المعرفة العامة لواجهة الإنسان والآلة هي للمبتدئين الذين يفهمون المعرفة أولاً، يتكون المنتج من جزأين من الأجهزة والبرامج، الجزء المادي للمعالج ووحدات العرض ووحدات الإدخال وواجهات الاتصال ووحدات تخزين البيانات وما إلى ذلك. ينقسم برنامج HMI عمومًا إلى جزأين، أي التشغيل على أجهزة HMI في برنامج النظام والتشغيل على جهاز الكمبيوتر ضمن برنامج تكوين شاشة نظام التشغيل Windows. توفر هذه المقالة مقدمة مفصلة لـ 10 معارف عامة عن واجهة الإنسان والآلة.
أولاً، الوظائف الأساسية لمنتجات واجهة الإنسان والآلة ومؤشرات الاختيار
(1)الوظائف الأساسية:
عرض حالة عمل المعدات، مثل المؤشرات والأزرار والنصوص والرسومات والمنحنيات وما إلى ذلك؛
البيانات، عملية إدخال النص، الطباعة؛
تخزين صيغة الإنتاج، وسجلات بيانات إنتاج المعدات؛
العمليات المنطقية والعددية البسيطة؛
يمكن توصيله بمجموعة متنوعة من شبكات معدات التحكم الصناعية.
(2)مؤشرات الاختيار:
حجم الشاشة واللون والدقة؛
أداء سرعة المعالج لـ HMI؛
طريقة الإدخال-شاشة تعمل باللمس أو لوحة مفاتيح غشائية؛
سعة تخزين الشاشة - وحدة السعة هي البايت أو البت؛
نوع وعدد منافذ الاتصال، وما إذا كان سيتم دعم وظيفة الطباعة، وما إلى ذلك.
(3) تصنيف المنتج:
المنتجات الأساسية: نوع إدخال مفتاح الغشاء، حجم العرض عادة أقل من ست بوصات
المنتجات الوسيطة: نوع الإدخال شاشة تعمل باللمس، وحجم العرض عادة أكبر من ست بوصات.
المنتجات المتقدمة: نوع إدخال الكمبيوتر، وحجم العرض عادة ما يكون أكبر من عشرة بوصات.
ثانياً، الاستخدام الروتيني لخطوات واجهة الإنسان والآلة
(1)مراقبة متطلبات المهمة بوضوح، واختيار منتجات HMI المناسبة؛
(2) قم بتعديل "ملف المشروع" باستخدام برنامج تكوين الشاشة على جهاز الكمبيوتر؛
(3) اختبار وحفظ "ملف المشروع" المحرر؛
(4)الكمبيوتر المتصل بأجهزة HMI، قم بتنزيل "ملف المشروع" إلى HMI؛
(5)ربط واجهة الإنسان والآلة (HMI) ووحدات التحكم الصناعية (مثل PLC والأجهزة وما إلى ذلك) لتحقيق التفاعل بين الإنسان والحاسوب.
ثالثا، ما هو الفرق بين واجهة الإنسان والآلة وما يسمى عادة بـ "شاشة اللمس"؟
بالمعنى الدقيق للكلمة، يختلف الاثنان اختلافًا جوهريًا. نظرًا لأن "شاشة اللمس" هي مجرد واجهة بين الإنسان والآلة، يمكن استخدام المنتجات في الجزء المادي، وهي بديل لجزء الماوس ولوحة المفاتيح من حيث الوظيفة، مثبتة في الجزء الأمامي من شاشة جهاز الإدخال.
منتج واجهة الإنسان والآلة هو نوع من معدات التفاعل بين الإنسان والآلة التي تحتوي على أجهزة وبرامج. في الصناعة، غالبًا ما يستخدم الأشخاص وظيفة الإدخال باللمس في منتجات واجهة الإنسان والآلة والتي تسمى "شاشة اللمس"، لكن هذا ليس علميًا.
