ما هي لوحة اللمس HMI؟

لوحات HMI التي تعمل باللمس (HMI، الاسم الكامل واجهة الآلة البشرية) هي واجهات مرئية بين المشغلين أو المهندسين والآلات والمعدات والعمليات. تمكن هذه اللوحات المستخدمين منشاشةوالتحكم في مجموعة متنوعة من العمليات الصناعية من خلال واجهة شاشة تعمل باللمس سهلة الاستخدام. تُستخدم لوحات HMI بشكل شائع في الأتمتة الصناعية للمساعدة في تبسيط العمليات المعقدة وتحسين الإنتاجية والسلامة.

تشمل الميزات الرئيسية ما يلي:

1. واجهة تشغيل بديهية: تصميم شاشة اللمس يجعل التشغيل أسهل وأسرع.

2. مراقبة البيانات في الوقت الفعلي: توفر تحديثات البيانات في الوقت الفعلي للمساعدة في اتخاذ قرارات سريعة.

3. وظائف قابلة للبرمجة: يمكن للمستخدمين تخصيص الواجهة والوظائف وفقًا لاحتياجاتهم.

شاشة لمس اتش ام ايلوحةتلعب دورًا مهمًا في الصناعة الحديثة وهي عنصر أساسي في تحقيق إنتاج فعال وآمن وذكي.

1.ما هي لوحة HMI؟

التعريف: HMI لتقف على واجهة الآلة البشرية.

الوظيفة: توفير واجهة مرئية بين الآلات والمعدات والعمليات والمشغل أو المهندس. تمكن هذه اللوحات المشغلين من مراقبة مجموعة متنوعة من العمليات الصناعية والتحكم فيها من خلال واجهات بديهية تعمل على تبسيط العمليات المعقدة وتحسين الإنتاجية والسلامة.

الاستخدام: تستخدم معظم المصانع لوحات HMI متعددة في مواقع سهلة التشغيل، مع تكوين كل لوحة لتوفير البيانات المطلوبة في ذلك الموقع. تُستخدم لوحات HMI بشكل شائع في الأتمتة الصناعية في صناعات مثل التصنيع والطاقة والأغذية والمشروبات وما إلى ذلك. تم تصميم لوحات HMI للسماح للمشغلين بمراقبة مجموعة واسعة من العمليات الصناعية والتحكم فيها. تتيح لوحات HMI للمشغلين عرض وإدارة حالة المعدات، وتقدم الإنتاج، ومعلومات الإنذار في الوقت الفعلي، وبالتالي ضمان عملية إنتاج سلسة.

2. كيفية اختيار لوحة HMI مناسبة؟

يتطلب اختيار لوحة HMI المناسبة مراعاة الجوانب التالية:

حجم الشاشة: ضع في الاعتبار متطلبات حجم الشاشة، وعادة ما يتراوح حجم لوحات HMI من 3 بوصات إلى 25 بوصة. الشاشة الصغيرة مناسبة للتطبيقات البسيطة، بينما الشاشة الكبيرة مناسبة للتطبيقات المعقدة التي تتطلب عرض المزيد من المعلومات.

شاشة تعمل باللمس: هل هناك حاجة إلى شاشة تعمل باللمس؟ تتميز شاشات اللمس بسهولة التشغيل والاستجابة، ولكنها تكلف أكثر. إذا كانت ميزانيتك محدودة، فاختر نموذجًا يحتوي على مفاتيح الوظائف ومفاتيح الأسهم فقط.

اللون أو أحادية اللون: هل أحتاج إلى شاشة ملونة أو أحادية اللون؟ تتميز لوحات HMI الملونة بأنها ملونة وسهلة الاستخدام لعرض الحالة، ولكنها تكلف أكثر؛ تعد شاشات العرض أحادية اللون جيدة لعرض كميات صغيرة من البيانات، مثل ردود الفعل السريعة أو الوقت المتبقي، كما أنها أكثر اقتصادا.

الدقة: دقة الشاشة مطلوبة لعرض تفاصيل رسومية كافية أو لعرض كائنات متعددة على نفس الشاشة. الدقة العالية مناسبة للواجهات الرسومية المعقدة.

التركيب: ما نوع التركيب المطلوب؟ حامل لوحة، حامل حامل، أو جهاز محمول باليد. حدد طريقة التثبيت المناسبة وفقًا لسيناريو التطبيق المحدد.

مستوى الحماية: ما هو نوع مستوى الحماية الذي يحتاجه HMI؟ على سبيل المثال، يمنع تصنيف IP67 تناثر السوائل وهو مناسب للتركيب الخارجي أو البيئات القاسية.

