راهنمای جامع انتخاب نمایشگر صنعتی HMI

نمایشگر کنترل صنعتی (HMI) یکی از بخش‌های کلیدی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی است که نقش مهمی در تعامل بین اپراتور و ماشین‌آلات دارد. این نمایشگرها امکان نظارت، کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی را فراهم می‌کنند و می‌توانند تأثیر بسزایی بر کارایی، ایمنی و موفقیت یک پروژه داشته باشند.

با توجه به تنوع بالای نمایشگرهای HMI در بازار، انتخاب گزینه مناسب نیازمند بررسی دقیق عوامل مختلفی مانند اندازه صفحه‌نمایش، نوع فناوری لمسی، قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترلی مختلف، پشتیبانی از نرم‌افزارهای صنعتی و میزان مقاومت در برابر شرایط محیطی است. انتخاب درست یک HMI می‌تواند بهره‌وری را افزایش دهد و هزینه‌ های نگهداری و تعمیرات را کاهش دهد.برند میتسوبیشی الکتریک، بهترین مدل ها را در بازار اتوماسیون صنعتی در ایران تولید میکند. با خرید HMI میتسوبیشی الکتریک، به یک پنل لمسی با تمام امکانات و مشخصات زیر دسترسی دارید.

10 نکته مهم برای انتخاب HMI

با توجه به تنوع گسترده HMI ها در بازار، شناخت معیارهای مهم در انتخاب آنها ضروری است. عواملی مانند اندازه و نوع صفحه‌ نمایش، رابط‌ های ارتباطی، مقاومت در برابر شرایط محیطی و سازگاری با نرم‌ افزار های کنترلی از جمله نکاتی هستند که باید مدنظر قرار گیرند. در ادامه، به بررسی مهم‌ترین فاکتورهای انتخاب یک HMI مناسب خواهیم پرداخت تا بتوانید بهترین گزینه را متناسب با نیازهای پروژه خود انتخاب کنید.

1. نوع پروژه

نوع پروژه تاثیر مستقیمی بر انتخاب HMI دارد. ابتدا باید مشخص کنید که آیا سیستم مورد نظر یک خط تولید صنعتی، یک سیستم کنترلی پیچیده یا یک پروژه کوچک و ساده است. اگر نیاز به نمایش دقیق داده های فرایندی، گزارش گیری پیشرفته و تحلیل عملکرد سیستم دارید، باید HMI با صفحه نمایش بزرگ و قابلیت پردازش بالا انتخاب کنید. اما اگر هدف شما کنترل سریع و ساده یک فرایند خاص است، یک رابط کاربری کارآمد و کم هزینه گزینه بهتری خواهد بود. انتخاب درست HMI بر اساس نیازهای پروژه، عملکرد و کارایی سیستم را بهبود می بخشد.

2. پشتیبانی از درایورها

یکی از مهم ترین قابلیت های HMI، امکان اتصال و ارتباط با سایر دستگاه هاست. برای اینکه دو دستگاه بتوانند به هم متصل شوند، به مجموعه ای از دستورالعمل ها نیاز دارند که به آنها درایور گفته می شود. درایور یک نرم افزار ضروری است که اطلاعات لازم را برای ارسال و دریافت داده بین سیستم عامل و دستگاه های دیگر فراهم می کند. برخی دستگاه ها به درایورهای اختصاصی نیاز دارند، در حالی که برخی دیگر از پروتکل های عمومی مثل Modbus پشتیبانی می کنند.

پیش از خرید HMI جدید، حتماً بررسی کنید که دستگاه از درایورهای مورد نیاز برای ارتباط با تجهیزات دیگر پشتیبانی می کند. برخی از برندها فقط درایورهای مخصوص محصولات خودشان را ارائه می دهند، در حالی که برخی دیگر با تجهیزات برندهای دیگر نیز سازگار هستند. اگر به انعطاف پذیری بالا نیاز دارید، HMI ای را انتخاب کنید که با دستگاه های مختلف از برندهای دیگر نیز کار کند.

