شاشات HMI: اكتشف ما هي وكيف تعمل على إحداث ثورة في الصناعة

في عالمنا الصناعي اليوم، حيث الأتمتة والرقمنة تعد الآلات بمثابة خبزنا اليومي، وتصل العلاقة بين الناس والآلات إلى مستويات متطورة بشكل متزايد. تواجه المصانع ومصانع الإنتاج والعمليات الصناعية تحدي تنسيق كمية هائلة من البيانات في الوقت الفعلي وضمان التواصل السلس بين المشغلين والمرافق. وفي إطار هذا الإطار التكنولوجي بأكمله، شاشة HMI لقد أصبح جزءًا أساسيًا يحول الطريقة التي نفهم بها التفاعل بين الإنسان والآلة.

هل تساءلت يومًا كيف يتمكن المشغلون من مراقبة العمليات الصناعية المعقدة والتحكم فيها وتحسينها بشكل حدسي؟ وراء هذا السحر هو واجهة الآلة البشرية (HMI)، وهي تقنية تطورت بسرعة لتقدم حلول مرئية وسهلة الوصول وذكية، من خلال عرض جميع المعلومات ذات الصلة والضوابط الضرورية في لمحة واحدة أو حتى بنقرة واحدة فقط.

ما هي شاشة HMI بالضبط؟

عندما نتحدث عن ملف شاشة HMI نحن نشير إلى جهاز إلكتروني، عادةً ما يكون مزودًا بشاشة تعمل باللمس أو أزرار مادية، يعمل كجسر بين المشغل والنظام الآلي أو الآلة الذي يتحكم. وظيفتها الأساسية هي ترجمة المتغيرات المعقدة للعملية الصناعية إلى شيء ما مرئية وتفاعلية ومفيدة، مما يسمح بمراقبة الحالة الحالية واتخاذ القرارات أثناء التنفيذ.

وُلدت واجهة الإنسان والآلة (HMI) للاستجابة لحاجة واضحة: جعل البيانات وضوابط الآلات المعقدة في متناول الجميع ومفهومة، مما أدى إلى التخلص من الاعتماد على الألواح المليئة بالأضواء والأزرار التي لم يكن من السهل دائمًا فهمها أو تشغيلها. وقد أدى هذا التقدم إلى قفزة نوعية في قابلية الاستخدام والفعالية من المنشآت الصناعية الحديثة.

في الوقت الحاضر، عندما نتحدث عن شاشة HMI نحن موجودون في قطاعات متعددة مثل السيارات والأغذية والأدوية والطاقة وإدارة المياه والبنية التحتية الحيوية، على سبيل المثال لا الحصر. لا تعمل أجهزة HMI كلوحة تحكم فحسب، بل تعمل أيضًا كـ مركز عصبي للعرض والتشخيص والصيانة.

ما هي استخدامات شاشة HMI ولماذا هي ضرورية؟

فائدة أ شاشة HMI إن الأمر يتجاوز مجرد توفير معلومات بصرية حول عملية صناعية. قيمتها تكمن في ذلك مركزية المراقبة والتحكم والتحليل والاستجابة للحوادث، مما يترجم إلى تحسين كبير لأنظمة الشركة ومواردها.

بفضل شاشة HMI، يمكن للمشغلين:

• تصور البيانات والرسوم البيانية في الوقت الحقيقي، مما يسمح برؤية واضحة لحالة الآلات والعمليات ومستويات الخزان ودرجات الحرارة والضغوط وما إلى ذلك.
• التحكم في المعدات وتشغيلها من خلال الأزرار الافتراضية أو المفاتيح أو عناصر التحكم باللمس، مما يسهل بدء تشغيل الآلات وتعديلها وإيقاف تشغيلها وفقًا لاحتياجات اللحظة.
• تكوين المعلمات وتخصيص الإعدادات للاستجابة لظروف الإنتاج المتغيرة دون الحاجة إلى تدخل فني معقد.
• اكتشاف وإدارة الإنذارات على الفور، مما يحسن القدرة على الاستجابة لأي شذوذ أو فشل، ويقلل من وقت التوقف والمخاطر.
• الوصول إلى الأدلة والرسوم البيانية والمعلومات الفنية مباشرة من الواجهة نفسها، مما يؤدي بدوره إلى تسريع التشخيص والصيانة.

شاشات HMI وهي تسمح لعمليات الإنتاج بأن تكون أكثر أمانًا وكفاءة وقابلية للتكيف.، وهو ما يمثل ثورة حقيقية في الصناعة.

