A Human Machine Interface, vagy röviden HMI, olyan eszköz, amely lehetővé teszi az ember számára, hogy útmutatást adjon és visszajelzést kapjon a gyártási folyamatot vezérlő PLC-től. Más szóval, ez egy eszköz arra, hogy parancsokat vigyen be a gépébe, és visszajelzést kapjon azok állapotáról. Leegyszerűsítve, a HMI egy ipari számítógép, amely úgy van beállítva, hogy pontosan kommunikáljon a PLC-vel és a gyártógép kezelőjével. A HMI programozás eltér a legtöbb más programozási nyelvtől. Ennek az az oka, hogy a HMI a gyártási területen zajló események vizuális megjelenítése. Ezért a tényleges HMI programozást általában HMI fejlesztésnek nevezik, mivel az idő nagy részét a képernyő elrendezésének megtervezésével töltik, nem pedig a definíció hagyományos értelmében vett kódírással. A HMI programozás elsajátításához a műszaki ismeretek mellett tervezői ismeretekre is szert kell tenni. A professzionális HMI-fejlesztők olyan elrendezéseket készítenek, amelyek látványosak, könnyen értelmezhetőek, és azonnal megmutatják a rendszer adott állapotát. A HMI bemeneteit és kimeneteit vezérlő programozás általában a PLC-n történik, így a PLC-programozó biztosítja a HMI funkcionális működését. A legtöbb esetben azonban a két feladatot kombinálják, és a PLC-programozó vagy létrehozza a HMI-képernyők elrendezését, és/vagy kellően ismeri a végbenő folyamatot ahhoz, hogy megszabja a HMI-programozását.
A HMI-rendszer elsődleges feladata, hogy lehetővé tegye a kezelő számára a folyamat vezérlését. A legalapvetőbb HMI feladat az az, hogy lehetővé tegye a kezelő számára, hogy lássa egy adott folyamat aktuális állapotát. Képzeljük el, hogy van egy csiszológépünk, amit bármelyik gomb megnyomásával elindíthatunk és leállíthatunk. Létrehozható egy olyan HMI felület, amely vizuálisan jelzi a gép aktuális állapotát: leállt vagy üzemel. A PLC azonban sokkal több információt tud gyűjteni erről a gépről, a művelet igényeitől függően. Ezért a HMI felhasználható ezen egyéb információk továbbítására a kezelő számára, és ezek lehetővé teszik a számára, hogy megalapozottabb döntéseket hozzon a folyamat irányításával kapcsolatban.
Ha ez a csiszológép meghibásodik, ez lehet karbantartás hiánya miatt, váratlan meghibásodás (elakadás a fogásnál) vagy kezelői hiba (a biztonsági ajtó nyitva) miatt. Ezen hibaállapotok mindegyikét egy LED jelzi közvetlenül az elektromos irányító panelen. Mivel ez az információ rendelkezésre áll a PLC segítségével, hozzáadhatjuk egy HMI-hez, hogy részletesebb visszacsatolási mechanizmust biztosítsunk a kezelő számára, aki könnyedén ki tudja küszöbölni a felmerült hibát.
Egy gép számos olyan funkcióval rendelkezik, amelyeket a kezelő beállíthat. Például a sebességet, a hőmérsékletet, a tempót és még más egyebet géptől függően. Ezeket a beállításokat korábban egy sor potenciométerrel végeztük el. Most ezek többsége közvetlenül módosítható egy HMI képernyőről. Szeretnénk itt megjegyezni, hogy a helyes HMI tervezési gyakorlat azt diktálja, hogy a HMI bizonyos funkciói különböző felhasználókra korlátozódjanak. Például a kezelőnek tudnia kell a gép indítását, leállítását és a sebesség kiválasztását. Viszont nem módosíthatják az olyan beállításokat, mint a hőmérséklet változtatás, amely hatással lehet a végtermék minőségére. Ezt a beállítást egy gyártási felügyelőre vagy mérnökre kell kizárólag bízni, korlátozni.
A HMI Design elsajátítása könnyűnek látszik, de mindig kihívást jelent. Egy jól megtervezett HMI design lehetővé teszi, hogy az adott terület felhasználója könnyedén hozzáférhessen a megfelelő információkhoz és vezérléshez anélkül, hogy akadályokba ütközne. Más szóval, a tervezett design-nak tartalmaznia kell azokat az elemeket, amelyekre a kezelőnek szüksége van, és ki kell zárnia azokat, amelyekre nincs szüksége. Ezen túlmenően a hatékonyság a HMI-tervezés gyakorlatában azt jelenti, hogy minden egyes képernyőtípuson jól megjeleníthetőnek kell lennie a design-nak.