الواجهات: ما هي الواجهات المطلوبة؟ على سبيل المثال، Ethernet وProfinet والواجهة التسلسلية (للأدوات المخبرية أو ماسحات RFID أو قارئات الباركود)، وما إلى ذلك. هل يلزم وجود أنواع متعددة من الواجهات؟

متطلبات البرنامج: ما هو نوع دعم البرنامج المطلوب؟ هل OPC أو برامج التشغيل المتخصصة مطلوبة للوصول إلى البيانات من وحدة التحكم؟

البرامج المخصصة: هل هناك حاجة لتشغيل برامج مخصصة على محطة HMI، مثل برامج الباركود أو واجهات تطبيقات المخزون؟

دعم Windows: هل يحتاج HMI إلى دعم Windows ونظام الملفات الخاص به، أم أن تطبيق HMI الذي يوفره البائع كافٍ؟

3. ما هي مميزات لوحة HMI؟

حجم العرض

تتوفر لوحات HMI (واجهة الآلة البشرية) بأحجام عرض تتراوح من 3 بوصات إلى 25 بوصة. يعتمد اختيار الحجم المناسب على سيناريو التطبيق واحتياجات المستخدم. حجم الشاشة الصغير مناسب للمناسبات التي تكون فيها المساحة محدودة، بينما حجم الشاشة الكبير مناسب للتطبيقات المعقدة التي تتطلب عرض المزيد من المعلومات.

شاشة تعمل باللمس

الحاجة إلىتعتبر شاشة اللمس أحد الاعتبارات المهمة. توفر شاشات اللمس تجربة تشغيل أكثر سهولة وملاءمة، ولكن بتكلفة أعلى. إذا كانت الميزانية محدودة أو كان التطبيق لا يتطلب تفاعلًا متكررًا بين الإنسان والكمبيوتر، فيمكنك اختيار شاشة لا تعمل باللمس.

اللون أو أحادية اللون

تعد الحاجة إلى شاشة ملونة أيضًا أحد العوامل التي يجب مراعاتها. توفر شاشات العرض الملونة صورًا أكثر ثراءً ومناسبة للمواقف التي يلزم فيها تمييز الحالات المختلفة أو عرض الرسومات المعقدة. ومع ذلك، فإن شاشات العرض أحادية اللون أقل تكلفة ومناسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى عرض معلومات بسيطة فقط.

دقة

تحدد دقة الشاشة مدى وضوح تفاصيل العرض. من الضروري تحديد الدقة المناسبة للتطبيق المحدد. الدقة العالية مناسبة للمشاهد التي سيتم فيها عرض الرسومات المعقدة أو البيانات الدقيقة، في حين أن الدقة المنخفضة مناسبة لعرض المعلومات البسيطة.

طرق التركيب

تتضمن طرق تركيب لوحة HMI تركيب اللوحة، وتثبيت الدعامة، والأجهزة المحمولة. يعتمد اختيار طريقة التثبيت على بيئة الاستخدام وسهولة التشغيل. يعتبر تركيب اللوحة مناسبًا للاستخدام في موقع ثابت، ويوفر تركيب الدعامة المرونة، كما يسهل تشغيل الأجهزة المحمولة أثناء الحركة.

تصنيف الحماية

يحدد تصنيف الحماية للوحة HMI موثوقيتها في البيئات القاسية. على سبيل المثال، يحمي تصنيف IP67 من الغبار والماء وهو مناسب للاستخدام في البيئات الخارجية أو الصناعية. بالنسبة للتطبيقات الأكثر اعتدالًا، قد لا يكون هذا المستوى العالي من الحماية مطلوبًا.

واجهات

تعتمد الواجهات المطلوبة على احتياجات تكامل النظام. تتضمن الواجهات الشائعة واجهات Ethernet وProfinet والتسلسلية. تعتبر Ethernet مناسبة لاتصالات الشبكة، وProfinet للأتمتة الصناعية، وتستخدم الواجهات التسلسلية على نطاق واسع في المعدات القديمة.

متطلبات البرمجيات

تعتبر متطلبات البرامج أيضًا أحد الاعتبارات المهمة. هل يلزم دعم OPC (اتصالات النظام الأساسي المفتوح) أو برامج تشغيل محددة؟ يعتمد هذا على احتياجات تكامل واجهة HMI مع الأنظمة الأخرى. إذا كان التوافق مع مجموعة واسعة من الأجهزة والأنظمة مطلوبًا، فقد يكون دعم OPC مفيدًا جدًا.

البرامج المخصصة

هل من الضروري تشغيل برامج مخصصة على محطة HMI؟ هذا يعتمد على مدى تعقيد التطبيق والمتطلبات الفردية. يمكن أن يوفر دعم البرامج المخصصة مزيدًا من الوظائف والمرونة، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى زيادة تعقيد النظام وتكاليف التطوير.

دعم لنظام التشغيل Windows

هل يحتاج HMI إلى دعم Windows ونظام الملفات الخاص به؟ يمكن أن يوفر دعم Windows توافقًا أوسع للبرامج وواجهة مستخدم مألوفة، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى زيادة تكلفة النظام وتعقيده. إذا كانت احتياجات التطبيق أبسط، يمكنك اختيار أجهزة HMI التي لا تدعم Windows.

