HMI 시스템이란 무엇인가? 인간-기계 인터페이스에 대한 설명

I. 서론: HMI 시스템이란 무엇인가?

안 HMI 시스템, 줄임말 인간-기계 인터페이스 시스템작업자는 기계, 생산 라인 또는 자동 제어 시스템과 상호 작용하는 지점을 작업자 인터페이스라고 합니다. 간단히 말하면, 작업자가 장비를 조작할 수 있도록 해주는 부분입니다. 모니터링, 제어, 조정 및 문제 해결 그 기계.

HMI는 다음과 같을 수 있습니다. 터치스크린 패널, 한 산업용 디스플레이, a 멤브레인 키패드, a 제어판, a 태블릿 기반 인터페이스또는 이들의 조합. 산업 자동화에서 HMI는 일반적으로 다음과 연결됩니다. PLC컨트롤러, 센서, 액추에이터, 드라이브 또는 더 광범위한 SCADA 시스템.

일반적인 HMI 시스템은 작업자가 다음과 같은 질문에 대한 답을 찾는 데 도움을 줍니다.

• 기계가 정상적으로 작동하고 있나요?
• 현재 온도, 압력, 속도 또는 생산량은 얼마입니까?
• 경보나 오류 코드가 있습니까?
• 현재 어떤 작동 모드가 활성화되어 있습니까?
• 어떤 매개변수를 변경해야 합니까?

예를 들어 포장 기계에서, HMI 화면 생산 속도, 기계 상태, 알람 이력, 레시피 설정 및 시작/정지 제어 기능을 표시할 수 있습니다. 더욱 열악한 환경의 장비에서는 동일한 HMI에 다음 기능도 포함될 수 있습니다. 촉각 막 키 장갑, 먼지, 물 또는 진동 환경에서도 안정적으로 작동합니다.

요약하자면, HMI 시스템은 다음과 같습니다. 운영자용 제어 및 시각화 레이어 기계의.

II. HMI는 무엇의 약자입니까?

HMI는 인간-기계 인터페이스의 약자입니다. 이는 인간과 기계 간의 상호 작용을 가능하게 하는 하드웨어 및 소프트웨어를 설명합니다. "인간" 측은 조작자, 기술자, 엔지니어 또는 유지보수 작업자를 의미합니다. "기계" 측은 PLC, 모터 구동 장치, 펌프, 로봇, 센서 네트워크, 생산 라인 또는 완전한 산업 자동화 시스템을 포함할 수 있습니다.

일반적으로 관련된 용어는 다음과 같습니다.

• 운영자 인터페이스
• 기계 인터페이스
• HMI 패널
• HMI 화면
• 제어판
• 산업용 터치스크린
• 운영자 단말기
• 그래픽 사용자 인터페이스
• 인간-기계 인터페이스옛 용어
• OIT또는 운영자 인터페이스 단말기

산업 분야를 제외하고도 HMI 스타일 인터페이스는 어디에나 있습니다. ATM, 엘리베이터, 차량 계기판, 의료 기기, 자동판매기, 스마트 가전제품 모두 어떤 형태로든 인간-기계 상호작용을 사용합니다. 하지만 사람들이 검색할 때 HMI 시스템이란 무엇인가일반적으로 산업용 인터페이스를 의미합니다. 기계 제어, 프로세스 모니터링, 또는 공장 자동화.

제조 분야에서 HMI는 단순히 화면만을 의미하는 것이 아닙니다. 인쇄된 오버레이, 밀봉된 버튼, LED 창, 기능 키, 경고 라벨, 통신 전자 장치 등을 포함할 수 있습니다. 잘 설계된 HMI는 복잡한 기계 데이터를 더 쉽게 이해할 수 있도록 도와주고, 작업자가 장비를 더 안전하고 빠르게 제어할 수 있도록 해줍니다.

III. HMI 시스템은 어떻게 작동하나요?

안 HMI 시스템은 작업자와 기계 제어 시스템 간의 정보 교환을 통해 작동합니다.HMI는 실시간 기계 데이터를 수신하여 읽기 쉬운 형식으로 표시하고, 작업자가 컨트롤러로 명령을 전송할 수 있도록 합니다.

기본적인 HMI 데이터 흐름은 다음과 같습니다.

