HMI / Rozhraní člověk-stroj – najděte výrobce a dodavatele

HMI / Human-Machine Interfaces jsou uživatelská rozhraní, jejichž prostřednictvím lidé komunikují se stroji nebo technickými systémy za účelem řízení a monitorování procesů a výměny informací.

Umožňují uživateli sledovat procesy nebo stroje a zadávat řídicí příkazy.

Níže naleznete přehled funkcí, typů a oblastí použití rozhraní HMI / rozhraní člověk-stroj, jakož i přehled jejich výhod a výzev a trendů v této oblasti:

Jak HMI / rozhraní člověk-stroj fungují:

Funkce lze rozdělit do čtyř hlavních oblastí:

1. Vstup uživatele (člověka):
   Klávesnice, dotykové obrazovky, přepínače, hlasový vstup
   Člověk zadává příkazy nebo údaje, např. spuštění/zastavení, ovládání teploty atd.
2. Zpracování signálů:
   Vstupy jsou převedeny na elektronické signály a předány do systému.
   Tyto signály zpracovává řídicí jednotka, např. PLC - programovatelný logický automat.
3. Výstup pro uživatele (člověka):
   Systém poskytuje vizuální (displej, LED), akustickou (alarm) nebo hmatovou zpětnou vazbu.
   Zobrazují se informace jako stav systému, chyby, hodnoty procesu atd.
4. Komunikace se strojem:
   hMI je připojeno ke snímačům a akčním členům stroje prostřednictvím průmyslových sítí, např. PROFIBUS, CAN, Ethernet/IP.
   HMI často funguje jako uživatelské rozhraní pro řízení výrobních procesů nebo parametrů stroje.

Typy HMI / rozhraní člověk-stroj:

1. Hardwarové HMI, jako jsou fyzické ovládací panely, tlačítka a dotykové panely.
2. Softwarové HMI jsou programy běžící na počítačích, systémy SCADA.
3. Mobilní HMI, jako jsou aplikace na tabletech, chytrých telefonech pro vzdálené monitorování.
4. Webové HMI pro přístup přes prohlížeč, nezávislé na platformě.
5. Hlasové nebo gestové HMI umožňující moderní zadávání hlasem, např. pomocí Alexy, nebo zadávání gesty.

Oblasti použití HMI / rozhraní člověk-stroj:

Rozhraní HMI / rozhraní člověk-stroj lze nalézt téměř ve všech průmyslových odvětvích s automatizací nebo interakcí člověka s technikou:

1. Průmysl a výroba:
Obsluha výrobních systémů, řízení robotů a vizualizace procesů.
Příklad: Operátor nastavuje rychlost dopravníkového pásu na dotykovém panelu.

2. Automatizace budov:
Řízení osvětlení, vytápění a větrání.
Příklad: Dotykový displej na stěně zobrazuje teplotu v místnosti a umožňuje její ovládání.

3. Technologie vozidel:
Kokpity s digitálními displeji, navigačními systémy a hlasovým ovládáním.
Příklad: Řidič komunikuje s infotainment systémem prostřednictvím hlasu nebo dotykové obrazovky.

4. Zdravotnická technika:
Rozhraní pro rentgenové přístroje, infuzní pumpy a chirurgické roboty.
Zde je obzvláště důležitá bezpečnost díky intuitivnímu ovládání a minimalizaci chyb.

5. Zásobování energií:
Řízení trafostanic, větrných turbín a elektráren.
Příklad: Monitorování a řízení toku elektřiny v reálném čase prostřednictvím rozhraní SCADA HMI.

Výhody HMI / rozhraní člověk-stroj:

• Zvýšení efektivity a produktivity.
• Rychlejší reakční doba v případě poruch nebo závad. Zvýšená bezpečnost.
• Intuitivní ovládání i pro méně vyškolený personál. Snížení nákladů na školení.

Výzvy a trendy v oblasti HMI / rozhraní člověk-stroj:

• Uživatelská přívětivost: design musí být intuitivní a srozumitelný.
• Bezpečnost dat: Ochrana proti neoprávněnému přístupu, např. u webových HMI.
• Integrace s IIoT/Industry 4.0: Propojení s cloudovými platformami a systémy big data.
• Mobilní a vzdálené HMI: Ovládání prostřednictvím mobilních zařízení, a to i mimo pracoviště.
• AR/VR HMI: V budoucnu větší využití rozhraní s rozšířenou a virtuální realitou.

