एचएमआई सिस्टम क्या है? मानव-मशीन इंटरफ़ेस की व्याख्या

I. परिचय: एचएमआई सिस्टम क्या है?

एक एचएमआई प्रणाली, कम के लिए मानव-मशीन इंटरफ़ेस प्रणालीयह वह बिंदु है जहाँ कोई व्यक्ति किसी मशीन, उत्पादन लाइन या स्वचालित नियंत्रण प्रणाली के साथ अंतःक्रिया करता है। सरल शब्दों में, यह उपकरण का वह भाग है जो ऑपरेटर को किसी भी कार्य को करने की अनुमति देता है। निगरानी करना, नियंत्रण करना, समायोजन करना और समस्याओं का निवारण करना मशीन।

एक एचएमआई हो सकता है टचस्क्रीन पैनल, एक औद्योगिक प्रदर्शन, ए मेम्ब्रेन कीपैड, ए कंट्रोल पैनल, ए टैबलेट-आधारित इंटरफ़ेसया इन दोनों का संयोजन। औद्योगिक स्वचालन में, एचएमआई आमतौर पर इससे जुड़ता है। पीएलसीनियंत्रक, सेंसर, एक्चुएटर, ड्राइव, या व्यापक SCADA प्रणाली.

एक सामान्य एचएमआई सिस्टम ऑपरेटरों को निम्नलिखित जैसे प्रश्नों के उत्तर देने में मदद करता है:

• क्या मशीन सामान्य रूप से चल रही है?
• वर्तमान तापमान, दबाव, गति या उत्पादन की मात्रा क्या है?
• क्या कोई अलार्म या फॉल्ट कोड हैं?
• कौन सा ऑपरेटिंग मोड सक्रिय है?
• किन मापदंडों को बदलने की आवश्यकता है?

उदाहरण के लिए, पैकेजिंग मशीन पर, एचएमआई स्क्रीन इसमें उत्पादन गति, मशीन की स्थिति, अलार्म इतिहास, रेसिपी सेटिंग्स और स्टार्ट/स्टॉप नियंत्रण दिखाए जा सकते हैं। अधिक कठोर उपकरणों पर, इसी HMI में ये भी शामिल हो सकते हैं। स्पर्शनीय झिल्ली कुंजी दस्ताने, धूल, पानी या कंपन की स्थिति में भी विश्वसनीय संचालन के लिए।

संक्षेप में, एक HMI सिस्टम वह है जो... ऑपरेटर-उन्मुख नियंत्रण और दृश्य परत एक मशीन का।

II. HMI का पूरा नाम क्या है?

एचएमआई का मतलब ह्यूमन-मशीन इंटरफेस है। इसमें उन हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का वर्णन किया गया है जो मनुष्यों को मशीनों से संवाद करने में सक्षम बनाते हैं। "मानव" पक्ष में ऑपरेटर, तकनीशियन, इंजीनियर या रखरखाव कर्मी शामिल होते हैं। "मशीन" पक्ष में पीएलसी, मोटर ड्राइव, पंप, रोबोट, सेंसर नेटवर्क, उत्पादन लाइन या संपूर्ण औद्योगिक स्वचालन प्रणाली शामिल हो सकती है।

सामान्य रूप से संबंधित शब्दों में शामिल हैं:

• संचालक अंतरापृष्ठ
• मशीन इंटरफ़ेस
• एचएमआई पैनल
• एचएमआई स्क्रीन
• कंट्रोल पैनल
• औद्योगिक टचस्क्रीन
• ऑपरेटर टर्मिनल
• ग्राफिकल यूज़र इंटरफ़ेस
• मानव-मशीन इंटरफ़ेसएक पुराना शब्द
• ओआईटीया ऑपरेटर इंटरफ़ेस टर्मिनल

उद्योग जगत से बाहर, एचएमआई-शैली के इंटरफेस हर जगह मौजूद हैं। एटीएम, लिफ्ट, वाहन डैशबोर्ड, चिकित्सा उपकरण, वेंडिंग मशीन और स्मार्ट उपकरण सभी किसी न किसी रूप में मानव-मशीन अंतःक्रिया का उपयोग करते हैं। हालाँकि, जब लोग खोज करते हैं एचएमआई सिस्टम क्या है?आमतौर पर इनका मतलब औद्योगिक इंटरफ़ेस से होता है जिसका उपयोग किया जाता है मशीन नियंत्रण, प्रक्रिया निगरानी, या कारखाना स्वचालन.

विनिर्माण क्षेत्र में, एचएमआई केवल एक स्क्रीन नहीं है। इसमें प्रिंटेड ओवरले, सीलबंद बटन, एलईडी विंडो, फंक्शन की, चेतावनी लेबल और संचार इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हो सकते हैं। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया एचएमआई जटिल मशीन डेटा को समझना आसान बनाता है और ऑपरेटरों को उपकरण को नियंत्रित करने का एक सुरक्षित और तेज़ तरीका प्रदान करता है।

III. एचएमआई सिस्टम कैसे काम करता है?

एक एचएमआई सिस्टम ऑपरेटर और मशीन नियंत्रण प्रणाली के बीच सूचनाओं के आदान-प्रदान द्वारा कार्य करता है।एचएमआई वास्तविक समय में मशीन का डेटा प्राप्त करता है, उसे पठनीय प्रारूप में प्रदर्शित करता है, और ऑपरेटर को नियंत्रक को वापस कमांड भेजने की अनुमति देता है।

एक बुनियादी HMI डेटा प्रवाह कुछ इस प्रकार दिखता है:

सेंसर और एक्चुएटर → पीएलसी या कंट्रोलर → एचएमआई सॉफ्टवेयर या एचएमआई पैनल → ऑपरेटर