3. پورت های ارتباطی

برای برقراری ارتباط بین HMI و سایر اجزای سیستم، دستگاه باید دارای پورت های ارتباطی مناسب برای اتصال به PLC ها، پرینترها، مودم ها، دوربین ها و دیگر تجهیزات صنعتی باشد. رایج ترین پورت ها در سیستم های کنترلی صنعتی شامل سریال، اترنت و USB هستند، اما انتخاب مناسب بستگی به نیازهای پروژه دارد.

همچنین بخوانید: نمایشگر hmi چیست و چه کاربردی دارد

ارتباط سریال

با وجود پیشرفت اترنت، پورت های سریال همچنان در بسیاری از HMI ها استفاده می شوند. این ارتباط از دو پروتکل اصلی پشتیبانی می کند:

• RS-232: از سال ۱۹۶۲ مورد استفاده قرار گرفته و برای اتصال HMI به PLC ها و دیگر تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. البته این پروتکل محدودیت هایی مانند فاصله انتقال کوتاه (حداکثر ۱۵ متر) و سرعت پایین تر نسبت به اترنت دارد.
• RS-485: در سال ۱۹۹۸ معرفی شد و مشکلات RS-232 را برطرف کرد. این پروتکل امکان ارتباط پایدار و مقاوم در برابر نویز در فواصل طولانی تر را فراهم کرده و همچنین قابلیت اتصال همزمان به چندین دستگاه را دارد.

USB

پورت USB برای اتصال تجهیزات جانبی مثل کیبورد و ماوس، ذخیره سازی داده ها روی فلش مموری و انتقال اطلاعات و لاگ های سیستمی کاربرد دارد. نسخه های مختلفی از USB وجود دارند که سرعت و قابلیت های متفاوتی ارائه می دهند.

اترنت (Ethernet)

اترنت یکی از پرکاربردترین روش های ارتباطی است. HMI ها معمولاً دارای یک یا چند پورت اترنت برای اتصال به شبکه های محلی (LAN) و اینترنت هستند. مزایای اترنت:

• سرعت انتقال داده بالا (تا 400 Gbps)
• استاندارد بودن کابل و کانکتور
• اتصال آسان به شبکه های مختلف

وای فای (Wi-Fi)

اتصال بی سیم امکان ارتباط بدون کابل را فراهم می کند و گزینه مناسبی برای دستگاه های متحرک است. اما گاهی مشکلاتی مثل ضعف سیگنال و مسائل امنیتی دارد. اگر سرعت و امنیت بالا مهم است، اتصال سیمی گزینه بهتری خواهد بود.

 

4. ویژگی های نمایشگر در HMI

پیش از خرید HMI، لازم است نیازهای پروژه ارزیابی شود. آیا به نمایش آمار گسترده و پیچیده نیاز دارید یا امکانات چند لمسی و چند زبانه برای شما اهمیت بیشتری دارد؟ همچنین بررسی ارتباط HMI با سیستم هایی مانند PLC یا SCADA ضروری است. مدل های مختلف HMI از پورت های ارتباطی مثل Ethernet، RS-232، RS-485 و USB پشتیبانی می کنند که امکان یکپارچگی با سیستم های صنعتی را فراهم می کند. انتخاب نمایشگر مناسب نیز تاثیر مهمی در کارایی HMI دارد.

اندازه نمایشگر تعیین کننده میزان فضای موجود برای چیدمان داده ها و المان ها است. نمایشگرهای بزرگ تر برای نمایش بهتر اطلاعات و نمودارها مناسب هستند، در حالی که مدل های کوچک تر برای فضاهای محدود انتخاب بهتری محسوب می شوند. در صورت نصب داخل محفظه، بررسی دقیق ابعاد نمایشگر و برش محل نصب اهمیت دارد. وضوح تصویر (Resolution) نیز عامل مهمی در کیفیت نمایش داده هاست.

روشنایی نمایشگر نیز در عملکرد تأثیرگذار است، به خصوص در محیط های پرنور یا دارای انعکاس. میزان روشنایی با واحد نیت (nit) اندازه گیری می شود. نمایشگرهای ۲۰۰ تا ۶۰۰ نیت برای محیط های معمولی مناسب هستند، اما در فضاهای پر نور باید از مدل هایی با روشنایی ۱۰۰۰ نیت و بالاتر استفاده کرد. در نهایت، برای انتخاب HMI مناسب باید نیازهای پروژه و ویژگی های نمایشگر را به دقت بررسی کرد تا عملکرد بهینه و تجربه کاربری بهتری حاصل شود.

