HMI / Inimene-masin-liidesed – leidke tootjaid ja tarnijaid

HMI / Inimese ja masina liidesed on kasutajaliidesed, mille kaudu inimesed suhtlevad masinate või tehniliste süsteemidega, et juhtida ja jälgida protsesse ning vahetada teavet.

Need võimaldavad kasutajal jälgida protsesse või masinaid ja sisestada juhtimiskäske.

Järgnevalt leiate ülevaate HMI / inimese ja masina liideste funktsionaalsusest, liikidest ja rakendusvaldkondadest, samuti ülevaate nende eelistest ning väljakutsetest ja suundumustest selles valdkonnas:

Kuidas HMI / inimese ja masina vahelised liidesed toimivad:

Funktsionaalsus võib jagada neljaks peamiseks valdkonnaks:

1. Kasutaja (inimese) sisend:
   Klaviatuurid, puuteekraanid, lülitid, häälsisestus
   Inimene sisestab käske või andmeid, nt käivitamine/peatamine, temperatuuri reguleerimine jne.
2. Signaalitöötlus:
   Sisendid muudetakse elektroonilisteks signaalideks ja edastatakse süsteemi.
   Neid signaale töötleb kontroller, nt PLC - programmeeritav loogikakontroller.
3. Väljund kasutajale (inimesele):
   Süsteem annab visuaalset (ekraan, valgusdioodid), akustilist (häire) või puutetundlikku tagasisidet.
   Kuvatakse teavet, näiteks süsteemi olek, vead, protsessi väärtused jne.
4. Side masinaga:
   hMI on ühendatud masina andurite ja ajamitega tööstuslike võrkude, nt PROFIBUS, CAN, Ethernet/IP kaudu.
   HMI toimib sageli kasutajaliidesena tootmisprotsesside või masinaparameetrite juhtimiseks.

HMI / inimese ja masina vaheliste liideste tüübid:

1. Riistvaraline HMI, näiteks füüsilised juhtpaneelid, nupud ja puutetundlikud paneelid.
2. Tarkvara HMI on arvutites jooksvad programmid, SCADA-süsteemid.
3. Mobiilne HMI, näiteks rakendused tahvelarvutites, nutitelefonides kaugseireks.
4. Veebipõhine HMI, mis võimaldab ligipääsu brauseri kaudu, mis on platvormi sõltumatu.
5. Hääl- või žestide HMI võimaldab kaasaegset sisestamist hääle abil, nt Alexa või sisestamist žestide abil.

HMI / inimese ja masina vaheliste liideste rakendusvaldkonnad:

HMI / inimese ja masina vahelised liidesed võib leida peaaegu kõigis tööstusharudes, kus on automaatika või inimese ja tehnoloogia vaheline suhtlus:

1. Tööstus ja tootmine:
Tootmissüsteemide käitamine, robotjuhtimine ja protsessi visualiseerimine.
Näide: Operaator reguleerib konveierilindi kiirust puutepaneelil.

2. Ehitusautomaatika:
Valgustuse, kütte ja ventilatsiooni juhtimine.
Näide: Puuteekraan seinal näitab ruumi temperatuuri ja võimaldab kontrollimist.

3. Sõiduki tehnoloogia:
Digitaalsete näidikute, navigatsioonisüsteemide ja hääljuhtimisega kabiin.
Näide: Juht suhtleb infotainment-süsteemiga hääle või puuteekraani abil.

4. Meditsiinitehnoloogia:
Röntgenaparaatide, infusioonipumpade ja kirurgiliste robotite liidesed.
Siin on eriti oluline turvalisus intuitiivse kasutamise ja vigade minimeerimise kaudu.

5. Energiavarustus:
Trafode, tuuleturbiinide ja elektrijaamade juhtimine.
Näide: Elektri voolu jälgimine ja juhtimine reaalajas SCADA HMI kaudu.

HMI / inimese ja masina vaheliste liideste eelised:

• Suurem tõhusus ja tootlikkus.
• Kiirem reageerimine rikete või häirete korral. Parem ohutus.
• Intuitiivne kasutamine, isegi vähem koolitatud personali jaoks. Koolituskulude vähendamine.

Väljakutsed ja suundumused HMI / inimese ja masina vaheliste liideste valdkonnas:

• Kasutajasõbralikkus: disain peab olema intuitiivne ja iseenesestmõistetav.
• Andmete turvalisus: Kaitse volitamata juurdepääsu eest, nt veebipõhise HMI puhul.
• Integratsioon IIoT / Tööstus 4.0-ga: Ühendus pilveplatvormide ja suurandmete süsteemidega.
• Mobiilne ja kaugjuhitav HMI: käitamine mobiilseadmete kaudu, isegi väljaspool töökohta.
• AR/VR HMI: laiendatud ja virtuaalreaalsuse liideste laialdasem kasutamine tulevikus.