رابعا، ما هو الفرق بين HMI وبرامج التكوين؟
منتجات HMI، والتي يشار إليها غالبًا باسم "شاشة اللمس"، تتضمن أجهزة HMI وبرامج تكوين الشاشة الخاصة المقابلة، بشكل عام، تستخدم الشركات المصنعة المختلفة لأجهزة HMI برامج تكوين شاشة مختلفة، والمتصلة بالأنواع الرئيسية من المعدات هي PLC.
يتم تشغيل برنامج التكوين على منصة أجهزة الكمبيوتر الشخصي، ونظام التشغيل Windows تحت منتجات برامج الأدوات الشائعة، ويمكن أيضًا تكوين أجهزة التحكم في الكمبيوتر الشخصي أو الصناعية من منتجات HMI؛ يدعم برنامج التكوين العام مجموعة واسعة جدًا من الأجهزة، مثل مجموعة متنوعة من أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، ولوحات الكمبيوتر الشخصي، والعدادات، والمحولات، والوحدات النمطية وغيرها من الأجهزة، وبسبب منصة أجهزة الكمبيوتر الشخصي ذات الأداء القوي (الاستجابة بشكل أساسي للسرعة وسعة التخزين)، فإن وظيفة برنامج التكوين العام أقوى أيضًا، وهو مناسب لنظام المراقبة واسع النطاق.
V. هل يوجد نظام تشغيل في منتجات HMI؟
يحتوي أي منتج HMI على جزء برنامج النظام، حيث يعمل برنامج النظام في معالج HMI، ويدعم وظيفة تعدد المهام، ويحتاج المعالج إلى نظام تشغيل صغير لإدارة تشغيل برنامج النظام. تستخدم منتجات HMI عالية الأداء المستندة إلى الكمبيوتر اللوحي بشكل عام أنظمة التشغيل المضمنة WinCE وLinux وغيرها من أنظمة التشغيل العامة.
سادساً، هل يمكن ربط واجهة الإنسان والآلة فقط بـ PLC؟
ليس الأمر كذلك. تم تصميم منتجات HMI لحل مشاكل التفاعل بين الإنسان والحاسوب PLC الناشئة، ولكن مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر وتكنولوجيا الدوائر الرقمية، تم تجهيز الكثير من معدات التحكم الصناعية بقدرات الاتصال التسلسلي، لذلك طالما أن هناك قدرات اتصال تسلسلية لمعدات التحكم الصناعية، مثل محولات التردد، ووحدات التحكم في سرعة التيار المستمر، وأجهزة التحكم في درجة الحرارة، ووحدة الاستحواذ الرقمية، وما إلى ذلك، يمكن توصيلها بمنتجات HMI لتحقيق وظيفة التفاعل بين الإنسان والحاسوب.
سبعة، لا يمكن توصيل HMI بأجهزة أخرى إلا من خلال منفذ الاتصالات التسلسلي القياسي؟
لا، ليس هذا هو الحال. ولكن مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر والدوائر الرقمية، أصبحت قدرة واجهة منتجات HMI أقوى وأقوى. بالإضافة إلى واجهة الاتصال التسلسلية التقليدية (RS232، RS422 / RS485)، تحتوي العديد من منتجات واجهة الإنسان والآلة على منفذ شبكة ومنفذ موازٍ ومنفذ USB وواجهات بيانات أخرى، ويمكن أن يكون لها منفذ شبكة ومنفذ موازٍ ومنفذ USB وواجهات أخرى متصلة بمعدات التحكم الصناعية لتحقيق تفاعل المعدات بين الإنسان والآلة.
