HMI

بر همین اساس و با اهدافی چون کاهش مصرف نیروی انسانی، کاهش هزینه و بهبود تولید، تجهیزی به نام HMI ساخته شد. HMI که مخفف نام Human Machin Interface است، در واقع تجهیزی گرافیکی است که رابط بین انسان و ماشین آلات در یک فرآیند اتوماسیونی قرار می‌گیرد. یک HMI اوضاع فرآیند را در لحظه به اپراتور نشان می‌دهد. به او اجازه تغییرات در روند پروسه می‌دهد و خطا ها و ایرادات کار را نمایش می‌دهد. از طرفی با حضور این تجهیز، دیگر نیازی به حضور تمام مدت متخصص اتوماسیون برای تغییر در روند اجرای فرآیند نیست و این تغییرات می‌تواند توسط یک اپراتور با تخصص کمتر نیز انجام شود.

یک HMI شامل دو بخش سخت افزار و نرم افزار است. بخش سخت افزار شامل صفحه نمایش، تغذیه، ورودی و خروجی شبکه،درگاه کارت حافظه و در صورت نیاز تعدادی دکمه برای انجام تغییرات است. بخش نرم افزار متشکل از یک سیستم عامل است که عموما ویندوزی یا لینوکسی است. در ابتدای امر، فرآیند پروسه اتوماسیون توسط نرم افزار مخصوص HMI در داخل رایانه‌ها طراحی و کد نویسی می‌شود. پس از آن پروسه طراحی شده که به صورت گرافیکی نیز ساخته شده است، توسط شبکه صنعتی از رایانه به HMI منتقل می‌شود. با توجه به این که کدهای پارامترهای ورودی، خروجی و نمایشگر در برنامه HMI و PLC مشخص و با هم هماهنگ شده است. در نهایت با استفاده از شبکه‌های صنعتی، HMI به PLC متصل می‌شود.

انواع HMI

ما در حال حاضر در بازار ایران با دو دسته از HMI ها سرو کار داریم:

1- HMIهایی که محدود به صفحه نمایش، ارسال دستورات، مشاهده تغییرات و نتایج هستند.

این HMIها در ابعاد مختلف 4 تا 21 اینچ تولید می‌شوند و روند کارشان به طریقی است که در بالا ذکر گردید. این دسته خود به دو زیر مجموعه تقسیم می‌شوند:

الف)  HMI هایی که تماما لمسی یا touch screen و به صورت تماما رنگی هستند.

ب) HMI هایی که آنالوگ بوده، دارای صفحه کلید برای ثبت تغییرات و در نهایت دارای تصویر سیاه و سفید هستند.

2- HMIهای یکپارچه یا all in one که ترکیبی از HMI و PLC هستند.

این دسته علاوه بر داشتن صفحه نمایش دارای ورودی و خروجی‌هایی مشابه PLC بوده که برای سخت افزار فرآیند اتوماسیون استفاده می‌شوند. در این دستگاه‌ها دیگر نیازی به ایجاد زیر ساخت شبکه صنعتی برای ارتباط بین PLC و HMI نیست.

ویژگی HMI ها

1- رابط گرافیکی در ابعاد گوناگون
2- پشتیبانی از پورت‌های رابط مختلف برای استفاده از شبکه‌های صنعتی نظیر RJ45,micro USB,USB,RS232,RS485,PS2,…
3- امکان برنامه ریزی در حجم‌های مختلف 2 مگابایت تا 4گیگابایت یا بیشتر.
4- قابلیت ضبط فرآیند به منظور شناسایی علت خطای رخ داده.
5- قابلیت اتصال به انواع PLC ها.
6- قابلیت اتصال به اینورترها، سروو ها و دستگاه هایی که از شبکه‌های صنعتی پشتیبانی می‌کنند.
7- توانایی نمایش فیلم، کلیپ و موسیقی
8- دارای RTC برای ثبت تاریخ و زمان معین
9- نمایش کامل انجام یک عملیات کاری
10- امکان ایجاد تغییرات بدون تغییر در ماهیت کلی پروسه
11- دریافت اطلاعاتی مانند میزان دما، میزان فشار، دور موتور ، میزان ولتاژ، میزان جریان، میزان فرکانس و… با داشتن سنسورهای مربوط به آن
و…

