معرفی HMI

 HMI چيست؟ 

HMIعبارت مخفف Human Machine Interface به معناي واسطه بين انسان و ماشين می باشد. این وسیله براي مانيتور كردن و مشاهده پارامترهاي دستگاههاي صنعتي مثل PLC و اينورتر و.... استفاده مي شود. HMIدر واقع يك مانيتور LCD است كه مي توان آن را برنامه ريزي نمود و همچنين به كمك آن مي توان پارامترهاي مختلف را تغييرداد و سيستم را كنترل نمود.

دلیل استفاده از HMI بجای کامپیوتر این است که نرم افزارهاي كامپيوتري آسيب پذير هستند و گاهي دچار ويروس مي گردند كه اين امر باعث صدور فرمانهای اشتباه می شود و در نتیجه ميليون ها دلار ضرر اقتصادي براي شرکت ها به همراه داشته است لذا براي كنترل و مانيتورينگ دستگاه ويژه اي به نام HMI طراحي شد.

HMI ها اين توانايي را دارند كه در يك زمان به 255 وسيله متصل شوند و پارامترهاي آنها را نمايش دهند. این وسیله همچنین توانایی دارد تا به انواع PLC  متصل گردد ، فقط باید  قبل از برنامه ريزي كردن HMI  تعيين كرد كدام مارك PLC مثل ,VIGOR DELTA,SEMENS,OMRONو يا.... بايد با آن ارتباط برقرار كند.

مشخصات كلي HMI :

1- قابليت slave بودن در يك شبكه مانيتورينگ

2-  پورت USB براي ارسال و دريافت برنامه

4-ارتباط سريال از طريق دو پورت بصورت همزمان (RS-232,RS-485)

5- امكان ذخيره سازي اطلاعات بصورت record

6- داراي صفحه تاچ اسكرين و LCD نوع TFT در مدل 10 اينچ

7- داراي ماكرو جهت انجام محاسبات و اعمال منطقي

8- قابل اتصال به انواع PLC

9- قابل اتصال به اينورتر، سرو درايوو هر وسيله داراي پورت RS-485

10- قابليت نمايش اطلاعات بصورت منحني يا نمودار

11- توانايي نمايش انيميشن

12- داراي RTC به منظور عملكرد در تاريخ و ساعت معين

امکانات HMI:

از امکانات HMI میتوان به نمایش تمامی تغییرات پروسه به صورت لحظه ای،قابل کنترل بودن پروسه از طریق پنل،ذخیره رخدادهای یک پروسه در بانک اطلاعاتی،نمایش یک روند از تغییرات مقادیر پروسه بر روی نمودار،نمایش رخدادهای به وجود آمده به صورت یک اخطار یا آلارم اشاره کرد.

مزیت های HMI

نمایش:

با کمک این سیستم(HMI) میتوان متون – باراگراف – بیت مپ – عکس و تصاویر نقاشی شده را به نمایش گذاشت.

 انعطاف پذیری:

یکی از مزایای مهم این وسیله این است که میتواند پیغام های دریافتی از سیستم و گزارش وضعیت کاری را  نمایش دهد و در عین حال کلیه کلیدهای عملیاتی قابلیت پذیرفتن برنامه را دارند.

قیمت مناسب:

HMI وسیلهایاست که متناسب با مشخصات و امکاناتدر انواع مختلف و با قیمتهایی متفاوت تولید می شود.اینامرموجبمیشودتابتوانمطابقبانیازاین وسیلهراخریداری کرد.  

 برقراری ارتباط آسان:

سیستم ارتباطی CAN مورد استفاده در تمام ادوات  لنز است و در این راستا HMI های ساخت لنز با داشتن سیستم CAN داخلی با سایر ادوات لنز سازگاری داشته و ارتباط و ارتباط به آسانی انجام میپذیرد. علاوه بر آن بر روی این دستگاهها سیستم ارتباطی RS232  نیز نصب گردیده است.

 برنامه نویسی آسان:

از نرم افزار HMI Designer میتوان برای برنامه نویسی تمام HMI ها استفاده کرد.

انواع نمایشگر های HMI

نمایشگرهای متنی

از مزایای این نمایشگر میتوان به بصرفه بودن از لحاظ اقتصادی و کم حجم بودن اشاره کرد.این نمایشگر برای کاربردهای ساده می باشد و قابلیت نصب در همه جا را دارا می باشد.

نمایشگرهای گرافیکی

بوسیله این نمایشگر میتوان طراحی مدرن انجام داد و به لحاظ قیمتی کاملا مقرون به صرفه میباشند. از ویژگیهای مهم آنها مدیریت بر دستورالعمل ها میباشد که درواقع به نحوی طراحی شده اند که دستورالعمل های متعددی را در خود جای داده و در هر زمان این دستورالعملها با کلیدهای عقب و جلو قابل دسترسی میباشند.

نمایشگرهای تاچ اسکرین

این نمایشگرها با کیفیتی مناسب و با سایزهای مختلف ، در نوع TFT و 256 رنگ، دنیائی ازگرافیک را در موثرترین شکل خود پدید می آورد .

نرم افزار HMI Designer

نرم افزاری قابل استفاده برای تمامی مدلها با محیطی آسان برای برنامه ریزی با بهره گیری از ادیتورهای داخلی.