센서 및 액추에이터 → PLC 또는 컨트롤러 → HMI 소프트웨어 또는 HMI 패널 → 작업자

그만큼 PLC프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)는 일반적으로 실시간 제어 로직을 처리합니다. 센서에서 신호를 읽고, 모터나 밸브를 제어하며, 프로그래밍된 명령을 실행합니다. HMI 시스템 일반적으로 PLC를 대체하는 것은 아닙니다. 대신, PLC가 무엇을 하고 있는지 사람들이 시각적으로 확인할 수 있도록 조작 인터페이스를 제공합니다.

예를 들어:

• 온도 센서가 PLC로 데이터를 전송합니다.
• PLC는 해당 값을 HMI로 전송합니다.
• HMI는 화면에 온도를 표시합니다.
• 작업자가 설정값을 변경합니다.
• HMI는 새로운 값을 PLC로 다시 전송합니다.

일반적인 HMI 통신 방법에는 다음이 포함됩니다. 이더넷/IP, 모드버스, 이익, OPC UA, CAN 버스, RS232, 그리고 RS485HMI는 기계의 원시 데이터를 화면, 차트, 경보, 버튼, 상태 표시기 및 추세 표시로 변환하여 기계 작동을 훨씬 더 실용적으로 만들어 줍니다.

IV. HMI 시스템의 주요 구성 요소

안 HMI 시스템 일반적으로 여러 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소가 함께 작동합니다. 정확한 설계는 기계, 환경, 예산 및 운영자 요구 사항에 따라 달라집니다.

주요 HMI 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 표시하다: LCD, TFT, 터치스크린, 산업용 모니터 또는 패널 PC.
• 입력 장치: 터치스크린, 멤브레인 키패드, 실리콘 키패드, 푸시 버튼, 노브 또는 스위치.
• HMI 소프트웨어: 화면 디자인, 알람 설정, 레시피 관리, 사용자 권한 및 데이터 로깅.
• 컨트롤러 연결: PLC, 마이크로컨트롤러, I/O 모듈, 센서, 액추에이터 또는 드라이브 연결.
• 통신 포트: 이더넷, USB, RS232, RS485, CAN, Wi-Fi 또는 4G/5G.
• 전면 패널: 그래픽 오버레이, 보호 창, 개스킷, 라벨 및 브랜딩.
• 울로 둘러싼 땅: 금속, 플라스틱, 밀폐형 하우징 또는 패널 장착 구조.

~로부터 관습멤브레인 키패드 전문가 관점에 따라 전면 입력 레이어는 종종 과소평가됩니다. 많은 산업용 HMI 설계에서 키패드 또는 오버레이는 오일, 세척제, 습기, 자외선 노출, 마모, 진동 및 반복적인 누름을 견뎌내야 합니다.

터치스크린은 유연하지만, 멤브레인 키패드 HMI 고정적이고 신뢰할 수 있는 촉각 조작을 제공합니다. 이는 특히 시작/정지 기능, 모드 선택, 비상 관련 작업, 숫자 입력 또는 장갑을 착용한 작업자가 사용하는 기계에 유용합니다.

V. HMI 시스템의 종류

여러 종류가 있습니다. HMI 시스템각각 다른 용도에 적합합니다. 적절한 유형을 선택하는 것은 기계 기능, 작동 환경, 사용자 습관 및 필요한 제어 수준에 따라 달라집니다.

일반적인 HMI 유형은 다음과 같습니다.

• 버튼식 HMI: 물리적인 버튼, 스위치 및 표시등을 사용합니다.
• 멤브레인 키패드 HMI: 밀봉된 인쇄 오버레이와 촉각 키를 사용합니다.
• 터치스크린 HMI: 유연한 제어를 위해 그래픽 터치 디스플레이를 사용합니다.
• 산업용 패널 PC HMI: 컴퓨터, 디스플레이 및 HMI 소프트웨어를 결합합니다.
• 웹 기반 HMI: PC, 태블릿 또는 모바일 기기의 웹 브라우저를 통해 접속할 수 있습니다.
• 모바일 HMI: 휴대용 기기 또는 견고한 태블릿을 통한 원격 모니터링에 사용됩니다.
• SCADA 통합 HMI: 더 큰 규모의 공장 전체 감시 시스템에 연결되어 있습니다.
• 견고한 HMI: 혹독한 산업, 야외, 차량, 해양 또는 군사 환경에 맞게 설계되었습니다.