पीएलसीप्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) आमतौर पर वास्तविक समय के नियंत्रण तर्क को संभालता है। यह सेंसर से सिग्नल पढ़ता है, मोटर या वाल्व को नियंत्रित करता है और प्रोग्राम किए गए निर्देशों को निष्पादित करता है। एचएमआई प्रणाली यह सामान्यतः पीएलसी का स्थान नहीं लेता है। इसके बजाय, यह दृश्य और परिचालन इंटरफ़ेस प्रदान करता है जिससे लोग देख सकते हैं कि पीएलसी क्या कर रहा है।

उदाहरण के लिए:

• एक तापमान सेंसर पीएलसी को डेटा भेजता है।
• पीएलसी उस मान को एचएमआई को भेजता है।
• एचएमआई स्क्रीन पर तापमान प्रदर्शित करता है।
• ऑपरेटर एक सेटपॉइंट बदलता है।
• HMI नया मान वापस PLC को भेजता है।

सामान्य HMI संचार विधियों में शामिल हैं: ईथरनेट/आईपी, Modbus, प्रॉफ़िनेट, ओपीसी यूए, कैन बस, आरएस232, और 485 रुपयेएचएमआई मशीन के कच्चे डेटा को स्क्रीन, चार्ट, अलार्म, बटन, स्टेटस इंडिकेटर और ट्रेंड डिस्प्ले में परिवर्तित करता है, जिससे मशीन का संचालन कहीं अधिक व्यावहारिक हो जाता है।

IV. एचएमआई प्रणाली के मुख्य घटक

एक एचएमआई प्रणाली इसमें आमतौर पर कई हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर घटक एक साथ काम करते हैं। सटीक डिज़ाइन मशीन, वातावरण, बजट और ऑपरेटर की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

मुख्य HMI घटकों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• प्रदर्शन: एलसीडी, टीएफटी, टचस्क्रीन, औद्योगिक मॉनिटर या पैनल पीसी।
• इनपुट डिवाइस: टचस्क्रीन, मेम्ब्रेन कीपैड, सिलिकॉन कीपैड, पुश बटन, नॉब या स्विच।
• एचएमआई सॉफ्टवेयर: स्क्रीन डिजाइन, अलार्म सेटअप, रेसिपी प्रबंधन, उपयोगकर्ता अनुमतियाँ और डेटा लॉगिंग।
• नियंत्रक कनेक्शन: पीएलसी, माइक्रोकंट्रोलर, आई/ओ मॉड्यूल, सेंसर, एक्चुएटर या ड्राइव कनेक्शन।
• संचार पोर्ट: ईथरनेट, यूएसबी, RS232, RS485, CAN, वाई-फाई, या 4G/5G।
• सामने का हिस्सा: ग्राफिक ओवरले, सुरक्षात्मक खिड़की, गैस्केट, लेबल और ब्रांडिंग।
• संलग्नक: धातु, प्लास्टिक, सीलबंद आवरण, या पैनल-माउंट संरचना।

एक से रिवाज़मेम्ब्रेन कीपैड विशेषज्ञ इस परिप्रेक्ष्य में, फ्रंट इनपुट लेयर को अक्सर कम आंका जाता है। कई औद्योगिक HMI डिज़ाइनों में, कीपैड या ओवरले को तेल, सफाई रसायनों, नमी, यूवी किरणों के संपर्क, घर्षण, कंपन और बार-बार दबाने जैसी स्थितियों का सामना करना पड़ता है।

टचस्क्रीन लचीली होती है, लेकिन मेम्ब्रेन कीपैड एचएमआई यह स्थिर, विश्वसनीय और स्पर्शनीय संचालन प्रदान करता है। यह विशेष रूप से स्टार्ट/स्टॉप कार्यों, मोड चयन, आपातकालीन कार्यों, संख्यात्मक प्रविष्टि या दस्ताने पहने ऑपरेटरों द्वारा उपयोग की जाने वाली मशीनों के लिए उपयोगी है।

V. एचएमआई सिस्टम के प्रकार

कई प्रकार के एचएमआई सिस्टमऔर प्रत्येक अलग-अलग अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है। सही प्रकार का चयन मशीन के कार्य, परिचालन वातावरण, उपयोगकर्ता की आदतों और आवश्यक नियंत्रण स्तर पर निर्भर करता है।

सामान्य HMI प्रकारों में शामिल हैं:

• पुश-बटन एचएमआई: इसमें भौतिक बटन, स्विच और संकेतक लाइट का उपयोग किया जाता है।
• मेम्ब्रेन कीपैड एचएमआई: इसमें सीलबंद प्रिंटेड ओवरले और स्पर्शनीय कुंजियों का उपयोग किया गया है।
• टचस्क्रीन एचएमआई: लचीले नियंत्रण के लिए ग्राफिकल टच डिस्प्ले का उपयोग करता है।
• औद्योगिक पैनल पीसी एचएमआई: इसमें कंप्यूटर, डिस्प्ले और एचएमआई सॉफ्टवेयर का संयोजन होता है।
• वेब-आधारित एचएमआई: इसे पीसी, टैबलेट या मोबाइल डिवाइस पर ब्राउज़र के माध्यम से एक्सेस किया जा सकता है।
• मोबाइल एचएमआई: इसका उपयोग हैंडहेल्ड डिवाइस या रग्ड टैबलेट के माध्यम से दूरस्थ निगरानी के लिए किया जाता है।
• SCADA-एकीकृत HMI: यह व्यापक संयंत्र-व्यापी पर्यवेक्षण प्रणालियों से जुड़ा हुआ है।
• रग्ड एचएमआई: कठोर औद्योगिक, बाहरी, वाहन, समुद्री या सैन्य वातावरण के लिए निर्मित।

एक साधारण मशीन को केवल एक छोटे कीपैड और एलईडी इंडिकेटर की आवश्यकता हो सकती है। एक प्रोडक्शन लाइन को 10-इंच या 15-इंच के डिस्प्ले की आवश्यकता हो सकती है। एचएमआई टचस्क्रीन अलार्म, रेसिपी और ट्रेंड चार्ट के साथ। एक जल उपचार संयंत्र व्यापक नेटवर्क से जुड़े HMI स्क्रीन का उपयोग कर सकता है। SCADA प्रणाली.

