ما هو HMI

تعريف HMI

HMI اختصار لـواجهة الإنسان والآلةواجهة مستخدم أو لوحة تحكم تربط الشخص بجهاز أو نظام أو جهاز. وفي حين يمكن تطبيق المصطلح من الناحية الفنية على أي شاشة تسمح للمستخدم بالتفاعل مع جهاز بسهولة، فإن واجهة الإنسان والآلة تُستخدم بشكل شائع في سياق العملية الصناعية.

يتم التحكم في معظم مرافق الإنتاج بواسطة أجهزة كمبيوتر متينة تسمى وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). تستشعر وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة العملية وتقدم ردود الفعل من خلال أجهزة الاستشعار والمشغلات على التوالي، والتي يتم توصيلها بوحدة الإدخال/الإخراج المتصلة بوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة. تتم برمجة وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بلغات عالية المستوى تسمى برنامج السلم أو كتلة الوظيفة أو النص المنظم أو قائمة العبارات. يتم تصميم بيئة البرمجة من قبل الشركات المصنعة لكل وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة.

تتواصل واجهة الإنسان والآلة (HMI) مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) وأجهزة استشعار الإدخال/الإخراج للحصول على المعلومات وعرضها حتى يتمكن المستخدمون من عرضها.شاشات HMIيمكن استخدامها لوظيفة واحدة، مثل المراقبة والتتبع، أو لإجراء عمليات أكثر تعقيدًا، مثل إيقاف تشغيل الآلات أو زيادة سرعة الإنتاج، اعتمادًا على كيفية تنفيذها.

على الرغم من أن HMI هو المصطلح الأكثر شيوعًا لهذه التقنية، إلا أنه يُشار إليها أحيانًا باسم واجهة الإنسان والآلة (MMI)، أو محطة واجهة المشغل (OIT)، أو واجهة المشغل المحلي (LOI)، أو محطة المشغل (OT). HMI وواجهة المستخدم الرسومية (GUI) متشابهتان ولكنهما ليسا مترادفتين: غالبًا ما يتم الاستفادة من واجهات المستخدم الرسومية داخل HMIs لإمكانيات التصور.

في البيئات الصناعية، يمكن استخدام واجهات آلة الإنسان من أجل:

عرض البيانات بصريًا

تتبع وقت الإنتاج والاتجاهات والعلامات

الإشراف على مؤشرات الأداء الرئيسية

مراقبة مدخلات ومخرجات الماكينة

و اكثر

على غرار الطريقة التي تتفاعل بها مع نظام تكييف الهواء الخاص بك للتحقق من درجة الحرارة والتحكم فيها في منزلك، قد يستخدم مشغل أرضية المصنع واجهة آلة الإنسان للتحقق من درجة حرارة خزان المياه الصناعي والتحكم فيها، أو لمعرفة ما إذا كانت مضخة معينة في المنشأة تعمل حاليًا.

تأتي واجهة آلة الإنسان (HMI) في مجموعة متنوعة من الأشكال، من الشاشات المدمجة في الآلات، إلى شاشات الكمبيوتر، إلى الأجهزة اللوحية، ولكن بغض النظر عن تنسيقها أو المصطلح الذي تستخدمه للإشارة إليها، فإن غرضها هو توفير نظرة ثاقبة للأداء الميكانيكي والتقدم.

من يستخدم HMI؟

يتم استخدام تقنية HMI من قبل جميع المنظمات الصناعية تقريبًا، فضلاً عن مجموعة واسعة من الشركات الأخرى، للتفاعل مع آلاتها وتحسين عملياتها الصناعية.

تشمل الصناعات التي تستخدم واجهة آلة الإنسان ما يلي:

طاقة

الأغذية والمشروبات

تصنيع

النفط والغاز

قوة

إعادة التدوير

مواصلات

المياه ومياه الصرف الصحي

و أكثر من ذلك بكثير

الأدوار الأكثر شيوعًا التي تتفاعل مع واجهات آلة الإنسان هي المشغلون ومُدمجو الأنظمة والمهندسون، وخاصة مهندسو أنظمة التحكم. تُعد واجهات آلة الإنسان موارد أساسية لهؤلاء المحترفين، الذين يستخدمونها لمراجعة العمليات ومراقبتها وتشخيص المشكلات وتصور البيانات.

الاستخدامات الشائعة لـ HMI

تتواصل شاشات HMI مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) وأجهزة استشعار الإدخال/الإخراج للحصول على المعلومات وعرضها ليتمكن المستخدمون من مشاهدتها. ويمكن استخدام شاشات HMI لوظيفة واحدة، مثل المراقبة والتتبع، أو لأداء عمليات أكثر تعقيدًا، مثل إيقاف تشغيل الآلات أو زيادة سرعة الإنتاج، اعتمادًا على كيفية تنفيذها.