간단한 기계에는 작은 키패드와 LED 표시등만 있으면 될 수도 있습니다. 하지만 생산 라인에는 10인치 또는 15인치 크기의 디스플레이가 필요할 수 있습니다. HMI 터치스크린 알람, 레시피, 추세 차트 등을 포함합니다. 정수 처리 시설은 더 광범위한 시스템에 연결된 HMI 화면을 사용할 수 있습니다. SCADA 시스템.

혹독한 환경에서는 많은 제조업체가 하이브리드 설계를 선택합니다. 시각화를 위한 터치스크린, 플러스 막 키 자주 사용하거나 중요한 기능에 사용합니다.

VI. HMI는 무엇에 사용되나요?

안 HMI 시스템 HMI는 기계 작동을 더욱 명확하고 안전하며 효율적으로 만들기 위해 사용됩니다. 작업자가 원시 신호를 해석하거나 전기 캐비닛을 검사하는 대신, HMI는 기계 정보를 실용적인 시각적 형식으로 제공합니다.

일반적인 HMI 사용 사례는 다음과 같습니다.

• 기계 모니터링: 작동 상태, 온도, 압력, 속도, 위치, 사이클 횟수 및 생산량.
• 기계 제어: 시작, 정지, 리셋, 조그, 모드 선택, 설정값 조정 및 파라미터 입력.
• 경보 관리: 오류 코드, 경고, 비상 경보, 경보 기록 및 확인 메시지.
• 데이터 시각화: 차트, 게이지, 공정도, 막대 그래프 및 추세 곡선.
• 레시피 관리: 제품 또는 배치별로 기계 설정을 저장하고 불러올 수 있습니다.
• 문제 해결: 센서 오류, 모터 결함, 통신 오류 또는 가동 중단 원인을 파악합니다.
• 사용자 접근 제어: 비밀번호, 운영자 레벨, 기술자 메뉴 및 관리자 권한.
• 유지보수 지원: 서비스 알림, 보정 화면, 진단 페이지 및 예비 부품 안내.

예를 들어, 식품 포장 기계는 HMI를 사용하여 밀봉 온도, 컨베이어 속도, 제품 수량, 배치 레시피 및 경보를 제어할 수 있습니다. 의료 기기는 밀봉된 용기를 사용할 수 있습니다. 멤브레인 키패드 HMI 세척 가능하고, 만져볼 수 있으며, 명확하게 표시된 대조군을 제공합니다.

훌륭한 HMI 디자인은 추측을 줄이고 작업자에게 적시에 적절한 정보를 제공합니다.

VII. HMI, PLC, SCADA: 차이점은 무엇인가?

많은 사람들이 혼동합니다 HMI, PLC, 그리고 SCADA하지만 둘은 동일하지 않습니다. 산업 자동화 시스템에서 함께 작동하는 경우가 많지만, 각각 다른 역할을 수행합니다.

그만큼 PLC 기계의 논리 제어기입니다. 입력 신호를 받아 프로그래밍된 논리에 따라 결정을 내리고 출력을 제어합니다. HMI 시스템 PLC 데이터를 표시하고 작업자가 설정을 변경하거나 명령을 보낼 수 있도록 하는 작업자 인터페이스입니다.

SCADA SCADA 시스템은 일반적으로 HMI보다 범위가 더 넓습니다. 여러 대의 기계, 원격 스테이션, 생산 구역 또는 유틸리티 자산을 관리할 수 있으며, 데이터 로깅, 경보, 보고, 원격 접속 및 중앙 제어실 기능을 포함하는 경우가 많습니다.

실제 사례:

• PLC는 펌프를 제어합니다.
• HMI를 통해 작업자는 펌프를 시작하고 압력을 확인할 수 있습니다.
• SCADA 시스템은 시설 전체의 모든 펌프를 모니터링합니다.

그래서, HMI는 사용자 인터페이스입니다., PLC는 컨트롤러입니다., 그리고 SCADA는 감독 시스템입니다..

VIII. HMI 시스템의 일반적인 응용 분야

HMI 시스템 이러한 장비는 사람들이 기계를 작동, 모니터링 또는 문제 해결해야 하는 모든 곳에서 사용됩니다. 특히 산업 자동화, 공정 제어, 제조, 운송, 에너지 및 특수 장비 분야에서 널리 사용됩니다.