کاربرد های HMI

امروزه کاربردهای مختلفی را می‌توان برای HMI ها در نظر گرفت. این کاربردها بر اساس استفاده‌ای که از آن‌ها در پروژه‌های مختلف انجام می‌شود؛ خود را نشان می‌دهند. در ادامه چند دسته از این کاربرد ها را معرفی می‌کنیم:

1- خاصیت انعطاف پذیری

امکان تغییرات در ماهیت کلی پروژه تنها با لمس کردن چند نقطه در صفحه HMI امکان پذیر است. در گذشته لازم بود تا برای تولید هر محصول یک خط جداگانه راه اندازی شود. این در حالی است که امروزه می‌توان با یک خط تولید و برنامه نویسی صحیح و درست از یک خط دو یا چند محصول جداگانه تهیه کرد. مانند خط تولید کنسروها یا غذاهای آماده. مثلا دستگاه در روز های زوج کنسرو تن ماهی در روغن نباتی و در روز‌های فرد کنسرو تن ماهی در روغن زیتون تولید کند.

2- خاصیت یکپارچه سازی

این امکان وجود دارد که شما یک فرآیند تولید در یک کارخانه را از ابتدا تا انتها با یک HMI مدیریت کنید. این امکان، بستگی به ظرفیت و تعداد ورودی و خروجی‌های HMI شما دارد.

3- خاصیت پوشش خطاهای انسانی

در فرآیندهای تولید دستی، برخی اوقات اتفاق می‌افتد که کارگر خط به صورت سهوی خطایی را در روند کار انجام دهد. برای مثال دمای کوره را چند درجه بیشتر از حد مجاز کند. یا میزان ترکیب رنگ‌ها را کمی تغییر دهد. ممکن است فشار پرس به اندازه مناسب نباشد و یا سوراخ کاری‌ها به دقت در محل تعیین شده انجام نشده باشند. با توجه به این که با حضور اتوماسیون صنعتی و استفاده از PLC و HMI فرآیند خودکار بوده و تمامی محدودیت ها و مختصات ها در برنامه نویسی لحاظ شده اند، امکان تغییرات خارج از چارچوب به هیچ عنوان وجود نداشته و از دست اپراتور نیز خارج است. این مسئله باعث کاهش بسیار خطای انسانی می‌شود.

4- خاصیت سرعت

این مورد نیاز به تعریف ندارد. کاملا مشخص است که HMI جزئی از ادوات یک فرآیند اتوماسیون صنعتی است که به موجب آن می‌توان دستورات لازم را صادر کرد تا سیستم بدون وقفه و تا زمانی که ماده اولیه در دسترس باشد با سرعت لازم و بدون ایراد پروژه را انجام دهد.

شرکت های تولید کننده HMI

از آن جایی که استفاده از HMI در کنار PLC معنا پیدا می‌کند، می‌توان گفت که قریب به اتفاق برندهایی که تولید PLC دارند، HMI را نیز در سبد محصولات خود جای داده‌اند. بر همین اساس می توان برندهای زیر را به عنوان تولید کنندگان این محصول معرفی کرد:
زیمنس (SIEMENS) ساخت کشور آلمان
میتسوبیشی (MITSUBISHI) ساخت کشور ژاپن
امرن (OMRON) ساخت کشور ژاپن
دلتا (DELTA) ساخت کشور تایوان
ال اس الکتریک (LS ELECTRIC) ساخت کشور کره جنوبی ( ال جی سابق)
فتک (FATEK) ساخت کشور تایوان

چرا انتخاب HMI مناسب اهمیت دارد؟

انتخاب یک HMI مناسب تنها به داشتن یک صفحه‌نمایش گرافیکی خلاصه نمی‌شود؛ بلکه مستقیماً بر راندمان، قابلیت اطمینان، سرعت رفع خطا، کاهش هزینه‌ها و حتی آینده‌پذیری (Scalability) یک خط تولید تأثیر می‌گذارد. هرچقدر کیفیت سخت‌افزار و نرم‌افزار HMI بهتر باشد، سرعت پاسخ‌گویی سیستم و دقت کنترل افزایش یافته و احتمال توقف تولید یا ایجاد خطاهای غیرمترقبه نیز کاهش پیدا می‌کند.