ثامناً، هل هناك وظيفة اتصال للجهاز يجب أن تكون قادرة على الاتصال بمنتجات واجهة الإنسان والآلة؟
يجب أن يكون هذا هو الحال. نظرًا لأن منتجات HMI العامة توفر عددًا كبيرًا من المعدات المستخدمة بشكل شائع المتاحة لاختيار برامج تشغيل الاتصال؛ بشكل عام، طالما أن برنامج تكوين الشاشة في واجهة HMI لتحديد الجهاز المقابل لبرنامج تشغيل الاتصال والاتصال به، يمكنك إكمال اتصال HMI والمعدات. إذا لم يكن برنامج تكوين منتج HMI المحدد يحتوي على برنامج تشغيل اتصال للجهاز المراد توصيله، فيمكن للمستخدم إبلاغ الشركة المصنعة لمنتج HMI بنوع منفذ الاتصال ومحتوى البروتوكول للجهاز المراد توصيله، وطلب من الشركة المصنعة لـ HMI إعداد برنامج تشغيل اتصال للجهاز نيابة عن الشركة المصنعة.
تسعة، الكمبيوتر بالإضافة إلى الشاشة، يمكن التواصل مباشرة مع PLC لإكمال وظيفة HMI؟
بالطبع، ولكن يجب على الكمبيوتر الشخصي أيضًا إعداد برنامج التكوين المناسب، حتى يصبح الكمبيوتر الشخصي منتجًا حقيقيًا لواجهة الإنسان والآلة.
X. ما هو اتجاه التطوير المستقبلي لـ HMI؟
مع تطور الدوائر الرقمية وتكنولوجيا الكمبيوتر، فإن مستقبل منتجات HMI في وظيفة التقسيم العالي والمتوسط والمنخفض سيكون أقل وضوحًا، وستكون وظائف HMI أكثر ثراءً؛ 5.7 بوصة فوق منتج HMI ستكون شاشة ملونة بالكامل، وستكون عمر الشاشة أطول.
بسبب انخفاض تكلفة أجهزة الكمبيوتر، فإن منتجات HMI ستكون أجهزة كمبيوتر ذات شاشة مسطحة لأجهزة HMI للمنتجات الراقية، لأن هذه المنتجات الراقية في سرعة المعالج، وسعة التخزين، ونوع وعدد واجهات الاتصال، وقدرات الشبكات، ومشاركة موارد البرامج لها ميزة أكبر في الاتجاه المستقبلي لتطوير منتجات HMI. بالطبع، منتجات HMI ذات الحجم الصغير (حجم الشاشة أقل من 5.7 بوصة)، بسبب مزاياها في الحجم والسعر، مع مزيد من تعزيز وظائفها (مثل زيادة وظيفة IO)، سيتم استخدامها على نطاق واسع في الآلات والمعدات الصغيرة لتطبيقات التفاعل بين الإنسان والحاسوب.
بعض الصناعات الميكانيكية، مثل أدوات الآلات، وآلات النسيج، والمعدات الإلكترونية وغيرها من الصناعات، تم تطويرها في البلاد لعقود من الزمن، وتنتمي نسبيًا إلى صناعة أكثر نضجًا، وعلى المدى الطويل، توجد هذه الصناعات أيضًا في الطلب على ترقية المعدات. في عملية الترقية هذه، صحيح أنه سيكون هناك بعض الشركات الصغيرة التي تستخدم منتجات منخفضة الجودة نسبيًا تم القضاء عليها، ولكن هناك أيضًا العديد من الشركات في عملية تجديد المعدات، وسيتم إعادة تحديد الطلب للبحث عن أولئك القادرين على تلبية خطط التطوير الخاصة بهم، لمساعدتهم على تحسين إنتاجيتهم الخاصة من موردي المعدات.
في ضوء هذا الطلب، سيتغير مستقبل واجهة الإنسان والآلة من حيث الشكل والمفاهيم والتطبيقات والجوانب الأخرى للتغيير، مما سيؤدي إلى تغيير في التكنولوجيا الأساسية لآلات التحكم الصناعية. بشكل عام، فإن اتجاه التطوير المستقبلي لواجهة الإنسان والآلة هو ستة تحديثات: تضمين المنصة، وتأميم العلامة التجارية، وذكاء المعدات، وأسلوب الواجهة، وشبكة الاتصالات وتوفير الطاقة وحماية البيئة.