일반적인 HMI 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 제조 설비: 포장 기계, CNC 기계, 조립 라인, 검사 기계, 사출 성형기 및 테스트 시스템.
• 공정 산업: 식품 가공, 화학 제품 생산, 제약, 수처리, 석유 및 가스, 발전.
• 차량 및 이동 장비: 농업 기계, 건설 장비, 해양 시스템, 지게차, 철도 시스템 및 특수 차량.
• 의료 및 실험실 기기: 살균기, 분석기, 진단 장비, 모니터링 장치 및 시험 기기.
• 에너지 및 공공 서비스: 태양광 시스템, 발전기, 배터리 저장 장치, 냉난방 시스템, 펌프 및 변전소.
• 상업용 장비: 키오스크, 자동판매기, 엘리베이터, 빌딩 자동화 및 출입 통제 시스템.

이러한 애플리케이션의 상당수에서 HMI는 일반 소비자용 화면보다 내구성이 더 뛰어나야 합니다. 따라서 다음과 같은 요구 사항이 있을 수 있습니다. IP65 또는 IP67 밀봉내화학성, 자외선 저항성, 눈부심 방지 창, 촉각 피드백 및 장기적인 라벨 내구성 등이 있습니다.

그래서 맞춤형 멤브레인 키패드, 그래픽 오버레이백라이트 아이콘, LED 창, 밀폐형 전면 패널은 여전히 ​​널리 사용되고 있습니다. 이러한 기능들을 통해 장비 제조업체는 신뢰할 수 있고, 브랜드 이미지를 구축하며, 특정 용도에 맞는 제품을 만들 수 있습니다. 산업용 HMI 인터페이스.

IX. HMI 시스템의 장점

잘 설계된 HMI 시스템 작업자가 기계와 상호 작용하는 방식을 개선합니다. 단순히 화면을 추가하는 것이 아니라, 기계 데이터를 더 쉽게 이해하고 기계 제어를 더 쉽게 수행할 수 있도록 하는 것입니다.

주요 이점은 다음과 같습니다.

• 가시성 향상: 작업자는 실시간 기계 상태, 경보, 공정 값 및 생산 데이터를 확인할 수 있습니다.
• 문제 해결 속도 향상: 오류 코드, 경보 기록 및 진단 화면은 가동 중지 시간을 줄이는 데 도움이 됩니다.
• 생산성 향상: 운영자는 설정을 조정하고, 레시피를 불러오고, 문제에 더 빠르게 대응할 수 있습니다.
• 더욱 안전한 작동: 명확한 경고, 접근 통제 및 안내된 절차는 운영 위험을 줄입니다.
• 훈련 시간 단축: 논리적인 HMI 레이아웃은 신규 작업자가 기계를 더 쉽게 익힐 수 있도록 해줍니다.
• 지속적인 생산: 레시피 관리 및 제어된 설정값은 인적 오류를 줄여줍니다.
• 더 나은 유지보수: 서비스 화면, 런타임 카운터 및 유지 관리 알림은 계획된 서비스를 지원합니다.
• 유용한 데이터 수집: HMI 소프트웨어는 경보, 생산량, 기계 작동 주기 및 공정 추세를 기록할 수 있습니다.

OEM 기계 제조업체에게 HMI는 장비의 체감 품질을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다. 깔끔한 HMI는 장비의 품질을 높여줍니다. HMI 화면내구성이 뛰어난 그래픽 오버레이그리고 신뢰할 수 있습니다 막 스위치기계를 더욱 전문적으로 보이게 하고 작동하기 쉽게 만듭니다.

열악한 환경에서는 그 이점이 더욱 분명해집니다. 적절한 HMI 설계는 물, 먼지, 기름, 그리고 사용자 오작동으로 인한 문제가 일상적인 신뢰성 문제로 발전하는 것을 방지합니다.

X. HMI 디자인: 좋은 HMI 인터페이스란 무엇일까요?

좋은 HMI 인터페이스 명확하고 실용적이며 작업자의 실제 작업 방식을 중심으로 설계된 HMI가 가장 좋습니다. 최고의 HMI 디자인은 불필요한 그래픽으로 화면을 과부하하지 않고, 중요한 정보를 빠르게 표시하며, 일반적인 작업을 쉽게 수행할 수 있도록 합니다.