5. نرم افزار برنامه نویسی HMI

برنامه نویسی HMI شامل ایجاد یک محیط کنترلی با تمام عناصر مورد نیاز پروژه است که می تواند زمان بر باشد. داشتن یک نرم افزار قدرتمند، انعطاف پذیر و کاربر پسند به بهره گیری کامل از امکانات HMI کمک می کند. هنگام انتخاب سخت افزار، بررسی نرم افزار همراه آن ضروری است تا مطمئن شوید تمام قابلیت های لازم برای موفقیت پروژه را دارد.

نرم افزار باید قابلیت هایی مانند نظارت بر رویدادها، ثبت داده ها، یکپارچگی با پایگاه های داده، ارسال اعلان های ایمیلی و مدیریت تنظیمات فرآیندها را ارائه دهد. همچنین، انتخاب نرم افزار باید متناسب با سطح مهارت برنامه نویس و نیازهای پروژه باشد، زیرا معمولاً بین سادگی کاربری و کنترل بر جزئیات برنامه نویسی تعادل وجود دارد. بررسی منابع پشتیبانی، مستندات آموزشی و هزینه های کلی نرم افزار نیز از عوامل مهم در انتخاب یک HMI مناسب است.

6. عملکرد HMI

سرعت پردازش داده ها در HMI به چند عامل بستگی دارد، اما پردازنده (CPU) و حافظه رم (RAM) بیشترین تاثیر را بر عملکرد دارند. پردازنده (CPU) مغز سیستم است و وظیفه اجرای دستورات نرم افزاری و سخت افزاری را بر عهده دارد. سرعت پردازنده که بر حسب هرتز اندازه گیری می شود، نشان می دهد که چند دستور در هر ثانیه اجرا می شود. مثلاً یک پردازنده 1 گیگاهرتزی می تواند در شرایط ایده آل یک میلیارد دستور در ثانیه پردازش کند. HMI های مدرن معمولاً از سه نوع پردازنده استفاده می کنند:

• ARM که به دلیل مصرف کم و انعطاف پذیری بالا در دستگاه های قابل حمل و باتری دار کاربرد دارد. پردازنده های Cortex-A و Cortex-M نمونه های رایج این معماری هستند.
• x86 که قدرت پردازشی بیشتری دارد و در سیستم های صنعتی، پزشکی و هوانوردی به کار می رود.
• RISC-V که یک معماری متن باز و مناسب برای پروژه های خاص و سفارشی سازی است.

علاوه بر CPU و RAM، عواملی مانند تعداد صفحات، گرافیک، متغیرها و سرعت ارتباط با دستگاه ها بر عملکرد HMI تأثیر دارند. ثبت داده و الگوریتم های پیچیده نیز منابع پردازشی را مصرف کرده و ممکن است باعث کاهش سرعت شوند. بنابراین، انتخاب HMI متناسب با نیازهای پروژه، از کند شدن یا کرش سیستم جلوگیری می کند.

7. دسترسی از راه دور

مدیریت سیستم ها در مکان های مختلف می تواند زمان بر و پرهزینه باشد. دسترسی از راه دور امکان نظارت و کنترل تجهیزات از یک مکان واحد را فراهم می کند، بهره وری را افزایش می دهد و در مواقع ضروری دسترسی سریع را ممکن می سازد. همچنین، می توان برنامه ها را بروزرسانی کرد، به دستگاه های متصل به HMI دسترسی داشت و اطلاعات ثبت شده را انتقال داد.

با اتصال از راه دور، نرم افزار کلاینت روی رایانه یا موبایل به کاربر اجازه می دهد HMI را مانند حضور فیزیکی کنترل کند. سازندگان معمولاً از VNC یا راهکارهای اختصاصی مانند cMT Viewer و FactoryTalk برای این کار استفاده می کنند. انتخاب مناسب ترین گزینه بر اساس نیاز پروژه و سخت افزار مورد نیاز اهمیت زیادی دارد.