कठिन परिस्थितियों में, कई निर्माता हाइब्रिड डिजाइन का विकल्प चुनते हैं: दृश्यीकरण के लिए टचस्क्रीन, प्लस झिल्ली कुंजी बार-बार या महत्वपूर्ण कार्यों के लिए।

VI. एचएमआई का उपयोग किस लिए किया जाता है?

एक एचएमआई प्रणाली इसका उपयोग मशीन संचालन को अधिक स्पष्ट, सुरक्षित और कुशल बनाने के लिए किया जाता है। ऑपरेटरों को कच्चे संकेतों की व्याख्या करने या विद्युत कैबिनेट का निरीक्षण करने के लिए मजबूर करने के बजाय, एचएमआई मशीन की जानकारी को एक व्यावहारिक दृश्य प्रारूप में प्रस्तुत करता है।

एचएमआई के विशिष्ट उपयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• मशीन निगरानी: परिचालन स्थिति, तापमान, दबाव, गति, स्थिति, चक्र गणना और उत्पादन आउटपुट।
• मशीन नियंत्रण: स्टार्ट, स्टॉप, रीसेट, जॉग, मोड चयन, सेटपॉइंट समायोजन और पैरामीटर इनपुट।
• अलार्म प्रबंधन: त्रुटि कोड, चेतावनियाँ, आपातकालीन अलर्ट, अलार्म इतिहास और स्वीकृति।
• डेटा विज़ुअलाइज़ेशन: चार्ट, गेज, प्रक्रिया आरेख, बार ग्राफ और ट्रेंड कर्व।
• रेसिपी प्रबंधन: विभिन्न उत्पादों या बैचों के लिए मशीन सेटिंग्स को सहेजना और लोड करना।
• समस्या निवारण: सेंसर त्रुटियों, मोटर दोषों, संचार विफलताओं या डाउनटाइम के कारणों की पहचान करना।
• उपयोगकर्ता पहुंच नियंत्रण: पासवर्ड, ऑपरेटर स्तर, तकनीशियन मेनू और व्यवस्थापक अनुमतियाँ।
• रखरखाव सहायता: सर्विस रिमाइंडर, कैलिब्रेशन स्क्रीन, डायग्नोस्टिक पेज और स्पेयर-पार्ट प्रॉम्प्ट।

उदाहरण के लिए, एक खाद्य पैकेजिंग मशीन सीलिंग तापमान, कन्वेयर गति, उत्पाद संख्या, बैच रेसिपी और अलार्म को नियंत्रित करने के लिए HMI का उपयोग कर सकती है। एक चिकित्सा उपकरण सीलबंद कंटेनर का उपयोग कर सकता है। मेम्ब्रेन कीपैड एचएमआई सफाई योग्य, स्पर्शनीय और स्पष्ट रूप से लेबल किए गए नियंत्रण प्रदान करना।

अच्छे एचएमआई डिजाइन से अनुमान लगाने की जरूरत कम हो जाती है और ऑपरेटरों को सही समय पर सही जानकारी मिलती है।

VII. HMI बनाम PLC बनाम SCADA: इनमें क्या अंतर है?

बहुत से लोग भ्रमित हो जाते हैं एचएमआई, पीएलसी, और एससीएडीएलेकिन वे एक जैसे नहीं हैं। वे अक्सर औद्योगिक स्वचालन प्रणाली में एक साथ काम करते हैं, लेकिन प्रत्येक की भूमिका अलग-अलग होती है।

पीएलसी यह मशीन का लॉजिक कंट्रोलर है। यह इनपुट सिग्नल प्राप्त करता है, प्रोग्राम किए गए लॉजिक के आधार पर निर्णय लेता है और आउटपुट को नियंत्रित करता है। एचएमआई प्रणाली यह ऑपरेटर इंटरफेस है जो पीएलसी डेटा प्रदर्शित करता है और ऑपरेटर को सेटिंग्स बदलने या कमांड भेजने की अनुमति देता है।

एससीएडीए एक SCADA प्रणाली आमतौर पर HMI से अधिक व्यापक होती है। यह प्रणाली कई मशीनों, दूरस्थ स्टेशनों, उत्पादन क्षेत्रों या उपयोगिता संपत्तियों की निगरानी कर सकती है। इसमें अक्सर डेटा लॉगिंग, अलार्म, रिपोर्टिंग, रिमोट एक्सेस और केंद्रीकृत नियंत्रण कक्ष शामिल होते हैं।

एक व्यावहारिक उदाहरण:

• पीएलसी एक पंप को नियंत्रित करता है।
• एचएमआई की मदद से ऑपरेटर पंप चालू कर सकता है और दबाव देख सकता है।
• एससीएडीए प्रणाली पूरी सुविधा में मौजूद सभी पंपों की निगरानी करती है।

इसलिए, एचएमआई उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस है, पीएलसी नियंत्रक है, और SCADA एक पर्यवेक्षी प्रणाली है।.