HMI / inimese ja masina vahelised liidesed võimaldavad inimeste poolt tehnosüsteemide intuitiivset käitamist, juhtimist ja jälgimist. Need visualiseerivad protsessiandmeid, võtavad vastu kasutaja sisestusi ning tagavad ohutu ja tõhusa teabevahetuse inimese ja masina vahel.

Allpool on esitatud ülevaade kõige olulisematest punktidest, mida tuleks HMI / inimese ja masina liideste ostmisel arvesse võtta:

HMI / inimene-masin-liideste ostmisel on väljakutse leida lahendus, mis on tehniliselt ühilduv, kasutajasõbralik, tulevikukindel ja turvaline. Samal ajal tuleb hoolikalt kaaluda tööstusspetsiifilisi nõudeid, tuge, laiendatavust ning kulude ja tulude suhet.

• Kasutajasõbralikkus ja ergonoomilisus on tõhusa töö ja madala veamäära seisukohalt otsustava tähtsusega:
• Kas kasutajaliides on intuitiivne ja selgelt struktureeritud?
• Kas isegi kogenematud kasutajad saavad kasutajaliidest ohutult kasutada?
• Kas on olemas mitmekeelne kasutajaliides või kohandatavad kasutaja rollid?
• Kas HMI toetab asjakohaseid kommunikatsiooniprotokolle, nt PROFIBUS, Modbus, Ethernet/IP?
• Kas HMI on hõlpsasti integreeritav olemasolevasse juhtimisarhitektuuri (nt PLC-süsteemidesse)?
• Kas on olemas draiverid või liidesed olemasolevatele masinatele ja seadmetele?
• Hea HMI-süsteem peaks olema tulevikukindel:
• Kas lahendust saab kergesti laiendada või kohandada, kui tootmisliin kasvab või muutub?
• Kas uusi funktsioone või visualiseeringuid on võimalik rakendada ilma suurema vaevata?
• Kas süsteem toetab erinevaid lõppseadmeid, nt statsionaarseid paneele, tahvelarvuteid, veebibrausereid?
• Eriti tööstuskeskkondades peavad HMI-süsteemid olema töökindlad ja pidevalt töökorras:
• Kas seade sobib tööstuses ööpäevaringseks kasutamiseks?
• Kui hea on kaitse tolmu, niiskuse või vibratsiooni eest IP-kaitseklass?
• Kas kriitiliste rakenduste jaoks on olemas redundantsed lahendused?
• Turvalisus on keskse tähtsusega nii tehnilises kui ka kasutuslikus mõttes:
• Kas HMI toetab kasutajate haldamist ja juurdepääsu kontrolli?
• Kas on olemas võimalused andmeside krüpteerimiseks?
• Kas on võimalik rakendada paroolikaitset, rollijaotust ja sisendprotokolli?
• Professionaalne HMI pakub palju enamat kui lihtne juhtimine:
• Kas see toetab graafilist visualiseerimist, näiteks suundumusi, diagramme või olekute kuvamist?
• Kas häireid ja veateateid saab selgelt kuvada ja kinnitada?
• Kas hoolduseks ja tõrkeotsinguks on olemas integreeritud diagnostikafunktsioonid?
• HMI konfigureerimine ja hooldus sõltub suuresti tarnitud tarkvarast:
• Kas programmeerimis- või konfigureerimiskeskkond on kasutajasõbralik?
• Kas muudatusi saab teha kiiresti ja ilma ulatusliku väljaõppeta?
• Kas on olemas mallid või raamatukogud, mis kiirendavad arendamist?
• Lisaks tootele endale mängib suurt rolli ka teenusepakkuja:
• Kas tehniline tugi on kiire ja pädev?
• Kui kaua on saadaval varuosad ja uuendused?
• Kas pakutakse koolitust või kohapealset kasutuselevõtmist?
• Viimasena, kuid mitte vähemtähtsana tuleks hinnata hinda seoses pakutava teenusega:
• Millised on kogukulud kogu elutsükli jooksul (TCO - Total Cost of Ownership)?
• Kas süsteem on tulevikukindel või vananeb see kiiresti?
• Kas on olemas varjatud järelkulud, nt litsentside, uuenduste, koolituse kulud?
• Sõltuvalt rakendusvaldkonnast tuleb arvesse võtta tööstusspetsiifilisi nõudeid:
• Näiteks toiduainetetööstuses hügieeniline disain.
• Plahvatusohtlikes valdkondades: ATEX-sertifitseerimine.
• Meditsiinitehnikas: ohutussertifikaadid ja kinnitused.

HMI / inimene-masin-liideste ostmisel tuleb tähelepanu pöörata ühilduvusele olemasolevate süsteemidega, kasutajasõbralikkusele, ohutusele, laiendatavusele ja pikaajalisele kasutatavusele. Samuti on oluline usaldusväärne tugi, paindlik tarkvarakeskkond ja hea hinna ja kvaliteedi suhe.

HMI/inimese-masinaliideseid saab osta erinevatelt pakkujatelt. Põhjalikku teavet HMI / inim-masinaliideste tootjate ja tarnijate kohta kogu maailmast leiate Exportpages'ist.