بخشهای اصلی سیستم HMI ، که در اینجا این بخش هارا به طور مختصر معرفی میکنیم:

 سیستم گرافیکی (Geraphic System)

توسط سیستم گرافیکی در WinCC، فرآیند با اشیا و سمبولهای گرافیکی در صفحه نمایش نشان داده خواهد شد و اپراتور میتواند جریان فرآیند را مشاهده کند.این نمایش هر زمان که تغییری در فرآیند صورت گیرد، به صورت دوره ای در زمانهای معین به روز میشود و با استفاده از سمبولهای گرافیکی یا اشیای استاندارد از قبیل دکمه ها، که در سیستم عامل ویندوز استفاده میشوند، اپراتور با فرآیند ارتباط برقرار میکند و جهت کنترل آن، فرمانهای مورد نیاز را صادر مینماید؛ به عنوان مثال یک SetPoint برای پارامتری مانند دما تعریف میکند یا یک شیر برقی را باز و بسته مینماید.

برای دینامیک کردن و افزودن قابلیت تاثیر پذیری اشیای موجود در صفحات HMI، به ازای شرایط مختلف، روشها و ابزارهای مختلفی در WinCC وجود دارند.

برای ایجاد دینامیکهایی که چندان پیچیده نیستند، در WinCC ابزارهایی وجود دارند که میتوان عمل دینامیک سازی را با استفاده از آنها به سرعت انجام داد.

در شرایطی که اجرای دینامیک مورد نظر پیچیده باشد،میتوان از قابلیت کد نویسی در محیط های  Cو  VisualBasic  بهره برد.

صفحات گرافیکی HMI توسط ویرایشگر طراح گرافیکی (Graphic Disigner) در WinCC طراحی و ساخته میشوند.این ویرایشگر دارای اشیا و ابزارهای مختلفی برای ساختن صفحات HMI است.

 سیستم پیام (Message System)

در WinCC میتوان شرایط اضطراری و شرایطی را که یک آلارم در آن اتفاق می آفتد، مدیریت کرد.با توجه به حساسیت شرایط پیش آمده، توسط سیستم پیام، پیامی برای اعلان این وضعیت در صفحه نمایش نشان داده میشود، مثلا اگر یک مقدار فرایندی از مقدار حدی از پیش تعیین شده عبور کند، یک پیام هشدار در صفحه نمایش ظاهر خواهد شد. اگر این مقدار از مقدار حدی دوم که بیانگر شرایط بحرانی تر است نیز عبور کند، یک پیام آلارم نمایش داده خواهد شد.

مدیریت سیستم آلارم در WinCC ، توسط ویرایشگر ثبت آلارم (Alarm Logging) انجام میشود. در این ویرایشگر میتوان کلاسهای پیام مختلفی ایجاد کرد و شرایطی را، که در آنها به ایجاد پیام نیاز است تعیین کرد.

 سیستم آرشیو سازی (Archiving System)

اطلاعات فرآیند و مقادیر پارامترهای مختلف در آن را می توان برای ملاحظه عملکرد فرآیند در یک بازه زمانی و استفاده های بعدی، آرشیو کرد.

در WinCC از سیستم آرشیو برای این منظور استفاده میشود.عمل آرشیو را به طور دوره ای یا در شرایط خاص میتوان انجام داد. این سیستم برای نمایش مقادیر پارامترهای فرآیند به صورت یک نمودار یا جدول نیز به کار میرود. 
ویرایشگر ثبت تگ (Tag Logging) در WinCC برای ثبت پارامترهای فزآیند به کار میرود.

 سیستم گزارش (Report System)

با استفاده از سیستم گزارش در WinCC ، میتوان از اطلاعات پروژه گزارش تهیه کرد.در این سیستم، اشیای مختلفی برای تهیه گزارش از بخشهای مختلف پروژه، چه در حالت پیکربندی آن و چه در حالت اجرایی آن وجود دارند. این گزارشها را در زمانهای مشخصی میتوان تهیه کرد و آنها را از طریق چاپگر چاپ نمود یا به صورت یک فایل الکترونیکی ذخیره کرد.

ویرایشگر طراح گذارش (Report Disigner) در WinCC برای طراحی گزارش است.این ویرایشگر از ابزارها و اشیای مختلفی جهت تهیه گزارش از بخشهای مختلف پروژه تشکیل شده است.

 پردازش کد (Script Processing)

در WinCC ابزارهای مختلفی جهت پیکربندی HMI وجود دارند.بسیاری از این پیکربندیها توسط این ابزارها قابل پیاده سازی میباشند؛ ولی در WinCC ، برای پیاده سازی عملیات پیچیده تر، از قابلیتهای برنامه نویسی به زبانهای C و VBS استفاده میشود.در این نرم افزار ویرایشگرهایی برای برنامه نویسی به زبانهای C و  VBS وجود دارند که با استفاده از آنها میتوان کدهای لازم را نوشت.

 رابطه فرآیند (Process Comminications)

WinCC برای ارتباط با PLC و دستیابی به اطلاعات فرآیند، از رابطه های سخت افزاری مختلفی استفاده میکند.این رابطه ها پردازنده های ارتباطی نام دارند و با توجه به نوع شبکه به کار رفته متفاوت هستند.

 واسطه استاندارد (Standard Interfaces)

WinCC برای نمایش HMI از سیستم عاملهای مرسوم Windows XP و همچنین Windows 2000 استفاده میکند.از آنجا که این سیستم عاملها بیشترین استفاده را دارند، اکثر کاربران با آنها آشنایند و برقراری ارتباط با آنها آسانتر است.

واسطه برنامه نویسی (Programming Interfaces)

برای افزایش قدرت و انعطاف پذیری در برنامه نویسی های به کار رفته در WInCC میتوان از واسطهای مختلفی از قبیل OLEها و اشیا COM استفاده کرد.

 قابلیت چند زبانه بودن HMI

در WinCC با استفاده از قسمت کتاب خانه متن (Text Library) میتوان HMI طراحی شده را به چند زبان نمایش داد. در این کتابخانه ، عبارات را میتوان به زبانهای مختلف وارد کرد تا برای چند زبانه شدن HMIاستفاده شوند.