Žmogaus mašinos sąsaja arba HMI apibrėžiama kaip konkretaus įrenginio ar programinės įrangos funkcija arba komponentas, leidžiantis žmonėms sąveikauti su mašinomis. Kai kurie įprastų HMI įrenginių, su kuriais susiduriame kasdieniame gyvenime, pavyzdžiai yra jutikliniai ekranai ir klaviatūros.
Pramoninėje aplinkoje naudojami HMI pirmiausia yra ekranai arba jutikliniai ekranai, jungiantys vartotojus su mašinomis, sistemomis ar įranga. Įrenginių operatoriai naudoja HMI mašinoms ir jų gamybos linijoms valdyti ir automatizuoti. HMI gali būti paprasti ekranai, montuojami ant gamyklos mašinų, pažangūs jutikliniai ekranai, valdymo skydeliai su daugybe palietimų, mygtukai, kompiuteriai su klaviatūromis, mobilieji įrenginiai ar planšetiniai kompiuteriai.
Išversta naudojant DeepL.com (nemokama versija)
Žmogaus ir mašinos sąsajos evoliucija
Sąveika su mašinomis naudojant paketinį apdorojimą
Šeštajame dešimtmetyje, kiek tai buvo susiję su įvestimis, dominuojantis mechanizmų apdorojimas buvo paketinis apdorojimas.
Paketinis apdorojimas reikalauja, kad vartotojas nurodytų visas detales ir užduočių seką, dažniausiai naudodamas perfo kortelę. Ši perforuota kortelė buvo paduota į aparatą. Aparatas įvertina perfo kortelę ir pateikia rezultatus. Paketinis apdorojimas nėra veiksmingas žmogaus ir mašinos sąveikos būdas, nes ši technika yra linkusi į klaidas.
Sąveika su mašinomis naudojant komandų eilutės sąsają
Komandinės eilutės sąsajos kūrimas vyksta pagal paketinį apdorojimą. Komandų eilutės apdorojimas yra interaktyvesnis būdas vartotojui sąveikauti su įrenginiu ir leidžia vartotojui duoti tiesiogines komandas aparatui. Tai atliekama įvedant nuoseklias teksto eilutes, naudojant programą, kuri priima tekstą. Tai buvo pagrindinis būdas tvarkyti mašinas septintajame dešimtmetyje.
Sąveika su mašinomis naudojant grafines vartotojo sąsajas
Grafinės vartotojo sąsajos (GUI) yra kitas žmogaus ir kompiuterio sąveikos etapas. Šios sąsajos leidžia galutiniams vartotojams sąveikauti su mašinomis naudojant turtingus grafinius elementus, tokius kaip langus, mygtukus ir piktogramas. Tai vadinama WIMP modeliu (langai, piktogramos, meniu ir rodyklės). Faktiniai įsitraukimui naudojami įrenginiai apima tokius įrenginius kaip klaviatūros ir pelės.
Fazė po WIMP
Šiuolaikinėje visuomenėje vis dažniau naudojant kompiuterius ir technologijas, reikalingas sudėtingesnis žmogaus ir kompiuterio sąveikos lygis. Dėl to buvo sukurti jutikliniai ekranai ir sugriebtos vartotojo sąsajos, leidžiančios vartotojams bendrauti su virtualiais objektais naudojant fizines rankenas.
HMI ir gamyba
HMI vaidmuo SCADA sistemose
Dauguma SCADA (priežiūros kontrolės ir duomenų gavimo) sistemų priklauso nuo įterptųjų HMI komponentų, kad veiktų efektyviai; SCADA sistema yra pagrindinė bendra valdymo sistema gamykloje ar objekte ir yra atsakinga už visų sudėtingų operacijų reguliavimą.
Tradiciškai, norint integruoti gamybos liniją su HMI, HMI turi būti prijungtas prie programuojamo loginio valdiklio (PLC), o HMI rodo iš PLC gautus duomenis ir pateikia vartotojo įvestį į PLC. Šie grafiniai ekranai dažnai yra labai paprasti.
Pagrindinis HMI leidžia operatoriui arba gamyklos vadovui patikrinti tipinius parametrus, tokius kaip mašinos temperatūra, procesų skaičius, mašinos būsena ir medžiagų skaičius.
HMI ir SCADA pavyzdžiai
Standartiniai scenarijai, susiję su HMI, yra daugelyje vandens ir nuotekų valymo įrenginių. Šie įrenginiai dažnai susiduria su iššūkiais, nes vandens valymas apima daug etapų, tokių kaip atranka, siurbimas ir įvairių kenksmingų mikroorganizmų bei likučių pašalinimas. Be to, kiekvienas gydymo etapas gali vykti kilometrų atstumu vienas nuo kito, o tai reiškia, kad įrangos ir procesų stebėjimas ir valdymas gali būti iššūkis.
HMI ekranas, integruotas į SCADA sistemą, paprastai yra prijungtas prie PLC, kuris leidžia operatoriui nuotoliniu būdu stebėti vandens lygį, pH, siurblius, ištirpusias kietąsias medžiagas arba tam tikrų toksinių cheminių medžiagų kiekį.