훌륭한 HMI 디자인에는 다음 사항이 포함되어야 합니다.

• 화면 계층 구조를 명확히 하기: 홈, 작동, 알람, 설정, 레시피 및 유지 관리 화면.
• 읽을 수 있는 텍스트: 적절한 글꼴 크기, 간격, 대비 및 언어 선택.
• 논리적인 버튼 배치: 자주 사용하는 조작 버튼은 쉽게 찾을 수 있어야 합니다.
• 경보 우선순위 지정: 중대한 결함은 사소한 경고와 확연히 구분되어야 합니다.
• 일관된 기호: 아이콘, 색상, 레이블 및 단위는 일관성 있게 사용해야 합니다.
• 장갑을 착용한 상태에서도 조작이 용이합니다. 필요에 따라 큰 터치 영역이나 물리적 키를 사용하십시오.
• 오류 방지: 중요 작업에 대한 확인 메시지입니다.
• 훌륭한 환경 디자인: 밀봉된 전면 패널, 내구성 있는 덮개, 그리고 적합한 재료.

키패드 제조 관점에서 볼 때 물리적 인터페이스는 소프트웨어 화면만큼이나 중요합니다. 멤브레인 키패드 HMI 적절한 돔 압력, 키 간격, 엠보싱, LED 창, 접착제 선택 및 커넥터 설계가 필요합니다.

산업 설비의 경우 목표는 간단합니다. 작업자가 현재 상황, 필요한 조치, 그리고 눌러야 할 버튼을 주저 없이 알 수 있어야 합니다. 우수한 HMI는 혼란, 가동 중단 시간, 그리고 조작 오류를 줄여줍니다.

XI. HMI 하드웨어: 터치스크린 vs 멤브레인 키패드 vs 하이브리드 디자인

디자인할 때 HMI 시스템중요한 결정 사항 중 하나는 터치스크린, 멤브레인 키패드 또는 하이브리드 인터페이스를 사용할지 여부입니다. 각 옵션에는 장점이 있습니다.

에이 터치스크린 HMI 여러 화면, 변경 가능한 매개변수, 추세 차트, 알람 및 레시피 관리가 필요한 작업에 이상적입니다. 유연성이 뛰어나고 HMI 소프트웨어를 통해 쉽게 업데이트할 수 있습니다.

에이 멤브레인 키패드 고정적이고 반복적이거나 중요한 작업에 더 적합합니다. 촉각 피드백, 명확한 라벨링, 내화학성 및 강력한 밀봉 기능을 제공합니다. 또한 작업자가 장갑을 착용하거나 표면이 젖었거나 먼지가 많거나 기름기가 있는 경우에도 우수한 성능을 발휘합니다.

에이 하이브리드 HMI 디자인 최상의 결과를 제공하는 경우가 많습니다. 터치스크린은 시각화, 메뉴 및 데이터를 처리합니다. 멤브레인 키패드는 시작, 정지, 재설정, 모드 선택, 숫자 입력 또는 자주 사용하는 명령을 처리합니다.

산업용 기계 제조업체에게 있어 문제는 "터치스크린이냐 키패드냐?"가 아니라, 오히려 다음과 같은 질문입니다. 실제 작업 환경에서 어떤 제어 방식이 신뢰성을 유지할까요?

XII. 고려해야 할 중요한 HMI 사양

선택하기 전에 HMI 시스템엔지니어와 구매팀은 기술 사양을 확인해야 합니다. 우수한 HMI는 컨트롤러, 환경, 작업자 요구 사항 및 기계 수명 주기에 부합해야 합니다.

주요 HMI 사양은 다음과 같습니다.

