رابط ماشین انسانی توضیح داد: چیست و چگونه می توان آن را درست کرد

رابط ماشین انسان در واقع چیست

رابط ماشین انسانی - تقریباً در سراسر جهان به اختصار HMI - نقطه تماس بین یک اپراتور انسانی و یک ماشین یا سیستم خودکار است. در ابتدایی ترین حالت، HMI هر دستگاه یا نرم افزاری است که به شخص اجازه نظارت، کنترل و تعامل با تجهیزات یا فرآیندهای صنعتی را می دهد. این تعریف طیف گسترده‌ای از اشکال فیزیکی را در بر می‌گیرد: یک صفحه نمایش لمسی نصب شده بر روی دستگاه کف کارخانه، یک داشبورد گرافیکی در ایستگاه کاری اتاق کنترل، یک رابط مبتنی بر وب که از یک تبلت قابل دسترسی است، یا حتی یک پانل دکمه‌ای ساده با چراغ‌های نشانگر. آنچه همه اینها به اشتراک می گذارند، هدف اساسی ترجمه وضعیت های پیچیده ماشین و داده های پردازش به شکلی است که انسان بتواند بخواند و بر اساس آن عمل کند - و ترجمه دستورات انسانی به سیگنال هایی که ماشین می تواند اجرا کند.

در اتوماسیون صنعتی مدرن، سیستم HMI یکی از حیاتی ترین اجزای عملیاتی در هر تاسیسات است. بدون یک رابط اپراتور به خوبی طراحی شده، حتی پیچیده ترین کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا سیستم کنترل توزیع شده (DCS) در پشت آن، کارکرد، نظارت و عیب یابی موثر دشوار می شود. HMI جایی است که اپراتورها ساعات کاری خود را سپری می کنند، آلارم ها تایید می شوند، پارامترهای فرآیند تنظیم می شوند و سلامت کل خط تولید در یک نگاه قابل مشاهده است. درست کردن HMI - از نظر انتخاب سخت‌افزار، طراحی نرم‌افزار و چیدمان صفحه نمایش - مستقیماً بر کارایی اپراتور، زمان پاسخ‌دهی و در نهایت ایمنی و بهره‌وری عملیات تأثیر می‌گذارد.

سیستم های HMI چگونه کار می کنند: بنیاد فنی

درک نحوه عملکرد یک سیستم HMI صنعتی مستلزم درک لایه های سخت افزار و نرم افزاری است که اپراتور را به فرآیند فیزیکی متصل می کند. HMI مستقیماً ماشین را کنترل نمی کند - این نقش به PLC، DCS یا سایر سخت افزارهای کنترلی زیر آن تعلق دارد. در عوض، HMI داده‌ها را از سیستم کنترل می‌خواند، آن‌ها را به صورت بصری برای اپراتور نمایش می‌دهد و ورودی‌های اپراتور را به‌عنوان دستورات یا تغییرات پارامتر به سیستم کنترل ارسال می‌کند.

ارتباط با PLC ها و سیستم های کنترل

HMI از طریق پروتکل‌های ارتباطی صنعتی با سخت‌افزار کنترل زیربنایی - معمولاً PLCها یا کنترل‌کننده‌های DCS - ارتباط برقرار می‌کند. پروتکل های رایج عبارتند از Modbus RTU، Modbus TCP/IP، EtherNet/IP، PROFIBUS، PROFINET، DeviceNet و OPC UA و غیره. نرم‌افزار HMI رجیسترها، برچسب‌ها یا آدرس‌های داده‌ای خاص را در PLC به عناصر گرافیکی روی صفحه نگاشت می‌کند - بنابراین وقتی مقدار سنسور دما در حافظه PLC تغییر می‌کند، گیج یا نمایش عددی مربوطه روی صفحه نمایش HMI در زمان واقعی به‌روزرسانی می‌شود. هنگامی که یک اپراتور یک دکمه مجازی را بر روی صفحه لمسی HMI فشار می دهد، HMI یک مقدار را به ثبات PLC مربوطه می نویسد، که PLC سپس بر اساس منطق کنترل خود روی آن عمل می کند.