8. امنیت

تامین امنیت یک سیستم نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد و حفاظت از HMI نقش مهمی در جلوگیری از دسترسی غیرمجاز و حفاظت از داده های حساس ایفا می کند. امنیت HMI باید به اندازه ای انعطاف پذیر باشد که در شرایط مختلف قابل اجرا باشد.

در سیستم هایی که چندین کاربر از یک HMI استفاده می کنند، محدود کردن دسترسی به برخی از بخش ها و عملکردها ضروری است. دسترسی آزاد همه کاربران به تنظیمات و کنترل های حساس می تواند خطرناک باشد. به همین دلیل، بسیاری از HMI ها امکان ایجاد کلاس های کاربری با سطوح دسترسی مختلف را فراهم می کنند تا هر کاربر فقط به اطلاعات و کنترل های مجاز دسترسی داشته باشد.

9. روش های ورودی

بسته به شرایط محیط کاری، روش تشخیص ورودی در صفحه HMI می تواند اهمیت داشته باشد. دو نوع اصلی فناوری لمس در HMI های مدرن عبارت اند از: لمسی مقاومتی و لمسی خازنی که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

لمسی مقاومتی

این فناوری اولین روش پرکاربرد برای تشخیص لمس در دستگاه هایی مانند HMI بوده است. صفحه لمسی مقاومتی حساس به فشار است و از دو لایه شفاف الکترودی تشکیل می شود که با فاصله ای از هم قرار گرفته اند. هنگام لمس صفحه، لایه بالایی به لایه پایینی برخورد می کند و نقطه لمس شناسایی می شود. صفحات مقاومتی ارزان تر از صفحات خازنی هستند و کاربران می توانند با دستکش یا قلم مخصوص از آن ها استفاده کنند.

لمسی خازنی

برخلاف صفحات مقاومتی، ورودی لمسی خازنی نیازی به فشار ندارد. این فناوری تماس با سطح رسانا مانند پوست دست را تشخیص می دهد. هنگام لمس صفحه، تغییر در ظرفیت خازنی ثبت شده و ورودی شناسایی می شود. صفحات خازنی دقت و سرعت بالاتری دارند، اما گران تر هستند و تنها با اجسام رسانا مانند انگشت دست کار می کنند، که ممکن است در برخی محیط های کاری مشکل ساز باشد.

لمسی خازنی پیشرفته (PCAP)

این فناوری که در گوشی های هوشمند و تبلت ها به کار می رود، مانند لمس خازنی معمولی عمل می کند اما حساس تر است، وضوح نمایش بیشتری دارد و چند لمس همزمان (Multi-Touch) را پشتیبانی می کند.
در مقایسه با صفحات خازنی استاندارد، PCAP در تشخیص لمس با دستکش عملکرد بهتری دارد، اما دستکش های ضخیم ممکن است مانع تشخیص لمس شوند. برای استفاده از قلم، باید از مدل هایی با نوک رسانا استفاده شود تا صفحه PCAP بتواند آن را شناسایی کند.

10. قابلیت نصب و راه اندازی

انتخاب یک HMI مناسب تنها به ویژگی های سخت افزاری و نرم افزاری محدود نمی شود، بلکه نصب و راه اندازی آسان نیز عامل مهمی در کاهش هزینه ها و زمان اجرای پروژه است.

HMI های مدرن باید از طراحی ماژولار و سیستم های نصب استاندارد برخوردار باشند تا فرآیند نصب سریع و بدون نیاز به تغییرات پیچیده در تابلوهای کنترلی انجام شود. اندازه فیزیکی و نحوه نصب (پنلی، رک مونت یا استندالون) نیز در انتخاب تاثیرگذار است.

جمع بندی

انتخاب یک HMI مناسب به عوامل مختلفی از جمله نوع پروژه، پشتیبانی از درایورها، پورت های ارتباطی، ویژگی های نمایشگر، نرم افزار، عملکرد، امنیت و روش های ورودی بستگی دارد. بررسی دقیق این عوامل کمک می کند تا دستگاهی را انتخاب کنید که علاوه بر کارایی بالا، هزینه های نگهداری و راه اندازی را نیز بهینه کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه hmi صنعتی میتوانید با کارشناسان سایت رادین صنعت که نمایندگی Mitsubishi Electric در ایران میباشد در ارتباط باشین.