HMI galima naudoti siurbliams įjungti ir išjungti, atsižvelgiant į bako lygį. Be to, jei pH nukrenta žemiau tam tikro lygio, HMI paprastai rodo pavojaus signalą, kurį galima reguliuoti naudojant jutiklinio ekrano monitorių. Tokiu būdu HMI leidžia operatoriui stebėti ir kontroliuoti vandens valymo procesus ir etapus.
Daugelis šiuolaikinių pramoninių HMI, sukurtų išmaniajai gamyklos aplinkai, turi daug daugialypės terpės galimybių. Jie leidžia vartotojams gauti integruotus SMS įspėjimus apie mašinos būseną, įspėjimus el. paštu, taip pat žiūrėti integruotus vaizdo įrašus apie gamyklos grindų procesus. Sudėtingesni HMI leidžia nuotoliniu būdu valdyti kelias mašinas ir operacijas keliose vietose, taip pat analizuoti gamyklos operacijas. HMI taip pat gali rodyti prietaisų skydelius su gamyba ir gamykla susijusiais KPI.
Dėl to HMI vaidmuo sparčiai kinta, nes naujos technologijos ir toliau integruojamos.
Pagrindiniai privalumai investuojant į pažangų HMI jūsų gamyklai
Šiandien rinkoje yra daug pažangių HMI, galinčių stebėti ir valdyti gamyklos mašinas. Kalbant apie investicijas į pažangų HMI su daugybe funkcijų, tokių kaip galimybė nuotoliniu būdu stebėti mašinas ir naudoti KPI išvesties prietaisų skydelius, pagrindinis privalumas yra gamyklos procesų ir operacijų supaprastinimas.
Kitas svarbus privalumas yra galimybė lengvai peržiūrėti svarbius duomenis realiuoju laiku. Šios modernių pažangių HMI savybės labai padeda sumažinti augalų aplinkos sudėtingumą.
Be to, įrenginių savininkai gali naudoti HMI, kad greitai reaguotų į besikeičiančias ar sudėtingas sąlygas. Dėl to padidėja efektyvumas, nes sutrumpėja prastovos laikas. Tai suteikia įrenginių savininkams pažangias sistemas, kurios gali sumažinti išlaidas ir atliekas bei galiausiai pagerinti procesus ir pelningumą.
Ateityje krašto arba mašinos lygio HMI taps dar galingesni ir turės galimybę konkuruoti realiu laiku.
Ar turėčiau statyti ar pirkti HMI?
Gamyklos savininkams dažnai kyla klausimas: "Ar turėčiau sukurti ar nusipirkti HMI?". Tai labai platus klausimas, į kurį nėra lengva atsakyti, nes reikia atsižvelgti į daugybę kintamųjų. Kai kurie klausimai, kuriuos reikia užduoti:
- Kokius procesus ir operacijas turi kontroliuoti HMI gamykloje?
- Kokias mašinas ir parametrus gamykla turi stebėti?
- Kiek sudėtingas turi būti HMI?
- Ar organizacija turi vidaus patirties ir žinių?
- Ar gamyklos savininkas turi laiko suprojektuoti, kurti ir išbandyti HMI.
- Rinkos poreikis greitai modernizuoti gaminius ir ar tai įmanoma įmonėje
- Rinka taip pat verčia sparčią technologinę pažangą, todėl galioja tie patys samprotavimai
- Ar įmanoma įtraukti išorines technologijas į esamą vidaus plėtros komandą
- Koks turimas biudžetas?
- Koks yra galutinis tikslas; paprastas tyrimo projekto prototipas ar pilnai pakrauta veikianti valdoma HMI versija?
Galiausiai, jei gamyklos savininkas ar gamintojas neturi patirties projektuojant, kuriant ir gaminant HMI, dažnai yra prasmingiau pirkti. Taip sutaupysite laiko ir gausite patikrintą sprendimą. Bent jau turėtų būti atliktas tyrimas, o gamintojas ar gamyklos savininkas, prieš pradėdamas kurti savo HMI, turėtų pasitarti su konsultantu ar ekspertu.
Žmogaus ir kompiuterio sąveikos ateitis
Šiuo metu yra įvairių prognozių, kaip gali atrodyti kito lygio HCI ateitis. Tikimasi, kad tokios technologijos kaip debesų kompiuterija, kognityvinė kompiuterija ir daiktų internetas (IoT) vaidins vaidmenį kuriant kitą HCI lygį.
Nuspėti, kas atsiras kitame įsitraukimo lygmenyje, yra iššūkis. Tačiau neabejotina, kad bus aukštesnio lygio žmonių ir kompiuterių partnerystės, kurios skatins produktyvumą visose pramonės šakose.
Atsižvelgiant į pramonės 4 reikalavimus.{1}}, Industrial HMI taip pat toliau integruos naujas ir atsirandančias technologijas, kurios turės įtakos visam HMI.