پایگاه های داده برچسب و نقشه برداری داده ها

مرکز هر سیستم HMI پایگاه داده برچسب آن است - یک لیست ساختار یافته از تمام نقاط داده (برچسب) که HMI از آنها می خواند و برای سیستم کنترل متصل می نویسد. هر تگ دارای نام، نوع داده، آدرس ارتباطی، واحدهای مهندسی و پارامترهای مقیاس است. یک پایگاه داده برچسب به خوبی سازماندهی شده پایه و اساس یک پیکربندی HMI قابل اعتماد است. برچسب‌های نامناسب، ساختار ناسازگار یا آدرس‌دهی نادرست یکی از رایج‌ترین منابع مشکلات HMI در محیط‌های صنعتی هستند. بسته‌های نرم‌افزاری مدرن HMI اجازه می‌دهند که برچسب‌ها مستقیماً از محیط برنامه‌نویسی PLC وارد شوند، که خطاهای ورود دستی داده‌ها را کاهش می‌دهد و پایگاه داده HMI را با پیکربندی سیستم کنترل هماهنگ نگه می‌دارد.

گرافیک صفحه نمایش و چهره

جنبه بصری HMI شامل صفحه‌های گرافیکی است - به نام صفحات، نماها یا نمایشگرها بسته به پلتفرم نرم‌افزاری - که فرآیند را به گونه‌ای که اپراتورها می‌توانند به سرعت تفسیر کنند، نشان می‌دهند. نمودارهای جریان فرآیند، نمایش تجهیزات متحرک (پمپ هایی که به نظر می رسد در هنگام کار می چرخند، شیرهایی که هنگام باز یا بسته شدن تغییر رنگ می دهند)، نمودارهای روند، لیست های هشدار و فرم های ورود داده ها، همه عناصر استاندارد طراحی صفحه نمایش HMI صنعتی هستند. فیس‌پلیت‌ها - پنجره‌های بازشو استاندارد شده که تمام داده‌های مربوطه را برای یک حلقه کنترل یا قطعه‌ای از تجهیزات نشان می‌دهند - به اپراتورها اجازه می‌دهد تا اطلاعات دقیق را بدون به هم ریختن صفحه‌های نمای کلی فرآیند اصلی بررسی کنند.

انواع سخت افزار HMI: از پانل HMI تا سیستم های مبتنی بر کامپیوتر

سخت افزار HMI در چندین فاکتور شکل مجزا وجود دارد که هر کدام برای محیط های کاربردی مختلف و نیازهای عملیاتی مناسب هستند. انتخاب صحیح به پیچیدگی فرآیند تحت نظارت، شرایط محیطی محل نصب و سطح عملکرد مورد نیاز بستگی دارد.

پانل های HMI مستقل

پانل‌های HMI مستقل - که گاهی به آن‌ها پانل‌های اپراتور یا پایانه‌های رابط اپراتور (OIT) گفته می‌شود - واحدهای مستقلی هستند که نمایشگر، صفحه‌نمایش لمسی یا ورودی صفحه کلید، پردازنده و سخت‌افزار ارتباطی را در یک محفظه مستحکم که برای نصب مستقیم ماشین طراحی شده‌اند، ترکیب می‌کنند. آنها در طیف گسترده ای از اندازه های صفحه نمایش، معمولا از 4 اینچ تا 21 اینچ مورب، و در رتبه بندی های مختلف حفاظت IP برای استفاده در محیط های گرد و غبار، مرطوب، و یا مواد شیمیایی تهاجمی موجود هستند. این پنل‌ها به جای یک سیستم عامل همه منظوره، سیستم عامل اختصاصی HMI را اجرا می‌کنند، که پیکربندی آن‌ها را ساده‌تر و در درازمدت پایدارتر از راه‌حل‌های مبتنی بر رایانه شخصی می‌سازد. تولیدکنندگان پیشرو در این فضا عبارتند از زیمنس (SIMATIC HMI)، راکول اتوماسیون (PanelView)، میتسوبیشی الکتریک (سری GOT)، اشنایدر الکتریک (Magelis) و Weintek و بسیاری دیگر.