4. من يستخدم HMI؟

الصناعات: تُستخدم واجهات HMI (واجهات الآلة البشرية) في مجموعة واسعة من الصناعات على النحو التالي:

طاقة
في صناعة الطاقة، تُستخدم أجهزة HMI لرصد معدات توليد الطاقة والمحطات الفرعية وشبكات النقل والتحكم فيها. يمكن للمشغلين استخدام أجهزة HMI لعرض حالة تشغيل أنظمة الطاقة في الوقت الفعلي، ومراقبة كفاءة إنتاج الطاقة وتوزيعها، وضمان استقرار النظام وسلامته.

الأطعمة والمشروبات
تستخدم صناعة الأغذية والمشروبات أجهزة HMI للتحكم في جميع جوانب خطوط الإنتاج ومراقبتها، بما في ذلك الخلط والمعالجة والتعبئة والتغليف. باستخدام أجهزة HMI، يمكن للمشغلين أتمتة عمليات الإنتاج وزيادة الإنتاجية وضمان جودة المنتج المتسقة.

تصنيع
في الصناعة التحويلية، تُستخدم أجهزة HMI على نطاق واسع لتشغيل ومراقبة المعدات مثل خطوط الإنتاج الآلية وأدوات الآلات CNC والروبوتات الصناعية. توفر واجهات HMI واجهة بديهية تسمح للمشغلين بمراقبة حالة الإنتاج بسهولة وضبط معلمات الإنتاج والاستجابة بسرعة أخطاء أو إنذارات.

النفط والغاز
تستخدم صناعة النفط والغاز أجهزة HMI لمراقبة تشغيل منصات الحفر والمصافي وخطوط الأنابيب. تساعد أجهزة HMI المشغلين على مراقبة المعلمات المهمة مثل الضغط ودرجة الحرارة ومعدل التدفق لضمان التشغيل السليم للمعدات ومنع مخاطر السلامة المحتملة.

قوة
في صناعة الطاقة، تُستخدم أجهزة HMI لمراقبة وإدارة محطات الطاقة والمحطات الفرعية وأنظمة التوزيع. باستخدام HMI، يمكن للمهندسين عرض حالة تشغيل معدات الطاقة في الوقت الفعلي، وإجراء التشغيل عن بعد واستكشاف الأخطاء وإصلاحها لضمان موثوقية نظام الطاقة وسلامته.

إعادة التدوير
تُستخدم أجهزة HMI في صناعة إعادة التدوير للتحكم ومراقبة تشغيل معدات معالجة النفايات وإعادة التدوير، مما يساعد المشغلين على تحسين عملية إعادة التدوير، وتحسين كفاءة إعادة التدوير وتقليل استهلاك الطاقة والتلوث البيئي.

ينقل
يتم استخدام HMI في صناعة النقل لأنظمة مثل التحكم في إشارات المرور وجدولة القطارات ومراقبة المركبات. توفر HMIs معلومات عن حركة المرور في الوقت الفعلي لمساعدة المشغلين على إدارة حركة المرور وتحسين تدفق حركة المرور والسلامة.

المياه ومياه الصرف الصحي
تستخدم صناعة المياه ومياه الصرف الصحي أجهزة HMI لرصد ومراقبة تشغيل محطات معالجة المياه، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي، وشبكات الأنابيب. وتساعد أدوات HMI المشغلين على مراقبة معلمات جودة المياه، وضبط عمليات المعالجة، والتأكد من أن عمليات معالجة المياه فعالة وصديقة للبيئة.

الأدوار: الأشخاص في الأدوار المختلفة لديهم احتياجات ومسؤوليات مختلفة عند استخدام أجهزة HMI:

المشغل
المشغلون هم المستخدمون المباشرون لواجهة HMI، الذين يقومون بالعمليات اليومية والمراقبة من خلال واجهة HMI. إنهم بحاجة إلى واجهة بديهية وسهلة الاستخدام لعرض حالة النظام وضبط المعلمات والتعامل مع الإنذارات والأخطاء.

متكامل النظام
يتحمل مسئولو تكامل الأنظمة مسؤولية دمج أجهزة HMI مع الأجهزة والأنظمة الأخرى لضمان عملها معًا بسلاسة. إنهم بحاجة إلى فهم الواجهات وبروتوكولات الاتصال الخاصة بالأنظمة المختلفة من أجل تحسين وظائف وأداء واجهة HMI.