تُستخدم واجهات آلة الإنسان (HMI) لتحسين العمليات الصناعية من خلال رقمنة البيانات وتجميعها في مكان واحد. ومن خلال الاستفادة من واجهات آلة الإنسان (HMI)، يمكن للمشغلين رؤية المعلومات المهمة المعروضة في الرسوم البيانية أو المخططات أو لوحات المعلومات الرقمية، وعرض الإنذارات وإدارتها، والاتصال بأنظمة SCADA وMES، كل ذلك من خلال وحدة تحكم واحدة.

في السابق، كان المشغلون بحاجة إلى السير على الأرض باستمرار لمراجعة التقدم الميكانيكي وتسجيله على قطعة من الورق أو السبورة البيضاء. من خلال السماح لوحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة بإيصال المعلومات في الوقت الفعلي مباشرة إلى شاشة HMI، فإن تقنية HMI تلغي الحاجة إلى هذه الممارسة القديمة وبالتالي تقلل من العديد من المشاكل المكلفة الناجمة عن نقص المعلومات أو الخطأ البشري.

واجهات آلة الإنسان عالية الأداء

يتجه المشغلون والمستخدمون بشكل متزايد نحو واجهة الإنسان والآلة عالية الأداء، وهي طريقة تصميم واجهة الإنسان والآلة التي تساعد في ضمان التفاعل السريع والفعال. من خلال لفت الانتباه فقط إلى المؤشرات الأكثر ضرورة أو أهمية على الواجهة، تساعد تقنية التصميم هذه المشاهد على رؤية المشكلات والاستجابة لها بكفاءة أكبر، فضلاً عن اتخاذ قرارات أكثر استنارة. المؤشرات على واجهة الإنسان والآلة عالية الأداء بسيطة ونظيفة وخالية عمدًا من أي رسومات أو عناصر تحكم غير ضرورية. يتم استخدام عناصر التصميم الأخرى، مثل اللون والحجم والموضع، بحذر لتحسين تجربة المستخدم. تعرف على المزيد حول تصميم واجهة الإنسان والآلة عالية الأداء هنا.

شاشات اللمس والأجهزة المحمولة

الشاشات التي تعمل باللمس وواجهة المستخدم الآلية المتنقلة مثالان على التطورات التكنولوجية التي ظهرت مع ظهور الهواتف الذكية. فبدلاً من الأزرار والمفاتيح، تسمح واجهة المستخدم الآلية المتنقلة للمشغلين بالنقر أو لمس الشاشة المادية للوصول إلى عناصر التحكم. وتكتسب الشاشات التي تعمل باللمس أهمية خاصة عند استخدامها مع واجهة المستخدم الآلية المتنقلة، والتي يتم نشرها إما من خلال واجهة المستخدم الآلية/نظام التحكم الإشرافي وتحصيل البيانات (SCADA) المستندة إلى الويب أو عبر تطبيق. وتوفر واجهة المستخدم الآلية المتنقلة مجموعة متنوعة من المزايا للمشغلين، بما في ذلك الوصول الفوري إلى معلومات واجهة المستخدم الآلية والمراقبة عن بُعد.

مراقبة عن بعد

تتيح المراقبة عن بعد التي يمكن الوصول إليها عبر الأجهزة المحمولة مرونة أكبر وسهولة في الوصول للمشغلين والمديرين على حد سواء. باستخدام هذه الميزة، يمكن لمهندس نظام التحكم خارج الموقع، على سبيل المثال، تأكيد درجة حرارة المستودع على جهاز محمول، مما يلغي الحاجة إلى الإشراف في الموقع بعد ساعات العمل. قريبًا، لن يبدو التحقق من عملية في مصنعك أثناء وجودك على بعد أميال من المنشأة أمرًا غير عادي.

واجهات HMI على حافة الشبكة والسحابة

كما تحظى أجهزة واجهة الإنسان والآلة (HMI) الموجودة على حافة الشبكة بطلب كبير لأنها تسمح للمشغلين بالوصول إلى البيانات والتصور من الأجهزة الميدانية. بالإضافة إلى ذلك، أصبح من الشائع إرسال البيانات من أجهزة واجهة الإنسان والآلة المحلية إلى السحابة، حيث يمكن الوصول إليها وتحليلها عن بُعد، مع الحفاظ على قدرات التحكم محلية.

نظرة إلى مستقبل واجهة الإنسان والآلة

وفي الأفق، يستكشف المهندسون الرائدون طرقًا لتطبيق الواقع المعزز (AR) والواقع الافتراضي (VR) لتصور وظائف التصنيع.

مع تزايد أهمية البيانات في التصنيع، يبدو المستقبل مشرقًا للغاية بالنسبة لـ HMI. ربما قطعت هذه التكنولوجيا شوطًا طويلاً، لكن إمكاناتها للنمو تظل بلا حدود تقريبًا.