HMI‌ ها باید با نوع PLC، شبکه صنعتی، شرایط محیطی و نیازهای فرآیند همخوانی کامل داشته باشند. برای مثال، در محیط‌های صنعتی با گرد و غبار یا رطوبت بالا، انتخاب HMI با استانداردهای حفاظتی بالاتر ضروری است. همچنین در خطوط تولید پیچیده، نیاز به HMIهای با حافظه بالا، پردازنده سریع‌تر و قابلیت‌های ارتباطی گسترده‌تر کاملاً محسوس است.

تفاوت HMI با مانیتورهای صنعتی

گاهی تصور می‌شود که HMI و مانیتور صنعتی کاربرد مشابهی دارند، اما در حقیقت تفاوت اساسی میان این دو وجود دارد:

• HMI دارای CPU و سیستم‌عامل است؛ درحالی‌که مانیتور صنعتی فقط وظیفه نمایش دارد.

• HMI امکان تعامل، دریافت دیتا، ثبت لاگ، کنترل تجهیزات، ایجاد آلارم و صفحه‌های کنترلی را فراهم می‌کند.

• HMI مستقیماً با PLC، اینورتر، سروو و سنسورهای صنعتی ارتباط برقرار می‌کند.

• مانیتور صنعتی بیشتر برای نمایش تصویر سیستم‌های کامپیوتری به کار می‌رود.

بنابراین HMI تنها یک نمایشگر نیست؛ مرکز فرمان و مغز کنترلی رابط کاربر در خطوط اتوماسیون محسوب می‌شود.

نکات مهم در خرید HMI

برای انتخاب یک HMI مناسب باید مجموعه‌ای از پارامترها را بررسی کرد. در ادامه به مهم‌ترین نکات اشاره می‌کنیم:

1. اندازه و نوع صفحه‌نمایش

اندازه صفحه باید باتوجه‌به فضای تابلو، نوع پروژه و میزان دیتای قابل نمایش انتخاب شود. معمولاً در پروژه‌های کوچک 4.3 تا 7 اینچ و در پروژه‌های بزرگ 10 تا 15 اینچ رایج است.

2. نوع لمس (Touch Type)

• لمسی خازنی (Capacitive): مشابه موبایل، سرعت بالا، مناسب صنایع مدرن

• لمسی مقاومتی (Resistive): مناسب محیط‌های صنعتی سخت، مقاومت بالا، امکان لمس با دستکش

3. پشتیبانی از شبکه‌های صنعتی

آیا HMI انتخابی شما از پروتکل‌های موردنیاز پشتیبانی می‌کند؟ مانند:
Ethernet/IP – RS485 – Modbus – CAN – Profibus – Profinet – USB – SD Card

4. میزان حافظه و قدرت پردازش

برای پروژه‌های گرافیکی پیچیده یا ذخیره‌سازی دیتا، حافظه داخلی بالا و CPU قدرتمند ضرورت دارد.

5. سازگاری با برند PLC

به‌عنوان مثال برخی HMIها بیشترین سازگاری را با PLCهای دلتا دارند؛ برخی مخصوص زیمنس هستند؛ برخی چندمنظوره‌اند.

6. امکانات نرم‌افزاری

مانند پشتیبانی از:

• Trend

• Alarm

• Recipe

• Data Logging

• Multi-Language Support

مزایای استفاده از HMI در سازمان‌ها و کارخانه‌ها

1. کاهش خطای انسانی
   اپراتور تنها به آنچه برنامه‌ریزی شده دسترسی دارد و امکان دخالت خارج از محدوده مجاز را ندارد.