VIII. एचएमआई सिस्टम के सामान्य अनुप्रयोग

एचएमआई सिस्टम इनका उपयोग उन सभी जगहों पर किया जाता है जहाँ लोगों को मशीनों को संचालित करने, उनकी निगरानी करने या उनमें आने वाली समस्याओं को ठीक करने की आवश्यकता होती है। ये विशेष रूप से औद्योगिक स्वचालन, प्रक्रिया नियंत्रण, विनिर्माण, परिवहन, ऊर्जा और विशेष उपकरणों में आम हैं।

सामान्य HMI अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• विनिर्माण उपकरण: पैकेजिंग मशीनें, सीएनसी मशीनें, असेंबली लाइनें, निरीक्षण मशीनें, इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें और परीक्षण प्रणालियाँ।
• प्रक्रिया उद्योग: खाद्य प्रसंस्करण, रासायनिक उत्पादन, फार्मास्यूटिकल्स, जल उपचार, तेल और गैस, और बिजली उत्पादन।
• वाहन और मोबाइल उपकरण: कृषि मशीनें, निर्माण उपकरण, समुद्री प्रणालियाँ, फोर्कलिफ्ट, रेल प्रणालियाँ और विशेष वाहन।
• चिकित्सा एवं प्रयोगशाला उपकरण: स्टेरिलाइजर, एनालाइजर, डायग्नोस्टिक उपकरण, मॉनिटरिंग उपकरण और परीक्षण उपकरण।
• ऊर्जा और उपयोगिताएँ: सौर प्रणाली, जनरेटर, बैटरी स्टोरेज, एचवीएसी सिस्टम, पंप और सबस्टेशन।
• वाणिज्यिक उपकरण: कियोस्क, वेंडिंग मशीन, लिफ्ट, बिल्डिंग ऑटोमेशन और एक्सेस कंट्रोल सिस्टम।

इनमें से कई अनुप्रयोगों में, HMI को एक मानक उपभोक्ता स्क्रीन की तुलना में अधिक टिकाऊ होना चाहिए। इसकी आवश्यकता हो सकती है आईपी65 या आईपी67 सीलिंगरासायनिक प्रतिरोध, यूवी प्रतिरोध, एंटी-ग्लेयर खिड़कियां, स्पर्शनीय प्रतिक्रिया और लेबल की दीर्घकालिक स्थायित्व।

इसीलिए कस्टम मेम्ब्रेन कीपैड, ग्राफिक ओवरलेबैकलिट आइकन, एलईडी विंडो और सीलबंद फ्रंट पैनल का व्यापक रूप से उपयोग जारी है। ये उपकरण निर्माताओं को विश्वसनीय, ब्रांडेड और विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त उत्पाद बनाने में सक्षम बनाते हैं। औद्योगिक एचएमआई इंटरफ़ेस.

IX. एचएमआई प्रणाली के लाभ

एक अच्छी तरह से डिजाइन किया गया एचएमआई प्रणाली यह ऑपरेटरों के मशीनों के साथ इंटरैक्ट करने के तरीके को बेहतर बनाता है। यह केवल एक स्क्रीन जोड़ने के बारे में नहीं है; यह मशीन डेटा को समझना आसान बनाने और मशीन नियंत्रण को करना आसान बनाने के बारे में है।

प्रमुख लाभों में शामिल हैं:

• बेहतर दृश्यता: ऑपरेटर वास्तविक समय में मशीन की स्थिति, अलार्म, प्रक्रिया मान और उत्पादन डेटा देख सकते हैं।
• तेजी से समस्या निवारण: फॉल्ट कोड, अलार्म हिस्ट्री और डायग्नोस्टिक स्क्रीन डाउनटाइम को कम करने में मदद करते हैं।
• उत्पादकता में सुधार: ऑपरेटर सेटिंग्स को समायोजित कर सकते हैं, रेसिपी लोड कर सकते हैं और समस्याओं का तेजी से समाधान कर सकते हैं।
• सुरक्षित संचालन: स्पष्ट चेतावनी, पहुंच नियंत्रण और निर्देशित प्रक्रियाएं परिचालन जोखिम को कम करती हैं।
• प्रशिक्षण का समय कम करें: एक तार्किक एचएमआई लेआउट नए ऑपरेटरों के लिए मशीनों को सीखना आसान बनाता है।
• निरंतर उत्पादन: रेसिपी मैनेजमेंट और नियंत्रित सेटपॉइंट्स से मानवीय त्रुटि कम होती है।
• बेहतर रखरखाव: सर्विस स्क्रीन, रनटाइम काउंटर और मेंटेनेंस अलर्ट नियोजित सर्विस में सहायता प्रदान करते हैं।
• उपयोगी डेटा संग्रह: एचएमआई सॉफ्टवेयर अलार्म, उत्पादन गणना, मशीन चक्र और प्रक्रिया प्रवृत्तियों को रिकॉर्ड कर सकता है।

ओईएम मशीन निर्माताओं के लिए, एक एचएमआई उपकरण की गुणवत्ता को भी बेहतर बनाता है। एक साफ-सुथरा एचएमआई एचएमआई स्क्रीनटिकाऊ ग्राफ़िक ओवरलेऔर विश्वसनीय झिल्ली स्विचमशीन को अधिक पेशेवर और उपयोग में आसान बनाएं।

कठिन परिस्थितियों में, इसका लाभ और भी अधिक प्रत्यक्ष होता है: सही एचएमआई डिज़ाइन पानी, धूल, तेल और ऑपरेटर की गलतियों को दैनिक विश्वसनीयता संबंधी समस्याओं में बदलने से रोकता है।

