De Complete Gids voor Human-Machine Interfaces (HMI)

Machines zijn gebouwd om de werkbelasting op handmatige arbeid te verlichten, maar aan het eind van de dag worden ze bediend door gebruikers. Het platform dat deze machines toestaat om door gebruikers bediend te worden, staat bekend als HMI of Human Machine Interface. Een HMI is simpelweg een interface, en een heel brede term die gebruikt kan worden voor apparaten zoals MP3-spelers & huishoudelijke apparaten tot procescontrolsystemen in productie-industrieën. Een HMI biedt een visuele weergave van een systeem, en geeft de gebruiker real-time monitoring & controle mogelijkheden, wat productiviteit verhoogt op een gebruiksvriendelijke manier.

HMI producten zijn ontstaan toen complexere machines werden ontwikkeld, en een behoefte aan eenvoudigere bediening opkwam. Voor HMI waren producten zoals Batch Interface (1945–1968), Command Line Interface (1969–heden), en GUI (1981–heden) in gebruik. Terwijl elke interface zijn eigen tijdlijn had, met sommige die zelfs vandaag nog gebruikt worden, stamde HMI direct af van GUI of Graphical User Interface.

Een GUI maakt gebruik van knoppen, tekstvakken, berichtenvakken, lijsten, formulieren, etc. om de gebruiker een interactieve en gemakkelijk te gebruiken interface te bieden. HMI's werden bovenop deze ontwikkeld om machines effectiever te laten bedienen.

HMI Uitgelegd

Human Machine Interfaces variëren wijd, van controlpanelen tot nucleaire faciliteiten tot mobiele schermen. Maar in dit specifieke geval zouden HMI's voor productieprocessen ter discussie staan. Voor productielijnen biedt een HMI controlpaneel gecentraliseerde monitoring & controle voor de hele industrie. Een Programmeerbare Logische Controller (PLC) is nauw verbonden met een HMI omdat het fungeert als backend controle voor elk beetje informatie input/output van de HMI.

Beslissingen gemaakt op visuele manier zijn veel eenvoudiger & begrijpelijker dan die in commando-gebaseerde of handmatige omgevingen. Om totale controle aan de gebruiker te bieden, moet de HMI in constante contact met de PLC staan, waardoor het in staat is real-time informatie te serveren. De HMI benadert specifieke registers binnen de controller, en presenteert deze aan de gebruiker op een begrijpelijke manier. Op dezelfde manier, wanneer de gebruiker een beslissing neemt, wijzigt de HMI simpelweg de waarden van de overeenkomstige registers op de controller, wat een hardware-gebaseerde reactie teweegbrengt.

Typen HMI

Voordat HMI's geïntroduceerd werden, werden ze nagebootst door een hardware controlpaneel dat uit honderden LEDs & drukknoppen bestond om de gebruiker vergelijkbare functionaliteit te bieden. Vandaag de dag is het scenario heel anders.

Er zijn drie basistypen HMI's:

• Drukknop-vervanger: Dit type HMI heeft productieprocessen gestroomlijnd en alle functies gecentraliseerd die eerder behandeld werden door drukknoppen & vergelijkbare hardware controls.

• Data Handler: Voor systemen die constante feedback van de machines vereisten, werden Data Handler HMI's ontwikkeld. Data handler stelt de gebruiker in staat om te werken door functies zoals datatrends, datalogging, alarmhandling, etc., wat een grote hoeveelheid data ter beschikking stelt.

• Overzichter: Een Overzichter HMI wordt geïnstalleerd wanneer SCADA of MES systemen worden ingevoerd. Dit type HMI draait op Windows, en heeft diverse ethernet poorten voor communicatie. Deze systemen monitoren grote gebieden, bijv. hele sites & complexen.

Fysieke Eigenschappen van HMI's

De daadwerkelijke fysieke eigenschappen van een HMI variëren van model tot model, afhankelijk van het type toepassing en de gekozen fabrikant voor de klus. Een HMI gevestigd in een waterinstallatie zou gekenmerkt worden door diverse waterdichte afdichtingen om het te beschermen tegen malfunctioneren. In retrospect, een HMI gevestigd in een magazijn zou dergelijke features niet vereisen. De grootte van een HMI is afhankelijk van de specifieke toepassing. Als een complexe functie gecontroleerd moet worden, kan het systeem een aantal grote LCD's vereisen, terwijl een bescheiden applicatie slechts een kleine zwart-wit monitor vereist. Daarnaast variëren de technische specificaties ook. Voor een HMI die tons parameters moet bijhouden & mee werken, is een hoge hoeveelheid geheugen & verwerkingskracht noodzakelijk, maar voor een HMI die alleen basiscontrole hoeft te bieden, zou een aanzienlijk lagere resource pool voldoende zijn.