• 화면 크기: 일반적인 크기로는 4.3인치, 7인치, 10.1인치, 12.1인치, 15인치, 21.5인치 등이 있습니다.
• 해결: 해상도가 높을수록 세부적인 화면의 가독성이 향상됩니다.
• 명도: 실외 또는 밝은 환경에서는 햇빛 아래에서도 잘 보이는 디스플레이가 필요할 수 있습니다.
• 터치 타입: 저항막 터치, 정전식 터치, 장갑 착용 가능 터치 또는 터치 없음.
• 입력 방식: 터치스크린, 멤브레인 키패드, 실리콘 키패드, 물리 버튼 또는 하이브리드 제어 방식.
• 프로세서 및 메모리: 고급 그래픽, 데이터 로깅 또는 SCADA 클라이언트 기능에 중요합니다.
• 운영 체제: Windows, Linux, Android, 임베디드 OS 또는 독자적인 런타임.
• 의사소통: 이더넷, RS232, RS485, CAN, USB, Wi-Fi, 4G/5G, Modbus, PROFINET 또는 OPC UA.
• 환경 등급: IP65, IP67 등급의 내진동성, 넓은 작동 온도 범위, 자외선 저항성 및 내화학성을 갖추고 있습니다.
• 설치: 패널 마운트, VESA 마운트, DIN 레일, 휴대용 또는 차량용 마운트.
• 전원 입력: 12V DC, 24V DC, 광범위 전압 입력 또는 차량 전원.

맞춤형 HMI 전면 패널의 경우 오버레이 재질, 접착제, 엠보싱, LED 창, 커넥터 간격, 케이블 길이 및 백라이트 요구 사항도 확인해야 합니다.

XIII. HMI 소프트웨어 기능

HMI 소프트웨어 이는 운영자 인터페이스를 생성, 구성 및 실행하는 데 사용되는 시스템 구성 요소입니다. 기계 데이터를 버튼, 표시기, 경보, 차트 및 제어 화면으로 변환합니다.

일반적인 HMI 소프트웨어 기능은 다음과 같습니다.

• 화면 편집기: 버튼, 텍스트, 미터, 아이콘 및 프로세스 그래픽을 포함한 시각적 레이아웃을 구축합니다.
• 태그 데이터베이스: HMI 객체를 PLC 주소, 레지스터 또는 변수에 연결합니다.
• 경보 관리: 오류, 경고, 경보 이력, 확인 상태 및 우선순위 수준을 표시합니다.
• 데이터 로깅: 생산 데이터, 공정 값, 가동 중지 시간 또는 작업자 활동을 기록합니다.
• 추세 표시: 온도, 압력, 속도, 유량 또는 기타 값에 대한 실시간 및 과거 그래프를 보여줍니다.
• 레시피 관리: 다양한 제품 또는 배치에 대한 기계 매개변수를 저장하고 불러옵니다.
• 사용자 권한: 운영자, 기술자, 엔지니어 또는 관리자 수준별로 접근 권한을 제어합니다.
• 원격 모니터링: 브라우저, 태블릿, 모바일, VPN, 클라우드 또는 SCADA 시스템에 대한 접근을 허용합니다.
• 다국어 지원: 수출용 기계 및 글로벌 공장에 유용합니다.
• 사이버 보안 기능: 비밀번호, 사용자 역할, 안전한 통신 및 소프트웨어 업데이트 제어.

우수한 HMI 소프트웨어는 유지 관리가 쉬워야 합니다. 기계는 종종 수년간 사용되므로 명확한 프로젝트 구조, 읽기 쉬운 태그 이름, 체계적인 알람 페이지 및 문서화된 화면 로직은 매우 중요합니다.

최고의 HMI 소프트웨어는 일상적인 운영과 장기적인 서비스 모두를 지원합니다.

XIV. 산업 시스템과의 HMI 통신

안 HMI 시스템 산업용 기기와 안정적으로 통신해야 합니다. 통신이 안정적이지 않으면 HMI는 정확한 기계 데이터를 표시하거나 정확한 명령을 전송할 수 없습니다.

대부분의 HMI는 다음과 같은 방식으로 통신합니다. PLC HMI는 PLC 또는 컨트롤러를 통해 온도, 압력, 속도, 카운트, 상태 비트 및 경보 신호와 같은 값을 읽어옵니다. 또한 설정값, 재설정 명령, 모드 선택 또는 레시피 매개변수와 같은 값을 PLC에 다시 쓸 수도 있습니다.

일반적인 HMI 통신 옵션은 다음과 같습니다.

• 이더넷/IP
• Modbus TCP
• 모드버스 RTU
• 이익
• 프로피부스
• OPC UA
• CAN 버스
• RS232
• RS485
• USB
• 
  Wi-Fi 또는 셀룰러 연결적절한 경우

많은 시스템에서 HMI는 PLC를 통해 센서 및 액추에이터와 간접적으로 통신합니다. 더욱 발전된 시스템에서는 HMI가 직접 연결될 수도 있습니다. SCADA, 우리클라우드 플랫폼 또는 IIoT 대시보드.