المهندسين (وخاصة مهندسي أنظمة التحكم)
يقوم مهندسو أنظمة التحكم بتصميم وصيانة أنظمة HMI. يجب أن يتمتعوا بخبرة متعمقة لكتابة برامج HMI وتصحيح أخطائها، وتكوين معلمات الأجهزة والبرامج، وضمان موثوقية أنظمة HMI وسلامتها. كما يحتاجون أيضًا إلى تحسين النظام وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة لتحسين تجربة مستخدم واجهة HMI والكفاءة التشغيلية.

5. ما هي بعض الاستخدامات الشائعة لأجهزة HMI؟

التواصل مع PLCs وأجهزة استشعار الإدخال والإخراج للحصول على المعلومات وعرضها
يُستخدم HMI (واجهة الآلة البشرية) بشكل شائع للتواصل مع PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) وأجهزة استشعار الإدخال/الإخراج المختلفة. يسمح HMI للمشغل بالحصول على بيانات المستشعر، مثل درجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق وما إلى ذلك، في الوقت الفعلي وعرض هذه المعلومات على الشاشة. يدير PLC العمليات المختلفة للعملية الصناعية من خلال التحكم في هذه المستشعرات والمحركات، بينما يوفر HMI واجهة سهلة الاستخدام تتيح للمشغل مراقبة معلمات النظام وضبطها بسهولة.

تحسين العمليات الصناعية وتحسين الكفاءة من خلال البيانات الرقمية والمركزية
تلعب HMIs دورًا رئيسيًا في تحسين العمليات الصناعية. باستخدام HMI، يمكن للمشغلين مراقبة وإدارة خط الإنتاج بالكامل رقميًا، وتسمح البيانات المركزية بعرض جميع المعلومات الأساسية وتحليلها في واجهة واحدة. تساعد إدارة البيانات المركزية هذه على تحديد الاختناقات وأوجه القصور بسرعة وإجراء التعديلات في الوقت المناسب، وبالتالي تحسين الإنتاجية واستخدام الموارد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ HMI تسجيل البيانات التاريخية لمساعدة المديرين على اتخاذ قرارات تحليل الاتجاه والتحسين على المدى الطويل.

عرض المعلومات المهمة (مثل المخططات ولوحات المعلومات الرقمية)، وإدارة الإنذارات، والاتصال بأنظمة SCADA وERP وMES
يستطيع HMI عرض المعلومات المهمة في مجموعة متنوعة من الأشكال، بما في ذلك المخططات ولوحات المعلومات الرقمية، مما يجعل قراءة البيانات وفهمها أكثر سهولة. يمكن للمشغلين مراقبة حالة تشغيل النظام والمؤشرات الرئيسية بسهولة من خلال أدوات التصور هذه. عندما يكون النظام غير طبيعي أو يصل إلى ظروف الإنذار المحددة مسبقًا، سوف يصدر HMI إنذارًا في الوقت المناسب لتذكير المشغل باتخاذ التدابير المناسبة لضمان سلامة واستمرارية الإنتاج.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن توصيل HMI بأنظمة الإدارة المتقدمة مثل SCADA (نظام الحصول على البيانات ومراقبتها)، وERP (تخطيط موارد المؤسسة) وMES (نظام تنفيذ التصنيع) لتحقيق نقل البيانات ومشاركتها بسلاسة. يمكن لهذا التكامل أن يفتح صوامع المعلومات، مما يجعل تدفق البيانات بين الأنظمة المختلفة أكثر سلاسة ويحسن الكفاءة التشغيلية ومستوى المعلومات للمؤسسة بأكملها. على سبيل المثال، يمكن لنظام SCADA الحصول على بيانات المعدات الميدانية من خلال HMI للمراقبة والتحكم المركزيين؛ يمكن لنظام تخطيط موارد المؤسسات (ERP) الحصول على بيانات الإنتاج من خلال HMI لتخطيط الموارد والجدولة؛ يمكن لنظام MES تنفيذ وإدارة عملية الإنتاج من خلال HMI.

من خلال الجوانب المذكورة أعلاه من المقدمة التفصيلية، يمكنك أن تفهم بشكل كامل الاستخدام الشائع لـ HMI في العملية الصناعية، وكيف يتم ذلك من خلال الاتصالات ومركزية البيانات وتكامل النظام، وما إلى ذلك، لتحسين كفاءة وسلامة الإنتاج الصناعي.

