyczne interfejsy HMI, które wykorzystują przyciski, przełączniki i wyświetlacze do wyświetlania danych procesowych i umożliwiają operatorom wprowadzanie poleceń. Często używany w środowiskach przemysłowych, w których graficzny interfejs użytkownika lub ekran dotykowy może być niepraktyczny, na przykład w środowiskach o wysokim poziomie wibracji lub zapylenia.
Interfejsy internetowe-:Te interfejsy HMI wykorzystują przeglądarkę internetową do prezentowania danych procesowych i umożliwiają operatorowi wprowadzanie poleceń. Dostęp do nich można uzyskać z dowolnego urządzenia za pośrednictwem przeglądarki internetowej, co pozwala operatorowi na zdalne monitorowanie i kontrolowanie procesu.
Wybór HMI
Wybierając interfejs człowiek-maszyna (HMI) dla procesu lub systemu przemysłowego, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, aby mieć pewność, że HMI będzie najlepiej dostosowany do konkretnego zastosowania.
Zgodność:Ważne jest, aby wybrać interfejs HMI kompatybilny ze sprzętem i systemami, które będzie sterował. Obejmuje to kompatybilność z systemem sterowania, protokołami komunikacyjnymi i formatami danych używanymi przez urządzenie.
Sprzęt komputerowy:Interfejs HMI powinien być zaprojektowany tak, aby był wytrzymały i odpowiedni do środowiska, w którym będzie zainstalowany. Powinien być w stanie wytrzymać temperaturę, wilgotność i wibracje, na jakie będzie narażony.
Wyświetlacz:Interfejs HMI powinien mieć przejrzysty, łatwy do odczytania i łatwy w obsłudze wyświetlacz. Ekran powinien mieć dobrą rozdzielczość i wysoką jakość wyświetlania oraz podświetlenia.
Użyteczność:Interfejs HMI powinien być łatwy w obsłudze i zrozumiały, z intuicyjną nawigacją oraz przejrzystym i zwięzłym wyświetlaczem. Powinien być łatwy w użyciu i zrozumiały dla operatorów o różnym poziomie wiedzy specjalistycznej.
Wizualizacja danych:Interfejs HMI powinien być w stanie wyświetlać dane w jasny i zrozumiały sposób, wykorzystując wykresy, wykresy i inne rodzaje reprezentacji wizualnych, aby pomóc operatorom zrozumieć procesy i podejmować świadome decyzje.
Możliwość dostosowania:Interfejs HMI powinien umożliwiać dostosowanie do specyficznych potrzeb procesu lub sprzętu, a także preferencji operatora.
Zdalny dostęp:Interfejs HMI powinien być zaprojektowany tak, aby umożliwiał zdalny dostęp, tak aby operatorzy mogli monitorować i kontrolować proces ze zdalnej lokalizacji.
Skalowalność:Interfejs HMI powinien być zaprojektowany tak, aby był skalowalny i zdolny do obsługi większej złożoności i danych w miarę jak proces lub sprzęt stają się bardziej zaawansowane.
Wsparcie:Dostawcy HMI powinni zapewniać dobre wsparcie techniczne i dokumentację, a także aktualizacje i ulepszenia oprogramowania.
Korzyści z interfejsów człowiek-maszyna
Interfejsy człowiek-maszyna (HMI) oferują kilka korzyści w zakresie sterowania i monitorowania procesów przemysłowych:
Zwiększona wydajność:Interfejsy HMI zwiększają efektywność kontrolowanego procesu, umożliwiając operatorom łatwy dostęp do danych procesowych i wprowadzanie poleceń. Prezentując dane w jasny i zwięzły sposób, operatorzy mogą podejmować bardziej świadome decyzje i podejmować w odpowiednim czasie działania, jeśli zajdzie taka potrzeba.
Większe bezpieczeństwo:Interfejsy HMI mogą poprawić bezpieczeństwo, wyświetlając operatorom alarmy i inne ważne informacje. Umożliwia to operatorom podjęcie w odpowiednim czasie działań w celu rozwiązania potencjalnych problemów, zanim staną się poważne.
Zdalny monitoring i kontrola:Dostęp do wielu interfejsów HMI można uzyskać zdalnie, co pozwala operatorom monitorować i kontrolować procesy na odległość. Jest to szczególnie przydatne w zastosowaniach, w których proces odbywa się w odległym lub niebezpiecznym miejscu.
Łatwość użycia:Interfejsy HMI zaprojektowano tak, aby były łatwe w obsłudze nawet dla operatorów, którzy mogą nie posiadać wiedzy technicznej. Dzięki temu są dostępnymi narzędziami do kontrolowania i monitorowania procesów przemysłowych.