الوظائف الرئيسية لشاشات HMI

ال شاشات HMI إنها تركز على سلسلة من الوظائف الرئيسية، المصممة لتزويد المشغل والفنيين بأدوات قوية ولكن يمكن الوصول إليها بسهولة. وتشمل وظائفها الرئيسية ما يلي:

• تصور البيانات الأساسية. يتم عرض المعلومات الهامة الخاصة بالمصنع بشكل حدسي من خلال الرسوم البيانية والمخططات والمؤشرات والجداول والتنبيهات المرئية، مما يسهل الفهم واتخاذ القرارات في الوقت الفعلي.
• التحكم التفاعلي. إنها لا تعرض المعلومات فحسب، بل تسمح لك أيضًا بالتصرف في الآلات: بدء التشغيل، وإيقاف التشغيل، وتعديل المعلمات، وتنفيذ أوامر محددة، كل ذلك من نفس الشاشة.
• التكوين والبرمجة. إنها تسهل تعديل القيم المرجعية، وتحديد تسلسلات التشغيل، وتكييف النظام مع المتطلبات الجديدة دون حدوث مضاعفات تقنية كبيرة.
• التشخيص والصيانة. إنها توفر إمكانية الوصول إلى سجلات الأحداث، وسجلات التنبيهات، وأدوات التشخيص، وتبسيط عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها، فضلاً عن الوصول إلى الوثائق الفنية ذات الصلة.
• الاتصال. تسمح العديد من شاشات HMI بالتكامل مع أنظمة أخرى مثل SCADA أو PLC، وتبادل البيانات عبر بروتوكولات صناعية متعددة، وحتى الوصول عن بعد أو الوصول من الأجهزة المحمولة.

كيف تعمل شاشة HMI؟

تشغيل أ شاشة HMI يعتمد على استقبال البيانات ومعالجتها وعرضها بصريًا قادمة من النظام أو الآلة التي تتحكم بها. عادةً ما يتم توصيل واجهة آلة الإنسان (HMI) بـ وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) وأجهزة الاستشعار والمحركات المختلفة من خلال شبكة صناعية.

بطريقة مبسطة، تكون العملية على النحو التالي:

• الكثير أجهزة الاستشعار وتقوم الأجهزة الميدانية بجمع المعلومات حول المتغيرات الفيزيائية (درجات الحرارة، الضغوط، الحالات، وما إلى ذلك).
• الكثير المجلس التشريعي الفلسطيني يقومون بتلقي هذه البيانات ومعالجتها وفقًا للمنطق المحدد للتحكم في المصنع أو الآلة.
• La شاشة HMI يقوم "بسحب" تلك البيانات في الوقت الفعلي، وتفسيرها، وعرضها بصريًا، مما يسمح للمستخدم بفهم حالة العملية والتصرف بناءً عليها إذا لزم الأمر.
• يتم إرسال الأوامر التي يدخلها المشغل عبر الشاشة إلى PLC، والذي يقوم بتنفيذ الإجراءات ذات الصلة في التثبيت.

وبالتالي، فإن واجهة الإنسان والآلة هي الوجه المرئي للأتمتة، ويلعب تصميمها دورًا أساسيًا في كفاءة وسلامة المصنع.

أنواع شاشات HMI وخصائصها

عروض السوق أنواع مختلفة من شاشات HMI تتكيف مع مختلف القطاعات والاحتياجات والبيئات. التصنيفات الرئيسية هي:

• شاشات اللمس HMI: لقد أصبحت هي المعيار بفضل سهولة الاستخدام والمرونة وإمكانات اللمس المتعدد. يمكن أن تكون التكنولوجيا مقاوم (مناسبة للبيئات القاسية أو مع القفازات) أو بالسعة (أكثر حساسية، مماثلة لتلك التي نستخدمها على الأجهزة المحمولة).
• واجهة الإنسان والآلة (HMI) مع لوحة مفاتيح أو أزرار مادية: مثالي في البيئات التي قد يجعل فيها الغبار أو الرطوبة أو الاهتزازات اللمس أمرًا صعبًا للاستخدام. على الرغم من أنها أقل "حداثة"، إلا أنها قوية وموثوقة.
• أجهزة واجهة الإنسان والآلة القائمة على الحاسوب الشخصي أو المحطات الصناعية: إنها تقوم بدمج الشاشة في نظام كمبيوتر شخصي يمكنه تشغيل تطبيقات معقدة، أو التعامل مع كميات كبيرة من البيانات، أو إدارة الرسومات المتقدمة. مثالي للمراقبة الشاملة والتحليل في الوقت الحقيقي للنباتات المعقدة.
• واجهات آلة الإنسان والآلة المتنقلة: تعد الحلول المعتمدة على الأجهزة اللوحية أو المحمولة مثالية للمراقبة والتحكم عن بعد أو أثناء التنقل، سواء في المصنع أو من أي مكان به إمكانية الوصول إلى الشبكة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكنك العثور على شاشات بها حماية IP (مضادة للماء والغبار)، مع هياكل معززة أو نماذج مضغوطة للمساحات الصغيرة.