X. एचएमआई डिजाइन: एक अच्छा एचएमआई इंटरफेस कैसा होना चाहिए?

एक अच्छा एचएमआई इंटरफ़ेस यह स्पष्ट, व्यावहारिक और ऑपरेटरों के वास्तविक कार्य करने के तरीके को ध्यान में रखकर बनाया गया है। सबसे अच्छा HMI डिज़ाइन स्क्रीन को अनावश्यक ग्राफ़िक्स से नहीं भरता। यह महत्वपूर्ण जानकारी को शीघ्रता से प्रदर्शित करता है और सामान्य कार्यों को करना आसान बनाता है।

अच्छे HMI डिज़ाइन में निम्नलिखित शामिल होने चाहिए:

• स्पष्ट स्क्रीन पदानुक्रम: होम, ऑपरेशन, अलार्म, सेटिंग्स, रेसिपी और मेंटेनेंस स्क्रीन।
• पठनीय पाठ: उचित फ़ॉन्ट आकार, स्पेसिंग, कंट्रास्ट और भाषा का चयन।
• बटनों का तार्किक स्थान निर्धारण: बार-बार उपयोग किए जाने वाले नियंत्रण आसानी से मिल जाने चाहिए।
• अलार्म प्राथमिकता: गंभीर त्रुटियों को मामूली चेतावनियों से अलग से दर्शाया जाना चाहिए।
• सुसंगत प्रतीक: आइकन, रंग, लेबल और इकाइयों का उपयोग एकरूपता के साथ किया जाना चाहिए।
• दस्ताने पहनकर भी संचालन संभव: आवश्यकता पड़ने पर बड़े टच टारगेट या फिजिकल कीज़ का उपयोग किया जा सकता है।
• गलतियों से बचाव: संवेदनशील कार्यों के लिए पुष्टिकरण संकेत।
• अच्छा पर्यावरणीय डिजाइन: सीलबंद फ्रंट पैनल, टिकाऊ ओवरले और उपयुक्त सामग्री।

कीपैड निर्माण के दृष्टिकोण से, भौतिक इंटरफ़ेस उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि सॉफ़्टवेयर स्क्रीन। मेम्ब्रेन कीपैड एचएमआई इसमें उपयुक्त डोम फोर्स, की स्पेसिंग, एम्बॉसिंग, एलईडी विंडो, एडहेसिव का चयन और कनेक्टर डिजाइन होना चाहिए।

औद्योगिक उपकरणों के लिए लक्ष्य सीधा-सादा है: ऑपरेटर को बिना किसी झिझक के पता होना चाहिए कि क्या हो रहा है, क्या कार्रवाई आवश्यक है और कौन सा बटन दबाना है। एक अच्छा HMI भ्रम, कार्य में रुकावट और परिचालन त्रुटियों को कम करता है।

XI. एचएमआई हार्डवेयर: टचस्क्रीन बनाम मेम्ब्रेन कीपैड बनाम हाइब्रिड डिज़ाइन

डिजाइन करते समय एचएमआई प्रणालीएक महत्वपूर्ण निर्णय यह है कि टचस्क्रीन, मेम्ब्रेन कीपैड या हाइब्रिड इंटरफेस का उपयोग किया जाए। प्रत्येक विकल्प के अपने फायदे हैं।

ए टचस्क्रीन एचएमआई यह तब आदर्श है जब ऑपरेटर को कई स्क्रीन, बदलते पैरामीटर, ट्रेंड चार्ट, अलार्म और रेसिपी प्रबंधन की आवश्यकता होती है। यह लचीला है और एचएमआई सॉफ्टवेयर के माध्यम से इसे अपडेट करना आसान है।

ए मेम्ब्रेन कीपैड यह निश्चित, बार-बार होने वाले या महत्वपूर्ण कार्यों के लिए बेहतर है। यह स्पर्शनीय प्रतिक्रिया, स्पष्ट लेबलिंग, रासायनिक प्रतिरोध और मजबूत सीलिंग प्रदान करता है। यह तब भी अच्छा प्रदर्शन करता है जब ऑपरेटर दस्ताने पहनते हैं या जब सतह गीली, धूल भरी या तैलीय हो सकती है।

ए हाइब्रिड एचएमआई डिज़ाइन अक्सर इससे सर्वोत्तम परिणाम मिलता है। टचस्क्रीन विज़ुअलाइज़ेशन, मेनू और डेटा को संभालती है। मेम्ब्रेन कीपैड स्टार्ट, स्टॉप, रीसेट, मोड चयन, संख्यात्मक प्रविष्टि या अक्सर उपयोग किए जाने वाले कमांड को संभालती है।

औद्योगिक मशीन निर्माताओं के लिए सवाल यह नहीं है कि "टचस्क्रीन या कीपैड?" बल्कि बेहतर सवाल यह है: वास्तविक कार्य वातावरण में कौन सी नियंत्रण विधि विश्वसनीय बनी रहेगी?