Zastosowania HMI
Interfejsy HMI komunikują się z programowalnymi sterownikami logicznymi (PLC) oraz czujnikami wejścia/wyjścia w celu gromadzenia i wyświetlania informacji użytkownikowi. Ekrany HMI mogą być wykorzystywane do pojedynczej funkcji, takiej jak monitorowanie i śledzenie, lub do wykonywania bardziej złożonych operacji, takich jak wyłączanie maszyny lub zwiększanie szybkości produkcji, w zależności od sposobu ich wdrożenia.
Interfejsy HMI służą do optymalizacji procesów przemysłowych poprzez digitalizację i centralizację danych przeglądarek. Korzystając z interfejsu HMI, operatorzy mogą przeglądać ważne informacje wyświetlane na wykresach, wykresach lub cyfrowych pulpitach nawigacyjnych, przeglądać alarmy i zarządzać nimi, a także łączyć się z systemami SCADA, ERP i MES, a wszystko to z poziomu jednej konsoli.
Wcześniej operatorzy musieli stale chodzić po podłodze, aby sprawdzać postęp mechaniczny i zapisywać go na kartce papieru lub tablicy. Umożliwiając sterownikom PLC przesyłanie-informacji w czasie rzeczywistym bezpośrednio do wyświetlaczy HMI, technologia HMI eliminuje potrzebę stosowania tej przestarzałej praktyki, redukując w ten sposób wiele kosztownych problemów spowodowanych brakiem informacji lub błędami ludzkimi.
Aplikacje interfejsu człowiek-maszyna
Interfejsy człowiek-maszyna (HMI) są wykorzystywane w różnych zastosowaniach przemysłowych, gdzie mogą pomóc w poprawie wydajności, bezpieczeństwa i dostępności kontrolowanego procesu.
Niektóre typowe zastosowania interfejsów HMI obejmują:
Produkcja:Interfejsy HMI są powszechnie stosowane w środowiskach produkcyjnych do kontrolowania i monitorowania procesów produkcyjnych, np. w hali produkcyjnej. Można je wykorzystywać do prezentowania operatorom danych procesowych, umożliwiając wprowadzanie poleceń i wartości zadanych, a także wyświetlanie alarmów i innych ważnych informacji.
Wytwarzanie energii:Interfejsy HMI są również wykorzystywane w elektrowniach, na przykład wykorzystujących paliwa kopalne lub energię odnawialną, do monitorowania i kontrolowania procesów, takich jak praca kotła, sterowanie turbiną oraz wytwarzanie i dystrybucja energii.
Oczyszczanie wody i ścieków:Interfejsy HMI są stosowane w oczyszczalniach wody i ścieków do sterowania i monitorowania procesów, takich jak pompowanie, oczyszczanie i dystrybucja.
Ropa naftowa i gaz:Interfejsy HMI są stosowane w produkcji i rafinacji ropy i gazu do kontrolowania i monitorowania procesów, takich jak wiercenie, pompowanie i rafinacja.
Przetwarzanie chemiczne:Interfejsy HMI są stosowane w zakładach przetwórstwa chemicznego do kontrolowania i monitorowania procesów, takich jak mieszanie, reagowanie i destylacja.
Narzędzia do projektowania HMI
Oparte na standardowej technologii internetowej HTML5 (Canvas/WebGL/WebVR), oprogramowanie DigitalView spełnia zapotrzebowanie na wieloplatformowe wdrażanie i wdrażanie przemysłowego Internetu rzeczy w oparciu o-chmurę-opartą na-chmurze{2}}, a także umożliwia swobodne tworzenie konfiguracji dużego-ekranu, konfiguracji interfejsu użytkownika, konfiguracji przemysłowej i konfiguracji 3D w formie niskiego-kodu wizualizacja.
Platforma programistyczna do wizualizacji oprogramowania Sovit (Sovit2D, Sovit3D) to potężny-internetowy edytor konfiguracji online, wykorzystujący technologię HTML5, oparty na architekturze B/S, obsługujący konfigurację grafiki 2D/3D, dostęp za pomocą protokołu mqtt. Zapewnia bogatą bibliotekę-standardowych komponentów branżowych oraz wielo-szablonów i komponentów branżowych, która umożliwia wygodną interakcję człowiek-komputer po stronie przeglądarki oraz proste przeciąganie-i-upuszczanie w celu dokończenia układu i projektu strony wizualizacji oraz szybkiego tworzenia systemów SCADA, HMI, dashboardów i IIOT dla ogólnoprzemysłowe scenariusze IoT.