6. الفرق بين HMI وSCADA

HMI: يركز على توصيل المعلومات المرئية لمساعدة المستخدمين على الإشراف على العمليات الصناعية
يتم استخدام HMI (واجهة الآلة البشرية) بشكل أساسي لتوفير اتصالات معلومات مرئية بديهية، مما يساعد المستخدمين على الإشراف على العمليات الصناعية وإدارتها من خلال عرض حالة النظام والبيانات التشغيلية من خلال واجهة رسومية. تشمل الميزات والوظائف الرئيسية لـ HMI ما يلي:

واجهة رسومية بديهية: يعرض HMI المعلومات في شكل رسوم بيانية ومخططات ولوحات معلومات رقمية وما إلى ذلك، بحيث يمكن للمشغلين فهم حالة تشغيل النظام ومراقبتها بسهولة.
المراقبة في الوقت الفعلي: HMI قادر على عرض بيانات المستشعر وحالة المعدات في الوقت الفعلي، مما يساعد المشغلين على تحديد المشكلات وحلها بسرعة.
التشغيل المبسط: من خلال واجهة HMI، يمكن للمشغلين بسهولة ضبط معلمات النظام، وبدء تشغيل المعدات أو إيقافها، وتنفيذ مهام التحكم الأساسية.
إدارة الإنذارات: HMI قادر على ضبط وإدارة الإنذارات، وإخطار المشغلين باتخاذ التدابير في الوقت المناسب عندما يكون النظام غير طبيعي لضمان سلامة الإنتاج.
سهولة الاستخدام: يركز تصميم واجهة HMI على تجربة المستخدم، والتشغيل البسيط، وسهولة التعلم والاستخدام، ومناسب للمشغلين الميدانيين لإجراء المراقبة والتشغيل اليومي.
SCADA: جمع البيانات وتشغيل نظام التحكم بوظائف أكثر قوة
SCADA (نظام الحصول على البيانات ومراقبتها) هو نظام أكثر تعقيدًا وقوة، يستخدم بشكل أساسي في عملية الأتمتة الصناعية واسعة النطاق لجمع البيانات والتحكم فيها. تشمل الميزات والوظائف الرئيسية لنظام SCADA ما يلي:

الحصول على البيانات: أنظمة SCADA قادرة على جمع كميات كبيرة من البيانات من أجهزة استشعار وأجهزة متعددة موزعة، وتخزينها ومعالجتها. يمكن أن تتضمن هذه البيانات معلمات مختلفة مثل درجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق والجهد وما إلى ذلك.
التحكم المركزي: توفر أنظمة SCADA وظائف تحكم مركزية، مما يتيح التشغيل عن بعد وإدارة المعدات والأنظمة الموزعة في مواقع جغرافية مختلفة لتحقيق التحكم الآلي الشامل.
التحليل المتقدم: يتمتع نظام SCADA بقدرات قوية على تحليل البيانات ومعالجتها، وتحليل الاتجاهات، والاستعلام عن البيانات التاريخية، وإنشاء التقارير ووظائف أخرى، لمساعدة موظفي الإدارة في دعم اتخاذ القرار.
تكامل النظام: يمكن دمج نظام SCADA مع أنظمة إدارة المؤسسة الأخرى (مثل ERP وMES وما إلى ذلك) لتحقيق نقل البيانات ومشاركتها بسلاسة وتعزيز الكفاءة التشغيلية الشاملة للمؤسسة.
موثوقية عالية: تم تصميم أنظمة SCADA لتحقيق موثوقية عالية وتوافر عالي، ومناسبة لمراقبة وإدارة العمليات الصناعية الهامة، وقادرة على التشغيل المستقر في البيئات القاسية.

7.أمثلة على تطبيق لوحة HMI

واجهة HMI كاملة الوظائف

تعد لوحات HMI كاملة الميزات مناسبة لسيناريوهات التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا ووظائف غنية. وتشمل احتياجاتهم المحددة ما يلي:

شاشة تعمل باللمس مقاس 12 بوصة على الأقل: توفر شاشة اللمس كبيرة الحجم مساحة عرض أكبر وتجربة أفضل للمستخدم، مما يسهل على المشغلين عرض الواجهات المعقدة وتشغيلها.
القياس السلس: دعم وظيفة القياس السلس، والقدرة على ضبط حجم الشاشة وفقًا لاحتياجات العرض المختلفة، لضمان وضوح واكتمال عرض المعلومات.
التكامل مع برنامج Siemens TIA Portal: التكامل مع برنامج Siemens TIA Portal (بوابة الأتمتة المتكاملة تمامًا) يجعل البرمجة والتشغيل والصيانة أسهل وأكثر كفاءة.
أمان الشبكة: مع وظيفة أمان الشبكة، يمكنها حماية نظام HMI من هجوم الشبكة وتسرب البيانات لضمان التشغيل الآمن للنظام.
وظيفة النسخ الاحتياطي التلقائي للبرنامج: تدعم وظيفة النسخ الاحتياطي التلقائي للبرنامج، والتي يمكنها إجراء نسخ احتياطي منتظم لبرامج النظام وبياناته لمنع فقدان البيانات وتحسين موثوقية النظام.
لوحة HMI كاملة المواصفات هذه مناسبة لأنظمة الأتمتة الصناعية المعقدة، مثل خطوط إنتاج التصنيع واسعة النطاق، وأنظمة إدارة الطاقة وما إلى ذلك.