سیستم های HMI مبتنی بر کامپیوتر

سیستم‌های HMI مبتنی بر رایانه، نرم‌افزار HMI را بر روی یک پلت‌فرم رایانه‌های شخصی صنعتی اجرا می‌کنند - یا یک رایانه رومیزی استاندارد یا رایانه‌ای که روی قفسه نصب شده است، یک رایانه شخصی پنلی (رایانه‌ای که در یک محفظه صفحه لمسی تعبیه شده است)، یا یک تین کلاینت صنعتی. سیستم‌های مبتنی بر PC انعطاف‌پذیری و قدرت پردازش قابل‌توجهی بیشتری نسبت به پنل‌های HMI مستقل دارند: می‌توانند گرافیک‌های پیچیده‌تری را اجرا کنند، تعداد تگ‌های بزرگ‌تر را مدیریت کنند، با پایگاه‌های داده و سیستم‌های سازمانی ادغام شوند و چندین برنامه نرم‌افزاری را به طور همزمان اجرا کنند. معاوضه ها عبارتند از هزینه اولیه بالاتر، مدیریت IT پیچیده تر (به روز رسانی سیستم عامل، آنتی ویروس، امنیت سایبری) و چرخه عمر سخت افزاری بالقوه کوتاه تر از پانل های HMI اختصاصی. HMI مبتنی بر PC رویکرد ارجح برای سیستم های نظارتی بزرگ و پیچیده و ایستگاه های کاری اتاق کنترل است.

موبایل و HMI مبتنی بر وب

پلتفرم‌های مدرن HMI به طور فزاینده‌ای از دسترسی از راه دور از طریق مرورگرهای وب یا برنامه‌های تلفن همراه اختصاصی پشتیبانی می‌کنند و به اپراتورها و مهندسان این امکان را می‌دهند تا داده‌های پردازش را نظارت کنند و اعلان‌های هشدار را در تلفن‌های هوشمند یا تبلت‌ها از هر نقطه‌ای در شبکه کارخانه دریافت کنند - یا به طور فزاینده‌ای، از طریق اتصالات راه دور ایمن از خارج از سایت. HMI مبتنی بر وب نیاز به حضور فیزیکی در یک پانل برای کارهای نظارتی معمول را کاهش می‌دهد و پاسخ سریع‌تر به آلارم‌های خارج از ساعت را ممکن می‌سازد. با این حال، دسترسی از راه دور ملاحظات امنیت سایبری را معرفی می‌کند که باید به دقت مدیریت شوند، و رابط‌های تلفن همراه عموماً برای نظارت مناسب‌تر هستند تا عملیات کنترل پیچیده‌ای که از دقت نصب پانل اختصاصی بهره می‌برند.

HMI در مقابل SCADA: درک تفاوت

اصطلاحات HMI و SCADA (کنترل نظارتی و جمع آوری داده) اغلب با هم - و گاهی اوقات به جای یکدیگر - استفاده می شوند که باعث سردرگمی قابل توجهی می شود. آنها مفاهیم مرتبط اما متمایز هستند و درک تفاوت برای هر کسی که سیستم های کنترل صنعتی را مشخص می کند یا با آنها کار می کند مهم است.

HMI، در دقیق‌ترین معنای، رابط اپراتور محلی برای یک ماشین یا منطقه فرآیند است - داده‌ها را تجسم می‌کند و ورودی اپراتور را برای تجهیزاتی که مستقیماً به آن متصل است می‌پذیرد. SCADA یک معماری سیستم سطح بالاتر است که داده ها را از چندین HMI، PLC، واحدهای پایانه راه دور (RTU) و سایر دستگاه های میدانی در کل یک مرکز، کارخانه یا عملیات توزیع شده جغرافیایی جمع می کند و دید و کنترل نظارتی متمرکز را ارائه می دهد. سیستم‌های اسکادا معمولاً شامل یک مورخ برای ثبت اطلاعات بلندمدت، مدیریت هشدار پیشرفته، ابزارهای گزارش‌دهی و یکپارچه‌سازی با سیستم‌های فناوری اطلاعات در سطح کارخانه هستند.

در عمل، اکثر بسته‌های نرم‌افزاری مدرن SCADA شامل یک محیط توسعه کامل HMI هستند و صفحه‌های HMI که اپراتورها در سیستم SCADA استفاده می‌کنند با استفاده از ابزارها و اصول مشابه HMI ماشین‌های مستقل ساخته می‌شوند. تمایز بیشتر در مورد مقیاس و معماری است تا در مورد خود رابط اپراتور. یک سلول تولیدی کوچک ممکن است فقط از یک پانل HMI مستقل بدون لایه SCADA بالای آن استفاده کند. یک کارخانه پردازش بزرگ از نرم‌افزار SCADA که بر روی ایستگاه‌های کاری مبتنی بر رایانه‌های شخصی اجرا می‌شود، با ده‌ها دستگاه HMI جداگانه، داده‌ها را به سیستم مرکزی SCADA تغذیه می‌کند.