XII. विचार करने योग्य महत्वपूर्ण HMI विशिष्टताएँ

किसी विकल्प को चुनने से पहले एचएमआई प्रणालीइंजीनियरों और खरीद टीमों को तकनीकी विशिष्टताओं की पुष्टि करनी चाहिए। एक अच्छा एचएमआई नियंत्रक, वातावरण, ऑपरेटर की आवश्यकताओं और मशीन के जीवनचक्र के अनुरूप होना चाहिए।

महत्वपूर्ण HMI विशिष्टताओं में निम्नलिखित शामिल हैं:

• डिस्प्ले का आकार: सामान्य आकारों में 4.3 इंच, 7 इंच, 10.1 इंच, 12.1 इंच, 15 इंच और 21.5 इंच शामिल हैं।
• संकल्प: उच्च रिज़ॉल्यूशन से विस्तृत स्क्रीन की पठनीयता में सुधार होता है।
• चमक: बाहरी या तेज रोशनी वाले वातावरण में सूर्य की रोशनी में भी पठनीय डिस्प्ले की आवश्यकता हो सकती है।
• टच टाइप: प्रतिरोधक स्पर्श, संधारित्र स्पर्श, दस्ताने के अनुकूल स्पर्श, या स्पर्श रहित स्पर्श।
• इनपुट विधि: टचस्क्रीन, मेम्ब्रेन कीपैड, सिलिकॉन कीपैड, फिजिकल बटन या हाइब्रिड कंट्रोल।
• प्रोसेसर और मेमोरी: एडवांस्ड ग्राफिक्स, डेटा लॉगिंग या SCADA क्लाइंट फंक्शन्स के लिए महत्वपूर्ण।
• ऑपरेटिंग सिस्टम: विंडोज, लिनक्स, एंड्रॉइड, एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम या मालिकाना रनटाइम।
• संचार: ईथरनेट, RS232, RS485, CAN, USB, वाई-फाई, 4G/5G, Modbus, PROFINET, या OPC UA।
• पर्यावरण रेटिंग: IP65, IP67, कंपन प्रतिरोध, विस्तृत तापमान सीमा, यूवी प्रतिरोध और रासायनिक प्रतिरोध।
• माउंटिंग: पैनल माउंट, वीईएसए माउंट, डीआईएन रेल, हैंडहेल्ड या वाहन माउंट।
• पावर इनपुट: 12V डीसी, 24V डीसी, वाइड-वोल्टेज इनपुट, या वाहन की बिजली।

कस्टम HMI फ्रंट पैनल के लिए, ओवरले सामग्री, चिपकने वाला पदार्थ, एम्बॉसिंग, एलईडी विंडो, कनेक्टर पिच, टेल लेंथ और बैकलाइटिंग आवश्यकताओं की भी जांच करें।

XIII. HMI सॉफ्टवेयर की विशेषताएं

एचएमआई सॉफ्टवेयर यह सिस्टम का वह हिस्सा है जिसका उपयोग ऑपरेटर इंटरफ़ेस बनाने, कॉन्फ़िगर करने और चलाने के लिए किया जाता है। यह मशीन डेटा को बटन, संकेतक, अलार्म, चार्ट और नियंत्रण स्क्रीन में परिवर्तित करता है।

सामान्य HMI सॉफ़्टवेयर सुविधाओं में निम्नलिखित शामिल हैं:

• स्क्रीन संपादक: यह बटन, टेक्स्ट, मीटर, आइकन और प्रोसेस ग्राफिक्स सहित विज़ुअल लेआउट तैयार करता है।
• टैग डेटाबेस: यह HMI ऑब्जेक्ट्स को PLC एड्रेस, रजिस्टर या वेरिएबल से जोड़ता है।
• अलार्म प्रबंधन: यह त्रुटियों, चेतावनियों, अलार्म इतिहास, स्वीकृति स्थिति और प्राथमिकता स्तरों को प्रदर्शित करता है।
• डेटा प्रविष्ट कराना: यह उत्पादन डेटा, प्रक्रिया मान, डाउनटाइम या ऑपरेटर की गतिविधियों को रिकॉर्ड करता है।
• ट्रेंड डिस्प्ले: यह तापमान, दबाव, गति, प्रवाह या अन्य मानों के लिए वास्तविक समय और ऐतिहासिक वक्र दिखाता है।
• रेसिपी प्रबंधन: यह विभिन्न उत्पादों या बैचों के लिए मशीन मापदंडों को सहेजता और लोड करता है।
• उपयोगकर्ता अनुमतियाँ: ऑपरेटर, तकनीशियन, इंजीनियर या प्रशासक स्तर के आधार पर पहुंच को नियंत्रित करता है।
• दूरस्थ निगरानी: यह ब्राउज़र, टैबलेट, मोबाइल, वीपीएन, क्लाउड या एससीएडीए एक्सेस की अनुमति देता है।
• बहुभाषी सहायता: निर्यात मशीनों और वैश्विक कारखानों के लिए उपयोगी।
• साइबर सुरक्षा कार्य: पासवर्ड, उपयोगकर्ता भूमिकाएं, सुरक्षित संचार और सॉफ्टवेयर अपडेट नियंत्रण।

अच्छे HMI सॉफ़्टवेयर का रखरखाव आसान होना चाहिए। मशीनें अक्सर कई वर्षों तक सेवा में रहती हैं, इसलिए स्पष्ट परियोजना संरचना, पठनीय टैग नाम, व्यवस्थित अलार्म पृष्ठ और दस्तावेजीकृत स्क्रीन लॉजिक महत्वपूर्ण हैं।

सर्वश्रेष्ठ एचएमआई सॉफ्टवेयर दैनिक संचालन और दीर्घकालिक सेवा दोनों का समर्थन करता है।

XIV. औद्योगिक प्रणालियों के साथ HMI संचार

एक एचएमआई प्रणाली औद्योगिक उपकरणों के साथ विश्वसनीय संचार होना आवश्यक है। स्थिर संचार के बिना, एचएमआई सही मशीन डेटा प्रदर्शित नहीं कर सकता या सटीक कमांड नहीं भेज सकता।

अधिकांश एचएमआई एक के साथ संवाद करते हैं पीएलसी HMI पीएलसी से तापमान, दबाव, गति, गिनती, स्थिति बिट्स और अलार्म सिग्नल जैसे मान पढ़ता है। यह पीएलसी को सेटपॉइंट, रीसेट कमांड, मोड चयन या रेसिपी पैरामीटर जैसे मान वापस लिख भी सकता है।

