HMI / Cilvēka-mašīnas saskarnes – atrodiet ražotājus un piegādātājus

HMI / Cilvēka un mašīnas saskarnes ir lietotāja saskarnes, ar kuru palīdzību cilvēki mijiedarbojas ar mašīnām vai tehniskajām sistēmām, lai kontrolētu un uzraudzītu procesus un apmainītos ar informāciju.

Tās ļauj lietotājam uzraudzīt procesus vai mašīnas un ievadīt vadības komandas.

Tālāk sniegts pārskats par HMI / cilvēka un mašīnas saskarņu funkcionalitāti, veidiem un pielietojuma jomām, kā arī pārskats par to priekšrocībām un problēmām un tendencēm šajā jomā:

Kā darbojas HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes:

Funkcionalitāti var iedalīt četrās galvenajās jomās:

1. Lietotāja (cilvēka) ievade:
   Klaviatūras, skārienjūtīgie ekrāni, slēdži, balss ievade
   Cilvēks ievada komandas vai datus, piemēram, palaišanas/izslēgšanas, temperatūras regulēšanas u. c.
2. Signālu apstrāde:
   Ieejas dati tiek pārvērsti elektroniskos signālos un pārsūtīti sistēmai.
   Šos signālus apstrādā kontrolieris, piemēram, PLC - programmējams loģiskais kontrolieris.
3. Izvads lietotājam (cilvēkam):
   Sistēma nodrošina vizuālu (displejs, gaismas diodes), akustisku (signalizācija) vai taustes atgriezenisko saiti.
   Tiek parādīta tāda informācija kā sistēmas stāvoklis, kļūdas, procesa vērtības utt.
4. Saziņa ar mašīnu:
   hMI ir savienots ar mašīnas sensoriem un izpildmehānismiem, izmantojot rūpnieciskos tīklus, piemēram, PROFIBUS, CAN, Ethernet/IP.
   HMI bieži darbojas kā lietotāja saskarne ražošanas procesu vai mašīnas parametru kontrolei.

HMI / cilvēka un mašīnas saskarņu veidi:

1. Aparatūras HMI, piemēram, fiziskie vadības paneļi, pogas un skārienpaneļi.
2. Programmatūras HMI ir programmas, kas darbojas datoros, SCADA sistēmās.
3. Mobilās HMI, piemēram, lietotnes planšetdatoros, viedtālruņos attālinātai uzraudzībai.
4. Tīmekļa HMI piekļuvei, izmantojot pārlūkprogrammu, neatkarīgi no platformas.
5. Balss vai žestu HMI ļauj veikt mūsdienīgu ievadi ar balsi, piemēram, Alexa, vai ievadi ar žestiem.

HMI / cilvēka un mašīnas saskarņu lietojuma jomas:

HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes ir sastopamas gandrīz visās nozarēs, kurās notiek automatizācija vai cilvēka un tehnoloģijas mijiedarbība:

1. Rūpniecība un ražošana:
Ražošanas sistēmu ekspluatācija, robotu vadība un procesu vizualizācija.
Piemērs: Operators regulē konveijera lentes ātrumu skārienpaneļa ekrānā.

2. Ēku automatizācija:
Apgaismes, apkures un ventilācijas vadība.
Piemērs: Uz sienas izvietots skārienekrāns, kas parāda telpas temperatūru un ļauj to kontrolēt.

3. Transportlīdzekļu tehnoloģija:
Automašīnu kabīnes ar digitālajiem displejiem, navigācijas sistēmām un balss vadību.
Piemērs: Vadītājs mijiedarbojas ar informācijas un izklaides sistēmu, izmantojot balsi vai skārienekrānu.

4. Medicīnas tehnoloģija:
Saskarnes rentgena aparātiem, infūzijas sūkņiem un ķirurģiskajiem robotiem.
Šajā jomā īpaši svarīga ir drošība, nodrošinot intuitīvu darbību un samazinot kļūdu skaitu līdz minimumam.

5. Energoapgāde:
Transformatoru staciju, vēja turbīnu un spēkstaciju vadība.
Piemērs: Elektroenerģijas plūsmas uzraudzība un kontrole reāllaikā, izmantojot SCADA HMI.

HMI / cilvēka un mašīnas saskarņu priekšrocības:

• Lielāka efektivitāte un produktivitāte.
• Ātrāks reaģēšanas laiks kļūdu vai darbības traucējumu gadījumā. Uzlabota drošība.
• Intuitīva lietošana pat mazāk apmācītam personālam. Samazinātas apmācības izmaksas.

Izaicinājumi un tendences HMI / cilvēka un mašīnas saskarņu jomā:

• Lietotājam draudzīgums: dizainam jābūt intuitīvam un saprotamam.
• Datu drošība: Aizsardzība pret nesankcionētu piekļuvi, piemēram, izmantojot tīmekļa HMI.
• Integrācija ar IIoT/Industrija 4.0: Savienojums ar mākoņplatformām un lielo datu sistēmām.
• Mobilā un attālinātā HMI: Darbība, izmantojot mobilās ierīces, pat ārpus uzņēmuma telpām.
• AR/VR HMI: paplašinātas un virtuālās realitātes saskarņu plašāka izmantošana nākotnē.

HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes ļauj cilvēkiem intuitīvi vadīt, kontrolēt un uzraudzīt tehniskās sistēmas. Tās vizualizē procesa datus, pieņem lietotāja ievaddatus un nodrošina drošu un efektīvu informācijas apmaiņu starp cilvēku un mašīnu.

Tālāk sniegts pārskats par svarīgākajiem punktiem, kas jāņem vērā, iegādājoties HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes:

Iegādājoties HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes, uzdevums ir atrast tehniski saderīgu, lietotājam draudzīgu, nākotnes prasībām atbilstošu un drošu risinājumu. Vienlaikus rūpīgi jāizvērtē nozares specifiskās prasības, atbalsts, paplašināmība un izmaksu un ieguvumu attiecība.

• Lietotājam draudzīgs un ergonomisks risinājums ir ļoti svarīgs, lai nodrošinātu efektīvu darbību un zemu kļūdu skaitu:
• Vai lietotāja saskarne ir intuitīva un skaidri strukturēta?
• Vai pat nepieredzējuši lietotāji var droši lietot saskarni?
• Vai ir daudzvalodu saskarne vai pielāgojamas lietotāja lomas?
• Vai HMI atbalsta attiecīgos sakaru protokolus, piemēram, PROFIBUS, Modbus, Ethernet/IP?
• Vai HMI var viegli integrēt esošajā vadības arhitektūrā (piemēram, PLC sistēmās)?
• Vai ir draiveri vai saskarnes ar esošajām iekārtām un ierīcēm?
• Labai HMI sistēmai jābūt drošai pret nākotni:
• Vai risinājumu var viegli paplašināt vai pielāgot, ja ražošanas līnija paplašinās vai mainās?
• Vai ir iespējams bez lielām pūlēm ieviest jaunas funkcijas vai vizualizācijas?
• Vai sistēma atbalsta dažādas gala ierīces, piemēram, stacionārus paneļus, planšetdatorus, tīmekļa pārlūkprogrammas?
• Jo īpaši rūpnieciskā vidē HMI sistēmām jābūt izturīgām un pastāvīgi darbspējīgām:
• Vai ierīce ir piemērota 24/7 lietošanai rūpniecībā?
• Cik laba ir aizsardzība pret putekļiem, mitrumu vai vibrācijām IP aizsardzības klase?
• Vai ir dublēšanas risinājumi kritiskām lietojumprogrammām?
• Drošībai ir būtiska nozīme gan tehniskā, gan ekspluatācijas ziņā:
• Vai HMI nodrošina lietotāju pārvaldību un piekļuves kontroli?
• Vai ir iespējas šifrēt datu saziņu?
• Vai var īstenot paroles aizsardzību, lomu sadali un ievades reģistrēšanu?
• Profesionāls HMI piedāvā daudz vairāk nekā tikai vienkāršu vadību:
• Vai tā atbalsta grafisku vizualizāciju, piemēram, tendenču, diagrammu vai stāvokļa rādījumus?
• Vai trauksmes un kļūdu ziņojumus var skaidri parādīt un apstiprināt?
• Vai ir integrētas diagnostikas funkcijas apkopei un problēmu novēršanai?
• HMI konfigurēšana un uzturēšana lielā mērā ir atkarīga no piegādātās programmatūras:
• Vai programmēšanas vai konfigurēšanas vide ir lietotājam draudzīga?
• Vai izmaiņas var veikt ātri un bez ilgstošas apmācības?
• Vai ir veidnes vai bibliotēkas, kas paātrina izstrādi?
• Papildus pašam produktam liela nozīme ir arī piegādātājam:
• Vai ir pieejams ātrs un kompetents tehniskais atbalsts?
• Cik ilgi ir pieejamas rezerves daļas un atjauninājumi?
• Vai tiek piedāvāta apmācība vai nodošana ekspluatācijā uz vietas?
• Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi ir novērtēt cenu saistībā ar piedāvāto pakalpojumu:
• Kādas ir kopējās izmaksas dzīves cikla laikā (TCO - Total Cost of Ownership)?
• Vai sistēma ir noturīga pret nākotni, vai arī tā ātri novecos?
• Vai ir slēptas papildu izmaksas, piemēram, par licencēm, atjauninājumiem, apmācību?
• Atkarībā no pielietojuma jomas jāņem vērā nozares specifiskās prasības:
• Pārtikas rūpniecībā, piemēram, higiēnisks dizains.
• Potenciāli sprādzienbīstamās zonās: ATEX sertifikācija.
• Medicīnas tehnoloģijās: drošības sertifikāti un apstiprinājumi.

Iegādājoties HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes, jāpievērš uzmanība savietojamībai ar esošajām sistēmām, lietošanas ērtumam, drošībai, paplašināmībai un ilgtermiņa pieejamībai. Ļoti svarīgs ir arī uzticams atbalsts, elastīga programmatūras vide un laba izmaksu un ieguvumu attiecība.

HMI / cilvēka un mašīnas saskarnes var iegādāties no dažādiem piegādātājiem. Visaptverošu informāciju par HMI / cilvēka un mašīnas saskarņu ražotājiem un piegādātājiem no visas pasaules var atrast Exportpages.