مقایسه ویژگی ها و قابلیت های کلیدی HMI

هنگام ارزیابی سیستم‌های HMI - چه پنل‌های سخت‌افزاری یا پلت‌فرم‌های نرم‌افزاری - حوزه‌های ویژگی زیر برای هر کاربرد صنعتی مهم‌ترین مورد مقایسه هستند:

کاربردهای صنعتی رایج سیستم های HMI

فناوری HMI تقریباً در هر بخش از عملیات صنعتی و زیرساختی مستقر شده است. درک طیف وسیعی از برنامه ها به روشن شدن آنچه پیکربندی های مختلف HMI نیاز به ارائه در عمل دارند کمک می کند.

• خطوط تولید و مونتاژ: پانل‌های HMI که در سلول‌های کاری و ایستگاه‌های ماشینی نصب شده‌اند به اپراتورها اجازه می‌دهند تا بر تعداد تولید نظارت کنند، پارامترهای دستگاه را تنظیم کنند، عیوب‌ها را برطرف کنند و بدون خروج از ایستگاه، تعمیر و نگهداری را درخواست کنند. صفحه های نمای کلی در سطح خط در مناطق سرپرست وضعیت کل خط تولید را به یکباره نشان می دهد.
• تصفیه آب و فاضلاب: سیستم‌های HMI مبتنی بر SCADA در سراسر عملیات آبرسانی برای نظارت بر ایستگاه‌های پمپ، فرآیندهای تصفیه، سطوح مخزن، نرخ جریان و پارامترهای کیفیت آب در زیرساخت‌های توزیع‌شده جغرافیایی از یک اتاق کنترل مرکزی استفاده می‌شوند.
• فرآوری نفت، گاز و شیمیایی: سیستم‌های HMI و SCADA کارخانه فرآیند، فرآیندهای پیوسته پیچیده شامل فشار، دما، نرخ جریان و ترکیبات شیمیایی را که برای ایمنی و کیفیت محصول باید در محدوده‌های عملیاتی محدود باقی بمانند، نظارت و کنترل می‌کنند. مدیریت هشدار به ویژه در این برنامه ها حیاتی است.
• تولید مواد غذایی و آشامیدنی: سیستم‌های HMI در فرآوری مواد غذایی باید از تعامل اپراتور با خطوط پرکننده، پاستوریزه‌ها، سیستم‌های CIP (تمیز در محل) و تجهیزات بسته‌بندی، اغلب با الزامات پیگیری حسابرسی و سوابق دسته‌ای که بر اساس مقررات ایمنی مواد غذایی هدایت می‌شوند، پشتیبانی کند.
• اتوماسیون ساختمان و تهویه مطبوع: سیستم های مدیریت ساختمان (BMS) از رابط های اپراتور به سبک HMI برای نمایش وضعیت سیستم های HVAC، روشنایی، کنترل دسترسی و مدیریت انرژی در ساختمان های تجاری و صنعتی استفاده می کنند که معمولاً از طریق ایستگاه های کاری رایانه شخصی یا مرورگرهای وب قابل دسترسی هستند.
• تولید انرژی و برق: نیروگاه‌ها، پست‌ها و تأسیسات انرژی‌های تجدیدپذیر از سیستم‌های HMI و SCADA برای نظارت بر خروجی تولید، اتصال به شبکه، سلامت تجهیزات و وضعیت سیستم حفاظتی استفاده می‌کنند - اغلب با قابلیت اطمینان و زمان پاسخ‌دهی بسیار بالا.

بهترین روش‌های طراحی صفحه نمایش HMI که در واقع عملکرد را بهبود می‌بخشد

کیفیت طراحی صفحه نمایش HMI تأثیر مستقیمی بر چگونگی نظارت مؤثر اپراتورها و پاسخگویی به فرآیند دارد. طراحی ضعیف HMI - صفحه نمایش های بهم ریخته، استفاده از رنگ های متناقض، انیمیشن های بیش از حد، و لیست های هشدار که به سختی خوانده می شوند - یک عامل به خوبی مستند در حوادث صنعتی و خطاهای اپراتور است. طراحی خوب HMI این نیست که صفحه نمایش را چشمگیر جلوه دهد. این در مورد در دسترس قرار دادن اطلاعات مناسب به سرعت، واضح و بدون ابهام است.