सामान्य HMI संचार विकल्पों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• ईथरनेट/आईपी
• मोडबस टीसीपी
• मोडबस आरटीयू
• प्रॉफ़िनेट
• प्रोफिबस
• ओपीसी यूए
• कैन बस
• आरएस232
• 485 रुपये
• USB
• 
  वाई-फाई या सेलुलर कनेक्शन, जहाँ उचित हो

कई प्रणालियों में, HMI PLC के माध्यम से सेंसर और एक्चुएटर्स के साथ अप्रत्यक्ष रूप से संचार करता है। अधिक उन्नत प्रणालियों में, HMI इससे भी जुड़ सकता है। एससीएडीए, हमक्लाउड प्लेटफॉर्म या IIoT डैशबोर्ड।

सामान्य संचार समस्याओं में गलत आईपी पता, गलत प्रोटोकॉल सेटिंग्स, बेमेल बॉड दर, गलत पीएलसी ड्राइवर, ढीला केबल, टैग पता त्रुटियां या नेटवर्क विलंबता शामिल हैं।

औद्योगिक उपकरणों के लिए, संचार का परीक्षण वास्तविक परिचालन स्थितियों में किया जाना चाहिए। यदि डेटा विलंबित, गलत या अविश्वसनीय है, तो एक आकर्षक HMI स्क्रीन किसी काम की नहीं है।

XV. एचएमआई सिस्टम के उदाहरण

समझने का सबसे आसान तरीका एचएमआई सिस्टम क्या है इसका मतलब है वास्तविक उदाहरणों को देखना।

एक पर पैकेट बनाने की मशीनएचएमआई उत्पादन संख्या, सीलिंग तापमान, कन्वेयर गति, खराबी के अलार्म, बैच रेसिपी और रखरखाव संबंधी संकेत दिखा सकता है। ऑपरेटर मशीन चालू कर सकता है, गति समायोजित कर सकता है, अलार्म रीसेट कर सकता है और उत्पाद सेटिंग्स बदल सकता है।

एक पर जल उपचार प्रणालीएचएमआई पंप की स्थिति, टैंक का स्तर, प्रवाह दर, वाल्व की स्थिति, दबाव, रासायनिक खुराक और अलार्म इतिहास प्रदर्शित कर सकता है। ऑपरेटर इस इंटरफ़ेस का उपयोग प्रक्रिया की निगरानी करने और असामान्य स्थितियों पर प्रतिक्रिया देने के लिए करते हैं।

एक पर सीएनसी मशीनएचएमआई स्पिंडल की गति, अक्ष की स्थिति, उपकरण की जानकारी, ऑपरेटिंग मोड, प्रोग्राम की स्थिति और त्रुटि संदेश दिखा सकता है।

एक पर वाहन या समुद्री प्रणालीएचएमआई में इंजन की स्थिति, बैटरी वोल्टेज, जीपीएस डेटा, डायग्नोस्टिक्स, लाइटिंग कंट्रोल और नेविगेशन से संबंधित कार्य शामिल हो सकते हैं।

ए कस्टम मेम्ब्रेन कीपैड एचएमआई देखने में सरल लग सकता है, लेकिन फिर भी यह एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसमें मुद्रित फ़ंक्शन आइकन, स्पर्शनीय धातु के गुंबदनुमा बटन, एलईडी संकेतक विंडो, एक पारदर्शी डिस्प्ले विंडो और मुख्य पीसीबी से जुड़ा एक एफपीसी टेल शामिल हो सकता है।

प्रत्येक मामले में, एचएमआई सिस्टम ऑपरेटर को मशीन को समझने और नियंत्रित करने का एक व्यावहारिक तरीका प्रदान करता है।

16. सही एचएमआई सिस्टम का चुनाव कैसे करें

सही का चुनाव करना एचएमआई प्रणाली शुरुआत एप्लिकेशन से होती है, स्क्रीन के आकार से नहीं। किसी साफ-सुथरी इनडोर मशीन के लिए सबसे अच्छा HMI किसी आउटडोर, गीले, धूल भरे या वाहन में लगे सिस्टम के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है।

सबसे पहले यह पूछें:

• एचएमआई किस मशीन या प्रक्रिया को नियंत्रित करेगा?
• किस पीएलसी, कंट्रोलर या संचार प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है?
• कौन-कौन सा डेटा प्रदर्शित किया जाना चाहिए?
• ऑपरेटर को कौन से कमांड दर्ज करने होंगे?
• क्या ऑपरेटर दस्ताने पहनेंगे?
• क्या वातावरण नम, धूल भरा, तैलीय, गर्म, ठंडा है या धूप के संपर्क में है?
• क्या सिस्टम को अलार्म, रेसिपी, ट्रेंड या डेटा लॉगिंग की आवश्यकता है?
• क्या रिमोट मॉनिटरिंग आवश्यक है?
• इसके लिए किन प्रमाणपत्रों या आईपी रेटिंग की आवश्यकता है?