مزايا دمج لوحة الكمبيوتر كواجهة مستخدم HMI

في السنوات الأخيرة، تحول الاتجاه في الصناعة نحو استخدام لوحة الكمبيوتر الصناعية كحل واجهة الإنسان والآلة. تجمع هذه الأجهزة بين قوة الكمبيوتر الصناعي ووظائف شاشة اللمس في وحدة مدمجة واحدة، مما يوفر مزايا كبيرة:

• الاستخدام الأقصى للمساحة:من خلال دمج الكمبيوتر والشاشة في وحدة واحدة، يتم تقليل الكابلات والمكونات الخارجية، مما يسهل عملية التثبيت والصيانة.
• قوة معالجة وذاكرة فائقة، مما يسهل إدارة التطبيقات المعقدة، وتصور البيانات المتقدمة، والتحليل في الوقت الحقيقي.
• المتانة والمقاومة الصناعية:تم تصميم أجهزة الكمبيوتر اللوحية لتحمل الظروف الأكثر صعوبة (الاهتزازات، درجات الحرارة القصوى، الغبار، الرطوبة، وما إلى ذلك).
• اتصال واسع النطاق:تتضمن عادةً منافذ Ethernet متعددة، وUSB، وواجهات تسلسلية، ودعمًا لبروتوكولات صناعية مختلفة، مما يسهل التكامل مع جميع أنواع الأنظمة والأجهزة الطرفية.
• واجهة بديهية وقابلة للتخصيص، مع برنامج يسمح لك بتصميم شاشات مخصصة ومُحسّنة للعمل الفعلي لكل مستخدم.

النتيجة هي منصة متعددة الاستخدامات وقابلة للتطوير وجاهزة لمواجهة التحديات الحالية والمستقبلية للأتمتة الصناعية.

التطبيقات الواقعية لشاشات HMI

ال شاشات HMI إنهم موجودون أينما كانت هناك حاجة إليهم التحكم في البيانات وتصورها وإدارتها في الوقت الفعلي حول العمليات أو المعدات أو الآلات. بعض الأمثلة على التطبيق:

• صناعة التصنيع وخطوط الإنتاج: مراقبة ومراقبة وتحسين التصنيع، وإدارة الإنذارات، وتعديل المعلمات، وتتبع الدفعات، وما إلى ذلك.
• السيارات: التحكم في خط التجميع، ومقاعد الاختبار، والإشراف على الروبوتات والمتلاعبين، وما إلى ذلك.
• صناعة الأدوية والأغذية:الامتثال التنظيمي، ومراقبة الظروف الحرجة (درجة الحرارة، والضغط، والرطوبة)، وتتبع الدفعات وأتمتة عملية الدفعات.
• إدارة البنية التحتية: شبكات الكهرباء، ومحطات المياه، وتكييف الهواء في المباني، والإضاءة العامة، وأنظمة السكك الحديدية، وما إلى ذلك.
• المعدات الطبية والإلكترونية:المراقبة والتحكم عن بعد والصيانة التنبؤية للأنظمة المعقدة والحرجة.
• البيئات اليومية: منذ أجهزة الصراف الآلي حتى ال شاشات التحكم في السيارات الحديثة، وهو جانب يوضح كيف أصبحت واجهات الإنسان والآلة جزءًا من حياتنا اليومية خارج نطاق الصناعة.

الفرق بين HMI و SCADA

ومن المهم التمييز بين HMI y SCADA (الرقابة الإشرافية واكتساب البيانات). في حين أن HMI يركز على التفاعل المباشر بين المستخدم والآلة أو العملية، النظام SCADA إنها منصة أوسع من يراقب ويتحكم في أجهزة أو مصانع أو مرافق متعددة بشكل مركزي. A SCADA يدمج عدة HMI وأدوات متقدمة أخرى للمراقبة والتحليل التاريخي وإدارة التنبيهات وغير ذلك الكثير، مما يجعلها الخيار المفضل عندما يتعلق الأمر بالشبكات الصناعية أو البنى التحتية الحيوية واسعة النطاق.

الجوانب التي يجب مراعاتها عند اختيار شاشة HMI

ليس كل شيء شاشات HMI إنهم ليسوا نفس الشيء ولا يعملون مع أي تطبيق. قبل اختيار نموذج معين، من الضروري مراعاة جوانب مثل:

• بيئة الاستخدام: هل هي بيئة نظيفة أم معرضة للغبار والرطوبة ودرجات الحرارة العالية...؟
• حجم الشاشة ودقتها اعتمادًا على المساحة المتوفرة وكمية المعلومات التي سيتم عرضها.
• تيبو دي Interaz: اللمس، والأزرار المادية، والهجين، والمحمول، وما إلى ذلك.
• التواصل والاتصال: التوافق مع PLC، SCADA، الشبكات الصناعية، البروتوكولات (Ethernet، Modbus، Profinet، إلخ.).
• مستوى المتانة ودرجة الحماية (IP، مقاومة التأثير، الخ).
• سهولة البرمجة وسهولة الاستخدام لكل من المستخدم النهائي وفنيي الصيانة.

المفتاح يكمن في اختر الحل الذي يتكيف مع الاحتياجات الحقيقية للتطبيق ويسمح بالتوسعات أو التكاملات المستقبلية دون تعقيدات كبيرة..