Omgevingsaspecten voor een HMI

Het overwegen van de operatieve omgeving is een belangrijke stap die niet gemist mag worden bij het selecteren van een HMI. Bijvoorbeeld, een HMI geïnstalleerd in een magazijn moet door overmatige trillingen gaan. Op dezelfde manier moet een HMI geïnstalleerd in een voedselverwerkingsindustrie omgaan met water, chemicaliën en andere agenten. Voor een staalfabriek moet de temperatuur altijd als selectiefactor overwogen worden.

Programmeer Software

Er zijn drie hoofdcategorieën van programmeersoftware om te kiezen uit voor HMI's:

• Proprietaire
• Hardware-onafhankelijk
• Open software

Proprietaire software wordt geleverd door de fabrikant, en kan gemakkelijk geïmplementeerd worden zonder veel gedoe. Het nadeel van het gebruik van deze software is gebrek aan ondersteuning & flexibiliteit voor third-party hardware.

Hardware-onafhankelijke software aan de andere kant is interoperabel en ondersteunt een reeks protocollen, wat een grote mate van vrijheid aan de ontwikkelaar geeft. Maar, het mist het niveau van gebruiksvriendelijkheid gegeven door proprietaire software.

Open software geeft de ontwikkelaar totale vrijheid in het ontwerpproces, maar moet alleen gebruikt worden door bedrijven met toegewezen R&D vleugels, aangezien ze een aanzienlijke hoeveelheid middelen vereisen.

Voordelen van HMI

HMI's brengen een aantal voordelen met zich mee voor de gebruiker en factor als geheel. Deze omvatten:

• Gebruiksvriendelijkheid: HMI's zijn extreem gebruiksvriendelijk omdat ze gebruikmaken van de Graphical User Interface, wat gemakkelijke identificatie en directereactie toestaat. Afbeeldingen, iconen en andere rijke elementen verminderen de behoefte aan uitgebreide training.

• Voordeel ten opzichte van een PLC: Alleen een PLC gebruiken zou u basiscontrole over uw machines geven. Features zoals real-time feedback, alarmbeheer en herprogrammeren zouden niet gemakkelijk zijn. HMI's aan de andere kant komen met een hoog niveau van functionaliteit en het vermogen om een grote mate van sophistication aan te pakken. Met opkomende HMI ontwerpen, worden features zoals remote toegang en aanpasbare UI's ook beschikbaar.

• Gemak: De gebruiksgemak die met een HMI komt is ongeëvenaard. De functionaliteiten bereikt door digitalisering van een systeem maken een HMI onverslaanbaar. HMI combineert de controlefeatures die doorheen een automatiseringslijn gevonden worden en maakt ze toegankelijk vanaf een enkele locatie. Remote toegang stelt operators in staat om locatie-onafhankelijk te worden, en correcte operatie van overal te garanderen. Daarnaast overbrugt het de kloof tussen de corporate & technische divisies, waardoor informatie gebruikt kan worden zodra het beschikbaar is.

• Interface Flexibiliteit: Het vermogen om de interface te personaliseren is een groot verkooppunt voor een HMI. Vroeger moesten controlpanelen zo ontworpen worden dat ze elke mogelijke controle binnen de industriële lineup omvatten. Dit zou heel weinig wiggle-room laten, in het geval een upgrade gemaakt wordt of een verandering in functionaliteit vereist is. HMI's kunnen op een ogenblik gewijzigd worden, en staan de installatie van nieuwe componenten toe zonder zich zorgen te maken over de lasten van het bedraden van drukknoppen & LEDs.

HMI Controlpaneel Bouwen en Meer

PanelShop.com is trots op het leveren van hoge kwaliteit custom controlpanelen met concept-tot-voltooiing engineeringondersteuning. Of u nu precies weet wat u nodig hebt of u een partner zoekt om uw project te helpen ontwikkelen en te versnellen, PanelShop.com kan helpen. Bel ons vandaag nog of vraag een offerte aan, en ontdek hoe PanelShop.com de beste prijs biedt voor de beste kwaliteit.