Inom området industriell automation står HMI för Human Machine Interface. HMI:er används i industrier för att styra och övervaka maskiner. Utan HMI är det svårt att ha en bra automationsprocess inom industrin.
Definition av Human Machine Interface
Ett mänskligt-maskingränssnitt (HMI) är ett användargränssnitt som gör att en mänsklig operatör kan interagera med en maskin eller process. HMI:er används vanligtvis i industriella miljöer för att tillåta operatörer att övervaka och kontrollera processer, till exempel de som finns i fabriker eller kraftverk.
HMI:er kan ta många former, inklusive ett grafiskt användargränssnitt (GUI) på en dator, en pekskärm eller en fysisk kontrollpanel med knappar och displayer. De används för att presentera processdata för operatören, låta operatören mata in kommandon och börvärden samt ge larm och annan information.
HMI:er är vanligtvis anslutna till en programmerbar logisk styrenhet (PLC), som ansvarar för att styra processen baserat på ingångar från HMI och sensorer i fält. HMI:en ger helt enkelt information till operatören och låter dem lägga in kommandon, som sedan skickas till PLC:n för implementering.
Typer av HMI
Grafiskt användargränssnitt (GUI):dessa är datorbaserade HMI:er som använder ett grafiskt gränssnitt för att visa processdata och låter operatören mata in kommandon. GUI kan skapas med hjälp av programvara som Microsoft Windows eller specialiserade HMI-programvarupaket.
Pekgränssnitt (pekskärmsgränssnitt):Interagerar genom att trycka på skärmen, har en enkel, intuitiv interaktion och används ofta på enheter som smartphones, surfplattor och interaktiva whiteboards.
Röstgränssnitt (röstgränssnitt):Interaktion genom röstigenkänningsteknik, användare kan styra datorn genom röstkommandon, som vanligtvis används i smarta högtalare, bilsystem och andra enheter.
Fysiska paneler:Dessa är fysiska HMI:er som använder knappar, omkopplare och displayer för att visa processdata och låter operatörer ange kommandon. Används ofta i industriella miljöer där ett GUI eller pekskärm kanske inte är praktiskt, till exempel miljöer med höga nivåer av vibrationer eller damm.
Web-baserade gränssnitt:Dessa HMI:er använder en webbläsare för att presentera processdata och låter operatören mata in kommandon. De kan nås från vilken enhet som helst via en webbläsare, vilket gör att operatören kan övervaka och kontrollera processen på distans.
HMI val
När man väljer ett mänskligt-maskingränssnitt (HMI) för en industriell process eller ett industriellt system måste flera faktorer beaktas för att säkerställa att HMI är bäst lämpat för den specifika applikationen.
Kompatibilitet:Det är viktigt att välja ett HMI som är kompatibelt med utrustningen och systemen den kommer att styra. Detta inkluderar kompatibilitet med kontrollsystemet, kommunikationsprotokoll och dataformat som används av enheten.
Hårdvara:HMI:n bör utformas för att vara robust och lämplig för miljön där den ska installeras. Den ska kunna motstå den temperatur, luftfuktighet och vibrationer den kommer att utsättas för.
Visa:HMI ska ha en tydlig, lättläst och lättnavigerad display. Skärmen ska ha bra upplösning med högkvalitativ display och bakgrundsbelysning.
Användbarhet:HMI ska vara lätt att använda och förstå, med intuitiv navigering och en tydlig och koncis display. Det ska vara lätt att använda och förstå för operatörer med olika kompetensnivåer.
Datavisualisering:HMI:n ska kunna visa data på ett tydligt och meningsfullt sätt, med hjälp av grafer, diagram och andra typer av visuella representationer för att hjälpa operatörer att förstå processer och fatta välgrundade beslut.
Anpassningsbarhet:HMI:n bör vara anpassningsbar för att passa de specifika behoven hos processen eller utrustningen, såväl som operatörens preferenser.
Fjärråtkomst:HMI bör utformas för att tillåta fjärråtkomst så att operatörer kan övervaka och kontrollera processen från en avlägsen plats.
Skalbarhet:HMI:t bör utformas för att vara skalbart, kunna hantera mer komplexitet och data när processen eller utrustningen blir mer avancerad.
Stöd:HMI-leverantörer bör tillhandahålla bra teknisk support och dokumentation, såväl som programuppdateringar och uppgraderingar.