일반적인 통신 문제에는 잘못된 IP 주소, 잘못된 프로토콜 설정, 보드율 불일치, 잘못된 PLC 드라이버, 케이블 연결 불량, 태그 주소 오류 또는 네트워크 지연 등이 있습니다.

산업 설비의 경우, 통신은 실제 작동 조건에서 테스트되어야 합니다. 데이터가 지연되거나, 부정확하거나, 신뢰할 수 없다면 아무리 아름다운 HMI 화면이라도 소용이 없습니다.

XV. HMI 시스템 예시

가장 쉽게 이해하는 방법 HMI 시스템이란 무엇인가 실제 사례를 살펴보는 것입니다.

~에 포장기계HMI(인간-기계 인터페이스)에는 생산량, 밀봉 온도, 컨베이어 속도, 오류 경보, 배치 레시피 및 유지 보수 안내 메시지가 표시될 수 있습니다. 작업자는 기계를 시작하고, 속도를 조정하고, 경보를 재설정하고, 제품 설정을 변경할 수 있습니다.

~에 수처리 시스템HMI는 펌프 상태, 탱크 레벨, 유량, 밸브 위치, 압력, 화학 약품 투입량 및 경보 이력을 표시할 수 있습니다. 작업자는 이 인터페이스를 사용하여 공정을 모니터링하고 비정상적인 상황에 대응합니다.

~에 CNC 기계HMI는 스핀들 속도, 축 위치, 공구 정보, 작동 모드, 프로그램 상태 및 오류 메시지를 표시할 수 있습니다.

~에 차량 또는 해양 시스템HMI에는 엔진 상태, 배터리 전압, GPS 데이터, 진단, 조명 제어 및 내비게이션 관련 기능이 포함될 수 있습니다.

에이 맞춤형 멤브레인 키패드 HMI 겉보기에는 단순해 보일 수 있지만 여전히 중요한 역할을 수행합니다. 여기에는 인쇄된 기능 아이콘, 촉각 금속 돔 키, LED 표시창, 투명 디스플레이 창 및 메인 PCB에 연결된 FPC 테일이 포함될 수 있습니다.

각각의 경우에서 HMI 시스템은 작업자에게 기계를 이해하고 제어할 수 있는 실용적인 방법을 제공합니다.

XVI. 적합한 HMI 시스템 선택 방법

올바른 것을 선택하세요 HMI 시스템 HMI는 화면 크기가 아니라 적용 분야에서 시작됩니다. 실내의 깨끗한 환경에 적합한 HMI가 실외, 습기, 먼지가 많은 환경 또는 차량 탑재 시스템에는 적합하지 않을 수 있습니다.

다음 질문부터 시작해 보세요:

• HMI는 어떤 기계 또는 공정을 제어할까요?
• 어떤 PLC, 컨트롤러 또는 통신 프로토콜이 사용됩니까?
• 어떤 데이터를 표시해야 합니까?
• 운영자는 어떤 명령어를 입력해야 합니까?
• 작업자는 장갑을 착용할까요?
• 주변 환경이 습한가요, 먼지가 많은가요, 기름기가 많은가요, 더운가요, 추운가요, 아니면 햇빛에 노출되어 있나요?
• 시스템에 경보, 레시피, 추세 분석 또는 데이터 로깅 기능이 필요합니까?
• 원격 모니터링이 필요한가요?
• 어떤 인증 또는 지적재산권 등급이 필요합니까?

간단한 기계의 경우, 소형 HMI 패널 몇 개의 화면만으로도 충분할 수 있습니다. 복잡한 생산 라인의 경우, 산업용 패널 PC HMI SCADA 연결 기능이 있는 제품이 더 적합할 수 있습니다. 견고한 기계의 경우 밀폐형 제품이 적합합니다. 멤브레인 키패드 또는 하이브리드 HMI가 더 나은 선택일 수 있습니다.

수명 주기 또한 고려해야 합니다. 산업용 기계는 종종 5년, 10년, 심지어 15년 동안 작동합니다. HMI는 장비의 실제 작동 수명 동안 충분히 수리 가능하고, 교체 가능하며, 지원이 제공되어야 합니다.