روش HMI با کارایی بالا

روش HMI با کارایی بالا (HPHMI) که توسط کنسرسیوم ASM و متخصصان صنعتی مانند بیل هالیدی و ایان نیمو توسعه و رایج شده است، یک رویکرد ساختاریافته برای طراحی صنعتی HMI ارائه می‌کند که آگاهی موقعیتی و تشخیص سریع ناهنجاری را بر پیچیدگی بصری اولویت می‌دهد. اصول اصلی آن شامل استفاده از پالت رنگ خاموش و خنثی برای حالت‌های عملیاتی معمولی (پس‌زمینه خاکستری، عناصر فرآیند خاکستری)، رزرو رنگ‌های روشن - به‌ویژه قرمز و زرد - منحصراً برای شرایط و آلارم‌های غیرعادی، به حداقل رساندن استفاده از پر کردن و گرادیان‌ها که قضاوت سریع مقادیر آنالوگ را دشوار می‌کند، و سازماندهی صفحه‌نمایش‌ها حول جریان فرآیند به جای جغرافیای تجهیزات است. وقتی اپراتورها رنگ‌های روشن را روی یک صفحه نمایش HMI با کارایی بالا می‌بینند، فوراً می‌دانند که چیزی نیاز به توجه دارد - که وقتی صفحه در حالت عادی پر از انیمیشن‌های رنگارنگ و عناصر گرافیکی باشد غیرممکن است.

سلسله مراتب صفحه نمایش و ناوبری

سیستم های HMI که به خوبی طراحی شده اند، صفحه نمایش های خود را در یک سلسله مراتب واضح سازماندهی می کنند. سطح 1 نمای کلی گیاه یا منطقه است - یک صفحه نمایش منفرد که وضعیت کل فرآیند را در سطح بالایی نشان می دهد، که به گونه ای طراحی شده است که در یک نگاه از چند فوت دورتر خوانا باشد. صفحه‌های سطح 2 واحدهای فرآیند یا بخش‌ها را با جزئیات بیشتری نشان می‌دهند. صفحه‌های سطح 3 صفحه‌های جزئیات تجهیزات، حلقه‌های کنترل و قرائت‌های ابزار خاص را نشان می‌دهند. سطح 4 صفحه نمایش های تعمیر و نگهداری و تشخیصی را پوشش می دهد. پیمایش بین سطوح باید سریع و منطقی باشد، با قرار دادن ثابت کنترل‌های ناوبری تا اپراتورها بتوانند به سرعت به صفحه مورد نیاز خود بدون شکار حرکت کنند. ناوبری سازماندهی نادرست که برای دستیابی به اطلاعات معمولاً مورد نیاز به چندین تغییر صفحه نیاز دارد، یک نگرانی مهم در زمینه بهره وری و ایمنی در موقعیت های بحرانی زمانی است.

طراحی مدیریت آلارم

سیل آلارم - که در آن اپراتورها توسط صدها فعال سازی زنگ هشدار به طور همزمان تحت فشار قرار می گیرند که اغلب توسط یک رویداد ریشه ای ایجاد می شود - یکی از جدی ترین مسائل ایمنی مرتبط با HMI در عملیات صنعتی است. دستورالعمل EEMUA 191 برای سیستم‌های هشدار و استاندارد ISA-18.2 هر دو راهنمایی دقیق در مورد منطقی‌سازی، اولویت‌بندی و مدیریت هشدار ارائه می‌کنند. اصول طراحی کلیدی شامل محدود کردن تعداد آلارم‌ها به آنهایی است که واقعاً به اقدام اپراتور نیاز دارند، تعیین سطوح اولویت واضح (بالا، متوسط، پایین) با زمان‌های پاسخ مشخص، سرکوب هشدارهایی که پیامدهای قابل پیش‌بینی وضعیت‌های فرآیند شناخته شده هستند و اطمینان از اینکه ارائه لیست هشدار، حساس‌ترین و قابل اجراترین آلارم‌ها را بلافاصله قابل مشاهده می‌کند به جای اینکه در فهرستی با پیمایش کم یا پیمایش دفن شود.