ب HMI الأساسي

تعد لوحات HMI الأساسية مناسبة لسيناريوهات التطبيقات ذات الميزانيات المحدودة ولكنها لا تزال تتطلب وظائف أساسية. وتشمل احتياجاتها المحددة ما يلي:

التكامل مع بوابة Siemens TIA: على الرغم من الميزانية المحدودة، لا يزال التكامل مع برنامج Siemens TIA Portal مطلوبًا لوظائف البرمجة وتصحيح الأخطاء الأساسية.
الوظائف الأساسية: مثل KTP 1200، توفر لوحة HMI هذه وظائف العرض والتشغيل الأساسية لمهام التحكم والمراقبة الأكثر بساطة.
فعالة من حيث التكلفة: عادةً ما تكون لوحة HMI هذه أقل تكلفة ومناسبة للشركات الصغيرة أو المشاريع ذات الميزانيات المحدودة.
تعتبر لوحات HMI الأساسية مناسبة لأنظمة التحكم الصناعية البسيطة مثل معدات المعالجة الصغيرة، والمراقبة والتحكم في عملية إنتاج واحدة، وما إلى ذلك.

ج الشبكة اللاسلكية HMI

تعد لوحات HMI للشبكة اللاسلكية مناسبة لسيناريوهات التطبيقات التي تتطلب إمكانات اتصال لاسلكي. وتشمل احتياجاتهم المحددة ما يلي:

الاتصال اللاسلكي: القدرة على الاتصال بوحدة التحكم عبر شبكة لاسلكية تقلل من تعقيد وتكلفة الأسلاك وتزيد من مرونة النظام.
مثال تطبيقي: مثل Maple Systems HMI 5103L، يمكن استخدام لوحة HMI هذه في بيئات مثل مزارع الخزانات حيث يكون الاتصال اللاسلكي مطلوبًا لتسهيل المراقبة والتشغيل عن بعد.
التنقل: يمكن تحريك لوحة HMI للشبكة اللاسلكية بحرية وهي مناسبة للسيناريوهات التي تتطلب التشغيل والمراقبة من مواقع مختلفة.
تعد لوحات HMI للشبكة اللاسلكية مناسبة للاستخدام في سيناريوهات التطبيقات التي تتطلب تخطيطًا مرنًا وتشغيلًا متنقلاً، مثل مزارع الخزانات وتشغيل المعدات المتنقلة.

د اتصال إيثرنت I/P

تعتبر لوحات HMI الخاصة باتصال Ethernet I/P مناسبة لسيناريوهات التطبيقات التي تتطلب الاتصال بشبكة Ethernet/I/P. وتشمل احتياجاتهم المحددة ما يلي:

اتصال Ethernet/I/P: يدعم بروتوكول Ethernet/I/P، مما يتيح الاتصال بالأجهزة الأخرى على الشبكة لنقل البيانات ومشاركتها بسرعة.
مثال تطبيقي: مثل الطراز القياسي PanelView Plus 7، يمكن للوحة HMI هذه الاتصال بسهولة بشبكات Ethernet/I/P الموجودة لتحقيق تكامل وتحكم فعالين في النظام.
الموثوقية: يوفر اتصال Ethernet I/P موثوقية واستقرارًا عاليين لأنظمة التحكم الصناعية المهمة.
تعتبر لوحات HMI الخاصة باتصال Ethernet I/P مناسبة لأنظمة الأتمتة الصناعية التي تتطلب اتصالات شبكة فعالة ومشاركة البيانات، مثل أنظمة التصنيع والتحكم في العمليات على نطاق واسع.

8.الفرق بين شاشة عرض HMI وشاشة اللمس

تشتمل شاشة HMI على الأجهزة والبرامج

شاشة HMI (واجهة الإنسان والآلة) ليست مجرد جهاز عرض، فهي تشتمل على أجزاء الأجهزة والبرامج، والتي يمكن أن توفر وظائف التفاعل والتحكم الكاملة.
جزء الأجهزة:
العرض: عادةً ما تكون شاشات HMI عبارة عن شاشات LCD أو شاشات LED، وتتراوح أحجامها من الصغيرة إلى الكبيرة، ويمكنها عرض مجموعة متنوعة من الرسومات والمعلومات النصية.
شاشة اللمس: تحتوي العديد من شاشات HMI على شاشة تعمل باللمس مدمجة تسمح للمستخدم بالعمل عن طريق اللمس.
المعالج والذاكرة: تحتوي شاشات HMI على معالج وذاكرة مدمجين لتشغيل برامج التحكم وتخزين البيانات.
الواجهات: غالبًا ما تكون شاشات HMI مجهزة بمجموعة متنوعة من الواجهات، مثل Ethernet وUSB والواجهات التسلسلية للاتصال بأجهزة PLC وأجهزة الاستشعار والأجهزة الأخرى.
مكون البرنامج:
نظام التشغيل: عادةً ما تعمل شاشات HMI على تشغيل نظام تشغيل مضمن، مثل Windows CE أو Linux أو نظام تشغيل مخصص في الوقت الفعلي.
برنامج التحكم: يعرض HMI تشغيل برنامج تحكم ومراقبة مخصص يوفر واجهة مستخدم رسومية (GUI) ومنطق تحكم.
معالجة وعرض البيانات: برنامج HMI قادر على معالجة البيانات الواردة من أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم وعرضها على الشاشة في شكل رسوم بيانية ومخططات وإنذارات وما إلى ذلك.
الاتصال والتكامل: يمكن لبرنامج HMI توصيل البيانات ودمجها مع الأنظمة الأخرى (مثل SCADA وERP وMES وما إلى ذلك) لتحقيق التحكم والمراقبة الآلية الشاملة.

