İnsan Makine Arayüzü veya HMI, insanların makinelerle etkileşime girmesini sağlayan belirli bir cihaz veya yazılım uygulamasının bir özelliği veya bileşeni olarak tanımlanır. Günlük hayatımızda karşılaştığımız yaygın HMI cihazlarına bazı örnekler arasında dokunmatik ekranlar ve klavyeler bulunur.
Endüstriyel ortamlarda kullanılan HMI'lar, kullanıcıları makinelere, sistemlere veya ekipmanlara bağlayan öncelikli olarak ekranlar veya dokunmatik ekranlardır. Tesis operatörleri, makineleri ve üretim hatlarını kontrol etmek ve otomatikleştirmek için HMI'ları kullanır. HMI'lar, tesis makinelerine monte edilmiş basit ekran görüntüleri, gelişmiş dokunmatik ekranlar, çoklu dokunmatik özellikli kontrol panelleri, basmalı düğmeler, tuş takımı olan bilgisayarlar, mobil cihazlar veya tabletler olabilir.
DeepL.com (ücretsiz sürüm) ile çevrildi
İnsan-Makine Arayüzünün Evrimi
Toplu işleme kullanarak makinelerle etkileşim kurma
1950'lerde, girdi söz konusu olduğunda makinelerle başa çıkmanın baskın yöntemi toplu işlemdi.
Toplu işleme, kullanıcının genellikle bir delgeç kartı kullanarak tüm ayrıntıları ve görev sırasını belirtmesini gerektirir. Bu delgeç kartı makineye beslenir. Makine delgeç kartını değerlendirir ve sonuçları sağlar. Toplu işleme, teknik hatalara meyilli olduğundan insan-makine etkileşiminin etkili bir modu değildir.
Komut satırı arayüzünü kullanarak makinelerle etkileşim kurma
Komut satırı arayüzü geliştirme toplu işlemeyi takip eder. Komut satırı işleme, kullanıcının makineyle etkileşime girmesi için daha etkileşimli bir yoldur ve kullanıcının makineye doğrudan komutlar vermesine olanak tanır. Bu, metin kabul eden bir program kullanarak ardışık metin satırları girerek yapılır. Bu, 1960'larda makinelerle başa çıkmanın birincil yoluydu.
Grafiksel Kullanıcı Arayüzlerini Kullanarak Makinelerle Etkileşim Kurma
Grafiksel Kullanıcı Arayüzleri (GUI'ler), insan-bilgisayar etkileşiminin bir sonraki aşamasını oluşturur. Bu arayüzler, son kullanıcıların pencereler, düğmeler ve simgeler gibi zengin grafik öğeleri kullanarak makinelerle etkileşim kurmasını sağlar. Buna WIMP modeli (pencereler, simgeler, menüler ve işaretçiler) denir. Etkileşim için kullanılan gerçek cihazlar arasında klavyeler ve fareler gibi cihazlar bulunur.
WIMP Sonrası Aşama
Modern toplumda bilgisayar ve teknolojinin kullanımının artmasıyla birlikte, daha sofistike bir insan-bilgisayar etkileşimi düzeyine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu, kullanıcıların fiziksel tutamakları kullanarak sanal nesnelerle etkileşime girmesine olanak tanıyan dokunmatik ekranların ve kavranabilir kullanıcı arayüzlerinin geliştirilmesine yol açmıştır.
HMI ve Üretim
SCADA Sistemlerinde HMI'nin Rolü
Çoğu SCADA (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama) sistemi, verimli bir şekilde çalışmak için gömülü HMI bileşenlerine güvenir; SCADA sistemi, bir tesis veya tesisteki ana genel kontrol sistemidir ve gerçekleşen tüm karmaşık işlemleri düzenlemekten sorumludur.
Geleneksel olarak, bir üretim hattını bir HMI ile entegre etmek için, HMI'nin bir Programlanabilir Mantık Denetleyicisine (PLC) bağlanması gerekir ve HMI, PLC'den alınan verileri görüntüler ve kullanıcıdan PLC'ye girdi sağlar. Bu grafiksel gösterimler genellikle çok basittir.
Temel bir HMI, operatörün veya tesis yöneticisinin makine sıcaklığı, proses sayıları, makine durumu ve malzeme sayıları gibi tipik parametreleri kontrol etmesine olanak tanır.
HMI ve SCADA örnekleri
HMI'leri içeren standart senaryolar birçok su ve atık su arıtma tesisinde bulunur. Bu tesisler genellikle zorluklarla karşılaşır çünkü su arıtımı eleme, pompalama ve çeşitli zararlı mikroorganizmaların ve kalıntıların uzaklaştırılması gibi birçok aşamayı içerir. Ayrıca, her bir arıtma aşaması kilometrelerce uzaktaki alanlarda gerçekleşebilir, bu da ekipman ve süreçlerin izlenmesi ve kontrol edilmesinin zor olabileceği anlamına gelir.
SCADA sistemine entegre edilmiş bir HMI ekranı genellikle bir PLC'ye bağlanır ve bu da operatörün su seviyelerini, pH'ı, pompaları, çözünmüş katıları veya belirli toksik kimyasalların seviyelerini uzaktan izlemesine olanak tanır.