امنیت سایبری HMI: یک ملاحظه حیاتی فزاینده

از آنجایی که سیستم‌های HMI از شبکه‌های اختصاصی منزوی به پلتفرم‌های متصل به اترنت که با سیستم‌های IT کارخانه یکپارچه شده‌اند و در برخی موارد به اینترنت برای دسترسی از راه دور متصل شده‌اند، امنیت سایبری به یک نگرانی واقعاً حیاتی تبدیل شده است. سیستم‌های HMI صنعتی و شبکه‌های SCADA اهداف شناخته شده‌ای برای حملات سایبری، از جمله باج‌افزار، هستند و چندین رویداد مهم در تصفیه آب، انرژی و تأسیسات تولیدی، پیامدهای واقعی امنیت سایبری صنعتی ناکافی را نشان داده‌اند.

اقدامات اساسی امنیت سایبری برای سیستم‌های HMI شامل تقسیم‌بندی شبکه بین شبکه HMI/SCADA و شبکه فناوری اطلاعات شرکت (معمولاً با استفاده از یک منطقه غیرنظامی یا معماری DMZ اجرا می‌شود)، احراز هویت قوی برای دسترسی HMI از جمله مجوزهای کاربر مبتنی بر نقش، وصله منظم نرم‌افزار و سیستم‌های عامل HMI، غیرفعال کردن پورت‌های ارتباطی غیرقابل استفاده و جلوگیری از دسترسی پیش‌فرض رسانه‌ها و سرویس‌های مخرب کنترل، معرفی از طریق درایوهای USB سری استانداردهای IEC 62443 جامع ترین چارچوب را برای امنیت سایبری صنعتی، از جمله راهنمایی های خاص برای امنیت سیستم HMI و SCADA ارائه می دهد.

هنگام انتخاب سیستم HMI چه مواردی را باید در نظر گرفت

انتخاب سخت‌افزار و نرم‌افزار HMI مناسب برای یک برنامه جدید یا مقاوم‌سازی شامل متعادل کردن الزامات فنی، محدودیت‌های محیطی، پشتیبانی فروشنده و ملاحظات چرخه عمر طولانی‌مدت است. عوامل زیر سزاوار ارزیابی دقیق قبل از تعهد به یک پلتفرم خاص هستند.

• سازگاری PLC و سیستم کنترل: HMI باید از درایورهای ارتباطی بومی برای پلتفرم PLC موجود یا برنامه ریزی شده شما پشتیبانی کند. در حالی که OPC UA یک مسیر ادغام جهانی را بین اکثر سیستم‌های مدرن فراهم می‌کند، درایورهای بومی عموماً عملکرد بهتر، پیکربندی آسان‌تر و ادغام دقیق‌تر را ارائه می‌دهند. تأیید کنید که درایور فروشنده HMI برای مارک PLC شما به طور فعال نگهداری می شود و از نسخه سیستم عاملی که استفاده می کنید پشتیبانی می کند.
• رتبه بندی های زیست محیطی: پانل های HMI ماشینی باید برای شرایط محیطی محل نصب آنها رتبه بندی شوند. درجه بندی IP65 یا IP66 محافظت در برابر جت های آب و ورود گرد و غبار را فراهم می کند، که معمولاً در محیط های فرآوری مواد غذایی، فضای باز و محیط های شستشو مورد نیاز است. درجه بندی محدوده دما در برنامه هایی با شرایط محیطی شدید - هم گرم و هم سرد - مهم است.
• اندازه و وضوح صفحه نمایش: اندازه صفحه نمایش را با مقدار اطلاعاتی که باید نمایش داده شود و فاصله دید اپراتور مطابقت دهید. یک پنل 7 اینچی برای یک رابط تک ماشینی با چند پارامتر کافی است. یک نمای کلی فرآیند پیچیده حداقل به یک صفحه نمایش 15 اینچی نیاز دارد و ایستگاه های کاری SCADA اتاق کنترل معمولاً از مانیتورهای 24 اینچی یا بزرگتر استفاده می کنند. نمایشگرهای عریض با وضوح بالا، اطلاعات بیشتری را در هر صفحه بدون به خطر انداختن خوانایی امکان پذیر می کنند.
• محیط توسعه نرم افزار: نرم افزار توسعه HMI را برای سهولت استفاده، کتابخانه های گرافیکی موجود، قابلیت های برنامه نویسی یا برنامه نویسی، ابزارهای شبیه سازی برای آزمایش بدون سخت افزار زنده، و کیفیت اسناد و پشتیبانی فنی ارزیابی کنید. پیکربندی HMI در حال انجام است - اپراتورها نیاز به صفحه نمایش اضافه، تغییر پارامترها و اضافه شدن تجهیزات جدید دارند - بنابراین محیط توسعه باید برای تیم تعمیر و نگهداری قابل دسترسی باشد، نه فقط یکپارچه سازهای تخصصی.
• چرخه عمر سخت افزار و در دسترس بودن قطعات یدکی: پانل های صنعتی HMI نیاز به پشتیبانی دارند و قطعات یدکی حداقل برای 10 تا 15 سال در دسترس هستند. قبل از خرید، تعهدات چرخه عمر محصول منتشر شده فروشنده و در دسترس بودن واحدهای جایگزین را برای مدل خاصی که در نظر دارید بررسی کنید. انتخاب یک پلتفرم از فروشنده‌ای که محصولات را به طور مکرر متوقف می‌کند، پروژه‌های مهاجرتی دردناک و پرهزینه‌ای را در سال‌های بعد ایجاد می‌کند.
• مقیاس پذیری: در نظر بگیرید که آیا پلت فرم HMI که امروز انتخاب می کنید می تواند با امکانات شما رشد کند یا خیر. سیستمی که نیازهای فعلی را برآورده می کند اما در عرض دو سال تعداد برچسب ها یا محدودیت های صفحه نمایش را برآورده می کند، هزینه های غیرضروری برای ارتقا ایجاد می کند. انتخاب یک پلتفرم با مسیر ارتقای واضح - از پانل مستقل گرفته تا مبتنی بر رایانه شخصی تا SCADA - در اکوسیستم فروشنده یکسان، تلاش مهاجرت را با افزایش نیازها کاهش می‌دهد.