XVII. 일반적인 HMI 문제 및 문제 해결 팁

좋은 사람조차도 HMI 시스템 하드웨어, 소프트웨어, 통신 또는 환경 보호가 제대로 설계되지 않으면 문제가 발생할 수 있습니다.

일반적인 HMI 문제점은 다음과 같습니다.

• PLC 통신 없음: 케이블, IP 주소, 통신 프로토콜, PLC 드라이버, 전송 속도 및 태그 주소를 확인하십시오.
• 터치스크린이 반응하지 않습니다: 교정 상태, 표면 오염, 펌웨어, 터치 손상 또는 장갑 호환성을 확인하십시오.
• 화면에 잘못된 데이터가 표시되었습니다. 태그 매핑, PLC 레지스터 주소, 스케일링, 단위 및 업데이트 속도를 확인하십시오.
• 경보가 표시되지 않음: 경보 트리거 로직, 우선순위 설정, 확인 규칙 및 PLC 경보 비트를 확인하십시오.
• HMI 응답 속도가 느림: 네트워크 부하, 과도한 그래픽 사용, 프로세서 용량 및 데이터 로깅 설정을 확인하십시오.
• 읽을 수 없는 화면: 밝기, 시야각, 햇빛 노출, 눈부심 방지 표면 또는 백라이트 상태를 확인하십시오.
• 키패드 버튼이 작동하지 않습니다. FPC 테일, 커넥터, 회로 연속성, 금속 돔 접촉, 접착 압력 및 오버레이 손상 여부를 확인하십시오.
• 패널 내부에 습기가 있습니다. 가스켓 설계, 외함 밀봉, 케이블 인입구, 접착제 선택 및 IP 등급을 확인하십시오.

을 위한 멤브레인 키패드 HMI 문제 해결 시, 특히 연속성 테스트가 유용합니다. 키 불량은 돔 붕괴, 회로 패턴 균열, 커넥터 정렬 불량, 화학적 손상 또는 테일 부분의 기계적 스트레스 등 다양한 원인에서 발생할 수 있습니다.

효과적인 문제 해결은 한 가지 원칙에서 시작됩니다. 바로 문제를 여러 부분으로 나누는 것입니다. 힘, 의사소통, 소프트웨어, 입력, 그리고 환경 원인.

제18장 HMI 동향 및 향후 발전 방향

그만큼 HMI 시스템 산업 자동화가 더욱 연결됨에 따라 빠르게 진화하고 있습니다. 기존의 HMI 패널은 여전히 ​​널리 사용되고 있지만, 최신 시스템은 웹 접속, 모바일 모니터링, 클라우드 데이터 및 더욱 스마트한 진단 기능을 추가하고 있습니다.

주요 HMI 트렌드는 다음과 같습니다.

• 웹 기반 HMI: 운영자와 엔지니어는 브라우저를 통해 화면에 접근할 수 있습니다.
• IIoT 통합: HMI 데이터는 센서, 클라우드 플랫폼, 대시보드 및 분석 도구와 공유됩니다.
• 원격 모니터링: 유지보수팀은 장비 옆에 서지 않고도 기계 상태를 확인할 수 있습니다.
• 예측 유지보수: 런타임 데이터, 경보, 진동, 온도 및 추세는 고장을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 모바일 HMI: 견고한 태블릿과 휴대용 단말기는 원격 작업 및 서비스에 사용됩니다.
• 강화된 사이버 보안 요구 사항: 사용자 인증, 보안 네트워크, 역할 기반 접근 제어 및 소프트웨어 업데이트가 점점 더 중요해지고 있습니다.
• 더욱 견고한 디자인: 방수, 햇빛 아래에서도 잘 보이고, 장갑을 낀 상태에서도 사용 가능하며, 진동에 강한 인터페이스에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
• 하이브리드 인터페이스: 터치스크린은 멤브레인 키패드, LED, 노브 및 물리적 버튼과 결합됩니다.

소프트웨어가 아무리 발전하더라도 물리적 인터페이스 디자인은 여전히 ​​중요합니다. 많은 공장에서 작업자는 장갑을 착용한 상태, 밝은 조명 아래, 또는 물, 기름, 진동, 소음이 있는 환경에서도 안심하고 조작할 수 있는 제어 장치가 필요합니다.