Fördelar med mänskliga maskingränssnitt
Human Machine Interfaces (HMI) erbjuder flera fördelar för att kontrollera och övervaka industriella processer:
Ökad effektivitet:HMI:er ökar effektiviteten i den process som kontrolleras genom att tillåta operatörer att enkelt komma åt processdata och ange kommandon. Genom att presentera data på ett tydligt och kortfattat sätt kan operatörer fatta mer välgrundade beslut och vidta åtgärder i tid när det behövs.
Förbättrad säkerhet:HMI:er kan förbättra säkerheten genom att visa larm och annan viktig information för operatörerna. Detta gör att operatörer kan vidta åtgärder i tid för att lösa potentiella problem innan de blir allvarliga.
Fjärrövervakning och kontroll:Många HMI:er kan nås på distans, vilket gör att operatörer kan övervaka och kontrollera processer på avstånd. Detta är särskilt användbart i applikationer där processen är placerad på en avlägsen eller farlig plats.
Användarvänlighet:HMI:er är designade för att vara lätta att använda, även för operatörer som kanske inte har teknisk expertis. Detta gör dem tillgängliga verktyg för att styra och övervaka industriella processer.
Användningar av HMI
HMI:er kommunicerar med programmerbara logiska styrenheter (PLC) och input/output-sensorer för att samla in och visa information för användaren att se. HMI-skärmar kan användas för en enda funktion, såsom övervakning och spårning, eller för att utföra mer komplexa operationer, såsom att stänga av en maskin eller öka produktionshastigheten, beroende på hur de implementeras.
HMI:er används för att optimera industriella processer genom att digitalisera och centralisera tittardata. Genom att använda ett HMI kan operatörer se viktig information som visas i grafer, diagram eller digitala instrumentpaneler, se och hantera larm och ansluta till SCADA-, ERP- och MES-system allt från en konsol.
Tidigare krävdes operatörerna att ständigt gå på golvet för att kontrollera mekaniska framsteg och registrera det på ett papper eller en whiteboard. Genom att tillåta PLC:er att överföra information i realtid direkt till HMI-skärmar, eliminerar HMI-tekniken behovet av denna föråldrade praxis, vilket minskar många kostsamma problem som orsakas av brist på information eller mänskliga fel.
Human Machine Interface Applications
Human Machine Interfaces (HMI) används i en mängd olika industriella tillämpningar där de kan bidra till att förbättra effektiviteten, säkerheten och tillgängligheten för den process som kontrolleras.
Några vanliga applikationer för HMI inkluderar:
Tillverkning:HMI:er används ofta i tillverkningsmiljöer för att kontrollera och övervaka produktionsprocesser, till exempel på fabriksgolvet. De kan användas för att presentera processdata för operatörer, så att de kan ange kommandon och börvärden, samt visa larm och annan viktig information.
Kraftgenerering:HMI:er används också i kraftverk, till exempel de som använder fossila bränslen eller förnybar energi, för att övervaka och kontrollera processer som panndrift, turbinstyrning och kraftgenerering och -distribution.
Vatten- och avloppsvattenrening:HMI används i vatten- och avloppsreningsverk för att styra och övervaka processer som pumpning, rening och distribution.
Olja och gas:HMI används i olje- och gasproduktion och raffinering för att styra och övervaka processer som borrning, pumpning och raffinering.
Kemisk bearbetning:HMI används i kemiska processanläggningar för att styra och övervaka processer som blandning, reaktion och destillering.
HMI-designverktyg
Baserat på HTML5 (Canvas/WebGL/WebVR) standardwebbteknik, uppfyller DigitalView-programvaran efterfrågan på gränsöverskridande-plattformsmoln-baserad implementering och implementering av industriellt Internet of Things, och bygger fritt stor-skärmkonfiguration, UI-konfiguration, industriell konfiguration och 3D-konfiguration i form av låg{5}kodvisualisering.
Sovit utvecklingsplattform för mjukvaruvisualisering (Sovit2D, Sovit3D) är en kraftfull webb-baserad onlineredigerare för konfiguration, användning av HTML5-teknik, baserad på B/S-arkitektur, stöd för 2D/3D-grafikkonfiguration, mqtt-protokollåtkomst. Det tillhandahåller ett rikt bibliotek av industri-standardkomponenter och multi-industrimallar och -komponenter, vilket möjliggör bekväm mänsklig-datorinteraktion på webbläsarsidan och enkelt dra-och-släpp för att slutföra visualiseringssidans arrangemang och design, och snabbt bygga SCADA, HMI, instrumentpanel och IIOT-system pan-industriella IoT-scenarier.