آینده فناوری رابط ماشین انسانی

فناوری HMI به سرعت در حال پیشرفت است که به دلیل پیشرفت در اتصال، قدرت محاسباتی و طراحی رابط هدایت می شود. چندین روند به طور فعال در حال تغییر شکل ظاهر و عملکرد رابط‌های اپراتور صنعتی هستند و درک آنها به سازمان‌ها کمک می‌کند تا به جای سرمایه‌گذاری در پلتفرم‌هایی که ظرف چند سال منسوخ می‌شوند، تصمیم‌های آینده‌نگر فناوری بگیرند.

پلتفرم‌های HMI و SCADA متصل به ابر، ذخیره‌سازی متمرکز داده، نظارت از راه دور و تجزیه و تحلیل را در مقیاسی که با معماری‌های داخلی سنتی غیرعملی بود، امکان‌پذیر می‌کنند. یکپارچه‌سازی IoT صنعتی (IIoT) به سیستم‌های HMI اجازه می‌دهد تا داده‌ها را نه تنها از PLC‌ها، بلکه از حسگرهای هوشمند، دستگاه‌های لبه و سیستم‌های نظارت بر وضعیت جمع‌آوری کنند و تصویر غنی‌تری از سلامت تجهیزات و عملکرد فرآیند به اپراتورها ارائه کنند. رابط‌های واقعیت افزوده (AR) - که در آن اپراتورها داده‌های HMI روی تجهیزات واقعی را از طریق عینک‌های هوشمند یا دوربین‌های تبلت مشاهده می‌کنند - در جریان کار تعمیر و نگهداری و بازرسی ظاهر می‌شوند و نیاز به حمل مراحل کاغذ یا نگاه کردن به تجهیزات را برای بررسی قرائت کاهش می‌دهند. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در پلت‌فرم‌های SCADA و HMI ادغام می‌شوند تا مدیریت هشدار پیش‌بینی، تشخیص ناهنجاری و توصیه‌های بهینه‌سازی عملیاتی را ارائه دهند که به‌جای گزارش دادن داده‌های خام، از اپراتورها پشتیبانی می‌کنند.

از طریق تمام این تغییرات، عملکرد اصلی از رابط ماشین انسان ثابت می ماند: برای قابل مشاهده کردن نامرئی، برای ترجمه پیچیدگی ماشین به درک انسان، و دادن اطلاعات و کنترل به اپراتورها برای اجرای ایمن و کارآمد فرآیندها. این فناوری به تکامل خود ادامه می‌دهد، اما اصول طراحی که یک HMI را واقعاً مفید می‌سازد - وضوح، سرعت، ثبات و تمرکز بر آنچه که اپراتور واقعاً به آن نیاز دارد - مانند همیشه مرتبط باقی می‌ماند.