2. افزایش سرعت تولید
   فرایندها بدون وقفه و با فرمان‌های دقیق اجرا می‌شوند.

3. مدیریت آسان خط تولید
   نمایش لحظه‌ای وضعیت ماشین‌آلات، دما، فشار، سرعت خطوط و آلارم‌ها.

4. بهبود کیفیت محصول نهایی
   کنترل اتوماتیک و دقیق، خطاهای ناشی از تغییرات دما، فشار یا ترکیب مواد را به حداقل می‌رساند.

5. ثبت اطلاعات و Traceability
   HMI می‌تواند تمام خطاها، زمان‌ها، نمودارها و رویدادها را ذخیره کند.

6. کاهش هزینه تعمیر و نگه‌داری
   با هشدارهای به‌موقع و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از خطای اپراتور.

کاربردهای متداول HMI در صنایع مختلف

1. صنایع غذایی

برای کنترل دما، زمان پخت، فشار مخازن، پرکن‌ها، لیبل‌زن‌ها، بسته‌بندی و… .

2. صنایع نساجی

کنترل سرعت چرخش، فشار غلتک‌ها، تنظیمات رنگ‌دهی و خشک‌کن‌ها.

3. صنایع فلزی

کنترل خطوط برش CNC، پرس‌ها، کوره‌ها و فرایندهای حرارتی.

4. نفت، گاز و پتروشیمی

مانیتورینگ فشار، دبا، سطح مخازن، سیستم‌های پمپاژ، ولوها و آلارم‌ها.

5. کارخانجات تولید قطعات خودرو

کنترل فرایند تزریق پلاستیک، پرس‌کاری، جوش‌کاری رباتیک و خط مونتاژ.

6. سیستم‌های HVAC

کنترل چیلرها، بویلرها، پمپ‌ها، سیستم‌های تهویه و گردش هوا.

چرا HMI های LS ELECTRIC انتخاب مناسبی هستند؟

HMIهای LS، ساخت کره جنوبی، از محبوب‌ترین و پرفروش‌ترین مدل‌های موجود در بازار ایران هستند. دلیل این محبوبیت را می‌توان در موارد زیر دانست:

• کیفیت ساخت بالا و قیمت مناسب نسبت به رقبا

• سازگاری کامل با PLCهای LS

• پشتیبانی نرم‌افزار قدرتمند XP-Builder و eXP-Builder

• گارانتی معتبر یک‌ساله شرکتی توسط برق و انرژی

• قطعات جانبی و خدمات پس از فروش در دسترس بازار ایران

• سرعت پردازش عالی و صفحه‌نمایش باکیفیت

مدل‌های XP و eXP در حال حاضر جزو پرتقاضاترین HMIهای موجود در پروژه‌های صنعتی ایران هستند.

خدمات مجموعه برق و انرژی

مجموعه برق و انرژی با سال‌ها تجربه در حوزه اتوماسیون صنعتی، برق قدرت و مشاوره فنی خدمات زیر را ارائه می‌دهد:

• تأمین انواع HMI از برندهای معتبر جهانی

• صادرات و واردات مستقیم تجهیزات صنعتی

• ارائه مشاوره رایگان برای انتخاب HMI مناسب پروژه

• فروش HMIهای LS با ضمانت رسمی یک‌ساله و دوساله

• پشتیبانی فنی و آموزش نرم‌افزارهای برنامه‌نویسی HMI

• ارائه راهکارهای کامل اتوماسیون شامل PLC، اینورتر، سنسورها، کابل‌ها و شبکه صنعتی

هدف ما کمک به مهندسان، کارخانجات و کسب‌وکارها برای انتخاب محصولی است که بالاترین بازده، کمترین هزینه و بیشترین دوام را به همراه داشته باشد.