A következő alapvető tervezési szempontokat kell szem előtt tartani:
A jól megtervezett HMI program nehézsége az, hogy a képernyőt használó személy helyébe kell képzelni magunkat. A tapasztalt HMI-programozó figyelembe veszi a kezelő korlátozott tudását, ezért könnyen követhető navigációs menüt hoz létre, és lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy gyorsan tudjon navigálni a keresett vagy kérdéses elemek között. Ezenkívül a felhasznált szimbólumokkal kapcsolatosan következetesnek kell maradnunk, így ezek lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy könnyebben tájékozódjon a HMI képernyőn. Végül a HMI rendszer kialakításánál figyelembe kell venni az üzemben működő valós rendszert ahhoz, hogy a felhasználó kényelmesen tudja használni a felületet anélkül, hogy további információkhoz kellene hozzáférnie. Ez magában foglalhatja a teremben, üzemben lévő gépek megfelelő elnevezését, könnyen érthető ikonokat vagy olyan szimbólumokat, amelyek pontosan ábrázolják az üzem, a gyártás eszközeit.
A HMI terminálokhoz épített alkalmazások eltérő hardvert igényelnek. Tapasztalataink szerint a HMI-ket általában a következő három típusú berendezés valamelyikére telepítik:
A SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) egy hatékony vezérlőrendszer, amelyet az ipari berendezésekből származó adatok összegyűjtésére, elemzésére és megjelenítésére terveztek. A kezelők megtekinthetik a kritikus méréseket, például a hőmérsékletet, a rezgést, az energiafogyasztást és az ipari berendezések szintjeit. A HMI általában egy önálló terminál, amely leggyakrabban egy, de néha több PLC-vel kommunikál a helyszínen. Az ilyen terminálok az üzemben elosztva vannak, és egymással nem tudnak kommunikálni.
A SCADA rendszer számos vezérlőrendszerrel fog összekapcsolódni. Hálózati hozzáférése lesz a PLC-khez, valamint a HMI-khez az üzemben. Az összegyűjtött információk alapján egy SCADA rendszer dolgozza fel az információkat, és telepíti a megfelelő terminálokra vagy HMI-kre. Tisztában van az üzemben lévő összes HMI-vel, és hozzárendeli a megjelenítendő információkat. A SCADA rendszereket általában olyan összetett folyamatok automatizálására használják, ahol az emberi irányítás nem praktikus. Riasztásaik és valós idejű működési nézeteik megakadályozhatják, hogy a kis problémák nagyokká váljanak, és felgyorsíthatják a helyreállítási időt.
A SCADA és a HMI olyan rendszerek, amelyek a PLC-vel együtt működnek. A SCADA-alkalmazások távfelügyeleten keresztül erősítik a vállalkozásokat. Gyakran használják kritikus funkciók vezérlésére, valamint a műveletek zökkenőmentes működését elősegítő és bejövő adatok összegyűjtésére. A HMI rendszer viszont lehet helyi vagy távoli eszköz is. A PLC viszont mindig lokális eszköz. Az elsődleges különbség a PLC és a SCADA között az a tény, hogy a PLC hardver, a SCADA pedig szoftver.
A vonalüzemeltetők, vezetők és felügyelők az iparban a HMI-kre támaszkodnak, hogy az összetett adatokat hasznos információkká alakítsák át. Például HMI-ket használnak a gépek figyelésére, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy azok megfelelően működnek.
A HMI-knek három alapvető típusa van: a nyomógomb-helyettesítő, az adatkezelő és a felügyelő.
A HMI technológiát szinte minden ipari szervezet, valamint egyéb vállalatok használják a gépeikkel való interakcióhoz és ipari folyamataik optimalizálásához. A HMI-t használó iparágak a következők: energia, étel és ital, olaj és gáz, víz és szennyvíz, szállítás, gyártás-újrafeldolgozás. A HMI-kel általában a kezelők, a rendszerintegrátorok és a mérnökök, különösen a vezérlőrendszer-mérnökök állnak közvetlen kapcsolatban. A HMI-k alapvető eszközöket jelentenek ezeknek a szakembereknek, akik a folyamatok áttekintésére és megfigyelésére, a problémák diagnosztizálására és az adatok megjelenítésére használják őket.
Egy képernyőn keresztül egyszerűen megjelenítik az adatokat, amelyeket nehéz gyorsan és egyszerűen elemezni, csak vizuálisan jelenítik meg a szükséges információkat, gyakran grafikonok, illusztrációk és/vagy fényképek formájában. Ez lehetővé teszi a különböző gépekről, folyamatokról és helyekről származó adatok gyors és egyszerű kiértékelését. HMI lehet például az érintőképernyős gépek, a mobileszköz vagy a riasztó.
A HMI-k általában egy berendezésre/gépre vagy munkacellára fókuszálnak. Perspektívájuk a közvetlen területre korlátozódik. Míg a SCADA jellemzően tágabb képet ad a műveletekről. Ez magában foglalhat sok berendezést, teljes üzemet és folyamatot, vagy több munkacellát.
Több, mint 20 év tapasztalat PLC programozásban, ipari automatizálásban, robotikában, HMI programozásban, okosotthon automatizálásban, mezőgazdaság automatizálásban, járműipari programozásban.
Vegye fel velünk a kapcsolatot