ب شاشة اللمس هي جزء الجهاز فقط

تحتوي شاشات اللمس على جزء الأجهزة فقط، ولا يوجد برنامج تحكم ومراقبة مدمج، لذلك لا يمكن استخدامها بمفردها لمهام التحكم والمراقبة الصناعية المعقدة.

جزء الأجهزة:

العرض: شاشة العرض التي تعمل باللمس هي في المقام الأول شاشة LCD أو شاشة LED توفر وظائف العرض الأساسية.
مستشعر اللمس: شاشة اللمس مزودة بمستشعر لمس يسمح للمستخدم بإجراء عمليات الإدخال عن طريق اللمس. تقنيات اللمس الشائعة هي بالسعة والأشعة تحت الحمراء والمقاومة.
وحدات التحكم: تحتوي شاشات اللمس على وحدات تحكم مدمجة تعمل باللمس لمعالجة إشارات الإدخال باللمس ونقلها إلى أجهزة الكمبيوتر المتصلة.
الواجهة: عادةً ما تكون شاشات اللمس مجهزة بواجهات مثل USB، وHDMI، وVGA، وما إلى ذلك للتوصيل بجهاز كمبيوتر أو أي جهاز آخر للتحكم في العرض.
لا يوجد برنامج مدمج: تعمل شاشة اللمس فقط كجهاز إدخال وعرض، ولا تحتوي على نظام تشغيل أو برنامج تحكم بحد ذاته؛ يجب أن يكون متصلاً بجهاز حوسبة خارجي (على سبيل المثال، كمبيوتر شخصي أو وحدة تحكم صناعية) من أجل تحقيق وظائفه الكاملة.

9. هل تحتوي منتجات العرض HMI على نظام تشغيل؟

تحتوي منتجات HMI على مكونات برامج النظام
منتجات HMI (واجهة الآلة البشرية) ليست مجرد أجهزة، فهي تحتوي أيضًا على مكونات برامج النظام التي تزود HMIs بالقدرة على التشغيل والتحكم فيها في أنظمة الأتمتة والمراقبة الصناعية.

وظائف برامج النظام:

واجهة المستخدم: توفر واجهة مستخدم رسومية (GUI) تمكن المشغلين من مراقبة العمليات الصناعية والتحكم فيها بشكل حدسي.
معالجة البيانات: معالجة البيانات من أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم وعرضها على شكل رسوم بيانية ومخططات وأرقام وغيرها.
بروتوكولات الاتصال: دعم مجموعة متنوعة من بروتوكولات الاتصال، مثل Modbus وProfinet وEthernet/IP وما إلى ذلك، لتحقيق الاتصال وتبادل البيانات مع PLC وأجهزة الاستشعار وSCADA وغيرها من الأجهزة.
إدارة الإنذار: ضبط وإدارة ظروف الإنذار، وإخطار المشغلين في الوقت المناسب عندما يكون النظام غير طبيعي.
تسجيل البيانات التاريخية: قم بتسجيل البيانات التاريخية وتخزينها لتحليلها وتحسينها لاحقًا.
عادةً ما تعمل منتجات HMI عالية الأداء على تشغيل أنظمة تشغيل مضمنة، مثل WinCE وLinux.
عادةً ما تعمل منتجات HMI عالية الأداء على تشغيل أنظمة تشغيل مضمنة، والتي توفر لـ HMI قوة معالجة أكبر وموثوقية أعلى.

أنظمة التشغيل المدمجة الشائعة:

Windows CE: Windows CE هو نظام تشغيل مضمن خفيف الوزن يستخدم على نطاق واسع في منتجات HMI. فهو يوفر واجهة رسومية غنية ووظائف شبكة قوية، ويدعم مجموعة متنوعة من بروتوكولات الاتصالات الصناعية.
Linux: Linux هو نظام تشغيل مفتوح المصدر يتمتع بدرجة عالية من الاستقرار وقابلية التخصيص. تستخدم العديد من منتجات HMI عالية الأداء Linux كنظام تشغيل لتحقيق وظائف أكثر مرونة وأمانًا أعلى.