HMI, tank seviyesine göre pompaları açıp kapatmak için kullanılabilir. Ayrıca, pH belirli bir seviyenin altına düşerse, HMI genellikle dokunmatik ekran monitörü kullanılarak ayarlanabilen bir alarm görüntüler. Bu şekilde, HMI operatörün su arıtma süreçlerini ve aşamalarını izlemesini ve kontrol etmesini sağlar.
Akıllı fabrika ortamı için geliştirilen birçok modern endüstriyel HMI, multimedya yetenekleri açısından zengindir. Kullanıcıların makine durumu hakkında entegre SMS uyarıları, e-posta uyarıları almalarına ve ayrıca tesis katı süreçlerinin entegre videolarını izlemelerine olanak tanır. Daha sofistike HMI'lar, birden fazla tesiste birden fazla makinenin ve operasyonun uzaktan kontrol edilmesine ve tesis operasyonlarının analiz edilmesine olanak tanır. HMI'lar ayrıca üretim ve tesisle ilgili KPI'ları içeren panoları da görüntüleyebilir.
Sonuç olarak, yeni teknolojiler entegre edilmeye devam ettikçe HMI'nin rolü hızla gelişiyor.
Tesisiniz için gelişmiş HMI'ye yatırım yapmanın temel faydaları
Günümüzde piyasada tesis makinelerini izleyebilen ve kontrol edebilen bir dizi gelişmiş HMI bulunmaktadır. Makineleri uzaktan izleme ve KPI çıktı panolarını kullanma yeteneği gibi birden fazla özelliğe sahip gelişmiş bir HMI'ye yatırım yapmak açısından, ana fayda tesis süreçlerinin ve operasyonlarının kolaylaştırılmasıdır.
Bir diğer önemli avantaj ise kritik gerçek zamanlı verileri kolayca görüntüleme yeteneğidir. Modern gelişmiş HMI'ların bu nitelikleri, tesis ortamının karmaşıklığını azaltmaya büyük ölçüde yardımcı olur.
Ayrıca, tesis sahipleri değişen veya zorlu koşullara hızlı bir şekilde yanıt vermek için HMI'ları kullanabilirler. Sonuç olarak, azaltılmış kesinti süresi nedeniyle verimlilik artar. Bu, tesis sahiplerine maliyetleri ve atıkları azaltabilen ve nihayetinde süreçleri ve karlılığı iyileştirebilen akıllı sistemler sunar.
Gelecekte uç veya makine seviyesindeki HMI'lar daha da güçlü hale gelecek ve gerçek zamanlı olarak rekabet etme olanağına sahip olacaklar.
HMI Yapmalı mıyım Yoksa Satın Almalı mıyım?
Fabrika sahiplerinin sıklıkla karşılaştığı soru şudur: "Bir HMI inşa etmeli miyim yoksa satın almalı mıyım?". Bu, kolay bir cevabı olmayan çok genel bir sorudur çünkü dikkate alınması gereken birçok değişken vardır. Sorulması gereken sorulardan bazıları şunlardır:
- HMI'ların bir fabrikada hangi süreçleri ve operasyonları kontrol etmesi gerekir?
- Tesisin hangi makine ve parametreleri izlemesi gerekiyor?
- HMI'ın ne kadar karmaşık olması gerekiyor?
- Kuruluşun kendi bünyesinde uzmanlık ve bilgi birikimi var mı?
- Fabrika sahibinin HMI'ı tasarlamak, geliştirmek ve test etmek için zamanı var mı?
- Pazarın ürünleri hızla modernize etme ihtiyacı ve bunun şirket içinde uygulanabilir olup olmadığı
- Pazar aynı zamanda hızlı teknolojik gelişmeleri de zorluyor, bu nedenle aynı hususlar geçerlidir
- Mevcut şirket içi geliştirme ekibine harici teknolojiyi dahil etmek mümkün müdür?
- Mevcut bütçe nedir?
- Nihai hedef nedir; bir araştırma projesi için basit bir prototip mi yoksa HMI'ın tam donanımlı, çalışan ve kontrollü bir versiyonu mu?
Sonuç olarak, tesis sahibi veya üretici HMI'ları tasarlamak, geliştirmek ve inşa etmek konusunda deneyime sahip değilse, satın almak genellikle daha mantıklıdır. Bu, zamandan tasarruf sağlayacak ve test edilmiş bir çözüm sağlayacaktır. En azından araştırma yapılmalı ve üretici veya tesis sahibi kendi HMI'larını tasarlamaya başlamadan önce bir danışmana veya uzmana danışmalıdır.
İnsan-Bilgisayar Etkileşiminin Geleceği
Şu anda, bir sonraki HCI seviyesinin geleceğinin nasıl görünebileceğine dair çeşitli tahminler var. Bulut bilişim, bilişsel bilişim ve Nesnelerin İnterneti (IoT) gibi teknolojilerin, bir sonraki HCI seviyesinin geliştirilmesinde rol oynaması bekleniyor.
Bir sonraki etkileşim seviyesinde neyin ortaya çıkacağını tahmin etmek bir zorluktur. Ancak, endüstriler genelinde üretkenliği artıracak daha yüksek düzeyde insan-bilgisayar ortaklıkları olacağından şüphe yoktur.
Endüstri 4.0'ün talepleri açısından, Endüstriyel HMI, HMI'nin tamamı üzerinde etkisi olacak yeni ve ortaya çıkan teknolojilerin daha fazla entegrasyonuna da tanık olacaktır.