HMI / rozhraní člověk-stroj umožňují intuitivní obsluhu, řízení a monitorování technických systémů člověkem. Vizualizují procesní data, přijímají vstupy od uživatele a zajišťují bezpečnou a efektivní výměnu informací mezi člověkem a strojem.

Níže uvádíme přehled nejdůležitějších bodů, které je třeba vzít v úvahu při nákupu HMI / rozhraní člověk-stroj:

Při nákupu HMI / rozhraní člověk-stroj je úkolem najít řešení, které je technicky kompatibilní, uživatelsky přívětivé, odolné vůči budoucnosti a bezpečné. Zároveň je třeba pečlivě zvážit specifické požadavky odvětví, podporu, rozšiřitelnost a poměr nákladů a přínosů.

• Uživatelská přívětivost a ergonomie jsou rozhodující pro efektivní provoz a nízkou chybovost:
• Je uživatelské rozhraní intuitivní a přehledné?
• Mohou rozhraní bezpečně ovládat i nezkušení uživatelé?
• Existuje vícejazyčné rozhraní nebo přizpůsobitelné uživatelské role?
• Podporuje HMI příslušné komunikační protokoly, např. PROFIBUS, Modbus, Ethernet/IP?
• Lze HMI snadno integrovat do stávající řídicí architektury (např. do systémů PLC)?
• Existují ovladače nebo rozhraní pro stávající stroje a zařízení?
• Dobrý systém HMI by měl být odolný vůči budoucnosti:
• Může být řešení snadno rozšířeno nebo přizpůsobeno, když se výrobní linka rozrůstá nebo mění?
• Je možné bez velkého úsilí implementovat nové funkce nebo vizualizace?
• Podporuje systém různá koncová zařízení, např. stacionární panely, tablety, webové prohlížeče?
• Zejména v průmyslovém prostředí musí být systémy HMI robustní a trvale funkční:
• Je zařízení vhodné pro nepřetržitý provoz v průmyslu?
• Jak dobrá je ochrana proti prachu, vlhkosti nebo vibracím třídy krytí IP?
• Existují řešení redundance pro kritické aplikace?
• Bezpečnost má zásadní význam jak z technického, tak z provozního hlediska:
• Podporuje HMI správu uživatelů a řízení přístupu?
• Existují možnosti šifrování datové komunikace?
• Lze implementovat ochranu heslem, rozdělení rolí a protokolování vstupů?
• Profesionální HMI nabízí mnohem více než jen jednoduché ovládání:
• Podporuje grafické vizualizace, jako jsou trendy, diagramy nebo zobrazení stavu?
• Lze jasně zobrazit a potvrdit alarmy a chybová hlášení?
• Jsou k dispozici integrované diagnostické funkce pro údržbu a řešení problémů?
• Konfigurace a údržba HMI závisí do značné míry na dodaném softwaru:
• Je programovací nebo konfigurační prostředí uživatelsky přívětivé?
• Lze provádět změny rychle a bez rozsáhlého školení?
• Existují šablony nebo knihovny, které urychlují vývoj?
• Kromě samotného produktu hraje významnou roli také dodavatel:
• Je k dispozici rychlá a kompetentní technická podpora?
• Jak dlouho jsou k dispozici náhradní díly a aktualizace?
• Je nabízeno školení nebo uvedení do provozu přímo na místě?
• V neposlední řadě je třeba hodnotit cenu ve vztahu k nabízeným službám:
• Jaké jsou celkové náklady během životního cyklu (TCO - Total Cost of Ownership)?
• Je systém odolný vůči budoucnosti, nebo rychle zastará?
• Existují skryté následné náklady, např. na licence, aktualizace, školení?
• V závislosti na oblasti použití je třeba zohlednit specifické požadavky odvětví:
• V potravinářském průmyslu je to například hygienický design.
• V oblastech s nebezpečím výbuchu: Certifikace ATEX.
• Ve zdravotnické technice: bezpečnostní certifikáty a schválení.

Při nákupu HMI / rozhraní člověk-stroj je třeba věnovat pozornost kompatibilitě se stávajícími systémy, uživatelské přívětivosti, bezpečnosti, rozšiřitelnosti a dlouhodobé dostupnosti. Rozhodující je také spolehlivá podpora, flexibilní softwarové prostředí a dobrý poměr nákladů a přínosů.

HMI / rozhraní člověk-stroj lze zakoupit od různých dodavatelů. Komplexní informace o výrobcích a dodavatelích HMI / rozhraní člověk-stroj z celého světa naleznete na Exportpages.