एक साधारण मशीन के लिए, एक कॉम्पैक्ट एचएमआई पैनल कुछ स्क्रीन पर्याप्त हो सकती हैं। एक जटिल उत्पादन लाइन के लिए, एक औद्योगिक पैनल पीसी एचएमआई SCADA कनेक्शन वाला विकल्प अधिक उपयुक्त हो सकता है। किसी मजबूत मशीन के लिए, सीलबंद मेम्ब्रेन कीपैड या फिर हाइब्रिड एचएमआई बेहतर विकल्प हो सकता है।

इसके अलावा, जीवनचक्र पर भी विचार करें। औद्योगिक मशीनें अक्सर 5, 10 या 15 वर्षों तक चलती हैं। HMI को उपकरण के वास्तविक कार्यकाल के लिए पर्याप्त समय तक सेवायोग्य, प्रतिस्थापन योग्य और समर्थित होना चाहिए।

XVII. सामान्य HMI समस्याएं और उनके निवारण के सुझाव

यहां तक ​​कि एक अच्छा एचएमआई प्रणाली यदि हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर, संचार या पर्यावरण संरक्षण को ठीक से डिजाइन नहीं किया गया है तो समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं।

HMI से जुड़ी आम समस्याओं में निम्नलिखित शामिल हैं:

• कोई पीएलसी संचार नहीं: केबल, आईपी एड्रेस, कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल, पीएलसी ड्राइवर, बॉड रेट और टैग एड्रेस की जांच करें।
• टचस्क्रीन काम नहीं कर रही है: कैलिब्रेशन, सतह पर गंदगी, फर्मवेयर, टच डैमेज या दस्ताने की अनुकूलता की जांच करें।
• स्क्रीन पर गलत डेटा: टैग मैपिंग, पीएलसी रजिस्टर पते, स्केलिंग, इकाइयाँ और अपडेट दर की जाँच करें।
• अलार्म नहीं दिख रहा है: अलार्म ट्रिगर लॉजिक, प्राथमिकता सेटिंग्स, स्वीकृति नियम और पीएलसी अलार्म बिट्स की जांच करें।
• धीमी HMI प्रतिक्रिया: नेटवर्क लोड, अत्यधिक ग्राफिक्स, प्रोसेसर क्षमता और डेटा लॉगिंग सेटिंग्स की जांच करें।
• अपठनीय डिस्प्ले: चमक, देखने का कोण, सूर्य की रोशनी का प्रभाव, चकाचौंध रोधी सतह या बैकलाइट की स्थिति की जांच करें।
• कीपैड के बटन काम नहीं कर रहे हैं: एफपीसी टेल, कनेक्टर, सर्किट कंटिन्यूटी, मेटल डोम कॉन्टैक्ट, एडहेसिव प्रेशर और ओवरले डैमेज की जांच करें।
• पैनल के अंदर नमी: गैस्केट डिजाइन, एनक्लोजर सीलिंग, केबल एंट्री, एडहेसिव का चयन और आईपी रेटिंग की जांच करें।

के लिए मेम्ब्रेन कीपैड एचएमआई समस्या निवारण में निरंतरता परीक्षण विशेष रूप से उपयोगी होता है। कुंजी के खराब होने का कारण डोम का ढह जाना, सर्किट ट्रेस में दरार, कनेक्टर का गलत संरेखण, रासायनिक क्षति या टेल पर यांत्रिक तनाव हो सकता है।

समस्या निवारण का एक अच्छा सिद्धांत है: समस्या को अलग-अलग भागों में बाँटें। शक्ति, संचार, सॉफ़्टवेयर, इनपुट, और पर्यावरण कारण।

XVIII. एचएमआई रुझान और भविष्य का विकास

एचएमआई प्रणाली औद्योगिक स्वचालन के अधिक संयोजित होने के साथ-साथ इसमें तेजी से बदलाव आ रहा है। पारंपरिक HMI पैनल अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, लेकिन नए सिस्टम वेब एक्सेस, मोबाइल मॉनिटरिंग, क्लाउड डेटा और बेहतर निदान जैसी सुविधाएं जोड़ रहे हैं।

महत्वपूर्ण एचएमआई रुझानों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• वेब-आधारित एचएमआई: ऑपरेटर और इंजीनियर ब्राउज़र के माध्यम से स्क्रीन तक पहुंच सकते हैं।
• IIoT एकीकरण: एचएमआई डेटा को सेंसर, क्लाउड प्लेटफॉर्म, डैशबोर्ड और एनालिटिक्स टूल के साथ साझा किया जाता है।
• दूरस्थ निगरानी: रखरखाव दल उपकरण के बगल में खड़े हुए बिना ही मशीन की स्थिति की जांच कर सकते हैं।
• पूर्वानुमानित रखरखाव: रनटाइम डेटा, अलार्म, कंपन, तापमान और रुझान विफलताओं की भविष्यवाणी करने में मदद कर सकते हैं।
• मोबाइल एचएमआई: दूरस्थ संचालन और सेवा के लिए रग्ड टैबलेट और हैंडहेल्ड टर्मिनल का उपयोग किया जाता है।
• उच्चतर साइबर सुरक्षा आवश्यकताएँ: उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण, सुरक्षित नेटवर्क, भूमिका-आधारित पहुंच और सॉफ्टवेयर अपडेट अधिक महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं।
• बेहतर और मजबूत डिजाइन: वाटरप्रूफ, धूप में पठनीय, दस्ताने के अनुकूल और कंपन-प्रतिरोधी इंटरफेस की मांग बढ़ रही है।
• हाइब्रिड इंटरफेस: टचस्क्रीन को मेम्ब्रेन कीपैड, एलईडी, नॉब और फिजिकल बटन के साथ मिलाकर इस्तेमाल किया जाता है।

अधिक उन्नत सॉफ़्टवेयर के बावजूद, भौतिक इंटरफ़ेस डिज़ाइन महत्वपूर्ण बना रहेगा। कई कारखानों में, ऑपरेटरों को अभी भी ऐसे नियंत्रणों की आवश्यकता होती है जिन्हें दस्ताने पहने हुए, तेज़ रोशनी में खड़े होकर या पानी, तेल, कंपन और शोर के बीच काम करते समय आत्मविश्वास से दबाया जा सके।