خرید HMI؛ راهنمای انتخاب بهترین مدل برای پروژه‌های صنعتی

اگر قصد تهیه HMI برای خطوط تولید، تابلو برق یا سیستم‌های کنترل صنعتی را دارید، لازم است قبل از خرید به نکاتی مانند اندازه صفحه، نوع لمس، میزان حافظه، سازگاری با PLC و پروتکل‌های ارتباطی توجه کنید. انتخاب درست HMI می‌تواند سرعت تولید را افزایش داده، خطاهای انسانی را کاهش دهد و مدیریت سیستم را آسان‌تر کند. در این بخش راهنمای کامل خرید HMI را مرور می‌کنیم تا مناسب‌ترین گزینه را برای پروژه‌تان انتخاب کنید.

قیمت HMI؛ عوامل مؤثر بر تعیین قیمت و مقایسه برندها

قیمت HMI در بازار ایران به عواملی مانند برند سازنده، اندازه صفحه‌نمایش، امکانات نرم‌افزاری، تعداد پورت‌ها، مقدار حافظه و وجود قابلیت‌هایی مثل Data Logging یا قابلیت اتصال به شبکه‌های صنعتی بستگی دارد. مدل‌های اقتصادی مانند دلتا و فتک قیمت مناسب‌تری دارند، در حالی که برندهایی مثل زیمنس و امرن جزو دسته پریمیوم بازار محسوب می‌شوند. در ادامه به‌صورت کامل عوامل مؤثر بر قیمت HMI و تفاوت قیمت برندهای مختلف را بررسی خواهیم کرد.

جمع‌بندی

HMI یکی از عناصر کلیدی اتوماسیون صنعتی است که نقش مهمی در افزایش بهره‌وری، سرعت، دقت و کیفیت تولید دارد. با استفاده از HMI، تمام مراحل کنترل، مانیتورینگ و تغییرات در فرآیندها با چند لمس ساده انجام می‌شود. انتخاب درست این تجهیز می‌تواند تفاوت بزرگی در خروجی نهایی خط تولید ایجاد کند.

مجموعه برق و انرژی با سابقه طولانی در مشاوره و فروش محصولات برق و اتوماسیون صنعتی آماده ارائه خدمات این حوزه به مهندسان گرامی می باشد. این مجموعه توانایی تامین تجهیز HMI از برند های معتبر بازار را داشته و آنها را با قیمت مناسب و ضمانت های یکساله و دو ساله ارائه می نماید. برق و انرژی عامل فروش HMI های شرکت LS کره جنوبی بوده که در حال حاضر مدل های XP و eXP این شرکت را با یکسال ضمانت شرکتی ارائه می نماید.

سؤالات متداول

HMI دقیقا چه کاربردی دارد؟
نمایش وضعیت لحظه‌ای دستگاه‌ها و امکان کنترل و تغییر پارامترهای خط تولید.

آیا HMI بدون PLC هم کار می‌کند؟
در مدل‌های All in One بله؛ اما بیشتر HMIها برای کارکرد کامل نیازمند PLC هستند.

چه سایزی از HMI مناسب پروژه من است؟
برای خطوط ساده 4 تا 7 اینچ و برای پروژه‌های بزرگ 10 تا 15 اینچ پیشنهاد می‌شود.

HMIهای لمسی خازنی بهترند یا مقاومتی؟
خازنی سریع‌تر و مدرن‌تر است؛ مقاومتی برای محیط‌های صنعتی سخت مناسب‌تر است.

آیا HMI قابلیت ذخیره‌سازی خطاها را دارد؟
بله، اکثر مدل‌ها امکان ثبت آلارم، رویداد و دیتا لاگ را دارند.

کدام برند HMI اقتصادی‌تر است؟
دلتا، فتک و LS گزینه‌های پرفروش و مقرون‌به‌صرفه بازار هستند.

آیا HMI قابل اتصال به اینورتر و سروو است؟
بله، اگر از پروتکل‌های صنعتی مانند Modbus پشتیبانی کند.

گارانتی HMI معمولاً چند ساله است؟
بسته به برند و فروشنده، بین ۱ تا ۲ سال ارائه می‌شود.