مزايا أنظمة التشغيل المدمجة:

الوقت الفعلي: تتمتع أنظمة التشغيل المضمنة عادةً بأداء جيد في الوقت الفعلي ويمكنها الاستجابة بسرعة للتغيرات في العمليات الصناعية.
الاستقرار: تم تحسين أنظمة التشغيل المضمنة لتحقيق مستوى عالٍ من الاستقرار والموثوقية للتشغيل على المدى الطويل.
الأمان: تتمتع أنظمة التشغيل المضمنة عادةً بمستوى عالٍ من الأمان، وقادرة على مقاومة هجمات الشبكة المختلفة ومخاطر تسرب البيانات.
التخصيص: يمكن تخصيص أنظمة التشغيل المضمنة وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة، مما يوفر وظائف أكثر انسجامًا مع الاحتياجات الفعلية.

10. اتجاه التطوير المستقبلي لعرض HMI

سوف تصبح منتجات HMI غنية بالميزات أكثر فأكثر
مع تطور التكنولوجيا، ستصبح منتجات HMI (واجهة الآلة البشرية) غنية بالميزات بشكل متزايد لتلبية الطلب المتزايد على الأتمتة الصناعية.

واجهات مستخدم أكثر ذكاءً: ستحتوي أجهزة HMI المستقبلية على واجهات مستخدم أكثر ذكاءً يمكنها توفير تجربة تشغيل أكثر تخصيصًا وذكاءً من خلال الذكاء الاصطناعي وتقنيات التعلم الآلي.

قدرات الشبكات المحسنة: ستعمل منتجات HMI على تعزيز قدرات الشبكات الخاصة بها من خلال دعم المزيد من بروتوكولات الاتصالات الصناعية، مما يتيح الاتصال السلس وتبادل البيانات مع المزيد من الأجهزة والأنظمة.

تحليلات البيانات والتنبؤ بها: سوف تقوم أجهزة HMI في المستقبل بدمج تحليلات البيانات الأكثر قوة وقدرات التنبؤ لمساعدة الشركات على إجراء المراقبة في الوقت الحقيقي وتحسين عملية صنع القرار لتحسين الإنتاجية والجودة.

المراقبة والتحكم عن بعد: مع تطور إنترنت الأشياء الصناعي، ستدعم منتجات HMI وظائف المراقبة والتحكم عن بعد الأكثر شمولاً، مما يمكّن المشغلين من إدارة وتشغيل الأنظمة الصناعية في أي وقت وفي أي مكان.

ستحتوي جميع منتجات HMI التي يزيد حجمها عن 5.7 بوصة على شاشات ملونة وعمر أطول للشاشة
في المستقبل، ستعتمد جميع منتجات HMI مقاس 5.7 بوصة وما فوق شاشات ملونة، مما يوفر تأثيرات بصرية أكثر ثراءً وتجربة أفضل للمستخدم.

شاشات العرض الملونة: يمكن لشاشات العرض الملونة عرض المزيد من المعلومات، واستخدام الرسومات والألوان للتمييز بين الحالات والبيانات المختلفة، وتحسين إمكانية قراءة المعلومات وتصورها.

عمر شاشة ممتد: مع تقدم تكنولوجيا العرض، سيكون لشاشات العرض الملونة HMI المستقبلية عمر أطول وموثوقية أعلى، وستكون قادرة على العمل بثبات لفترة طويلة في البيئات الصناعية القاسية.

ستركز منتجات HMI المتطورة بشكل أساسي على أجهزة الكمبيوتر اللوحية

سيركز اتجاه منتجات HMI المتطورة على أجهزة الكمبيوتر اللوحية، مما يوفر منصة تشغيل أكثر مرونة ومتعددة الوظائف.

منصة الكمبيوتر اللوحي: ستستخدم واجهة HMI المستقبلية المتطورة في كثير من الأحيان الكمبيوتر اللوحي كمنصة، وذلك باستخدام قوة الحوسبة القوية وإمكانية النقل لتوفير وظائف أكثر قوة واستخدام أكثر مرونة.

اللمس المتعدد والتحكم بالإيماءات: ستدعم أجهزة HMI اللوحية اللمس المتعدد والتحكم بالإيماءات، مما يجعل العمليات أكثر سهولة وملاءمة.

التنقل وقابلية النقل: يتميز الكمبيوتر اللوحي HMI بأنه متنقل ومحمول للغاية، ويمكن للمشغلين حمله واستخدامه في أي وقت وفي أي مكان، وهو مناسب للسيناريوهات الصناعية المختلفة.

النظام البيئي الغني للتطبيقات: يمكن لواجهة HMI القائمة على النظام الأساسي للكمبيوتر اللوحي الاستفادة من النظام البيئي الغني للتطبيقات، ودمج التطبيقات والأدوات الصناعية المختلفة، وتحسين قابلية تطوير النظام ووظائفه.