مقدمة إلى تقنية واجهة الإنسان والآلة (HMI) من سيمنز

تمثل حلول واجهة الإنسان والآلة (HMI) من سيمنز، تحت علامة SIMATIC التجارية، مكونات حاسمة في أنظمة الأتمتة الصناعية، مما يتيح تفاعلاً سلسًا بين المشغلين والآلات. تترجم هذه الواجهات بيانات الآلة المعقدة إلى تصورات بديهية، مما يسهل المراقبة والتحكم واتخاذ القرار في الوقت الفعلي في البيئات الصناعية. تتراوح منتجات HMI من سيمنز من لوحات اللمس الأساسية إلى الأنظمة المتقدمة القائمة على الكمبيوتر، وكلها مصممة لتحمل الظروف الصناعية القاسية مع ضمان الموثوقية التشغيلية. يؤدي تكامل واجهات HMI من سيمنز مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) وأنظمة التحكم الإشرافي والحصول على البيانات (SCADA) إلى إنشاء بيئة أتمتة موحدة، وهو أمر أساسي لتنفيذ استراتيجيات الصناعة 4.0. بفضل القدرات التي تمتد من التحكم البسيط في الأجهزة إلى تحليلات البيانات على مستوى المؤسسة، تعمل تقنية HMI من سيمنز كحجر زاوية للتحول الرقمي في العمليات الصناعية الحديثة.

عائلات المنتجات الأساسية والمواصفات الفنية

تقدم سيمنز مجموعة متنوعة من HMI مصنفة حسب متطلبات الأداء والتطبيق. توفر اللوحات الأساسية​ (مثل KTP400) حلولاً فعالة من حيث التكلفة للتطبيقات البسيطة بأحجام شاشات تتراوح من 3 إلى 15 بوصة، ودعم عمليات اللمس الأساسية وواجهات PROFINET/PROFIBUS المدمجة. لوحات الراحة​ (مثل TP1200، KP700) توفر أداءً أعلى مع رسومات متقدمة ودعم اللمس المتعدد وقدرات البرمجة النصية لمهام التصور المعقدة. تتيح اللوحات المحمولة​ التشغيل المحمول في بيئات التصنيع والخدمات اللوجستية، بينما تستفيد اللوحات الموحدة

​ من البنى القائمة على الكمبيوتر لتطبيقات SCADA المتطورة.

من الناحية الفنية، تتميز هذه الأنظمة بتصميمات أجهزة قوية مع شاشات لمس صناعية (مقاومة أو سعوية)، ونطاقات درجة حرارة تشغيل واسعة (-20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية)، وتقييمات حماية تصل إلى IP65/IP66 من أجل المتانة في الظروف الصعبة. تشتمل واجهات HMI الحديثة من سيمنز على معالجات قوية (مثل ARM Cortex-A8)، وذاكرة كبيرة (تصل إلى 4 جيجابايت فلاش)، وخيارات اتصال متعددة الاستخدامات بما في ذلك PROFINET و Ethernet/IP و OPC UA للتكامل السلس مع شبكات الأتمتة. يوفر الطراز 6AV7894-1AG32-1AE0، على سبيل المثال، شاشة عالية الدقة مقاس 19 بوصة بدقة 1280 × 1024 بكسل، وطلاء متوافق مع البيئات القاسية، ودعم لبروتوكولات صناعية متعددة.

النظام البيئي للبرامج وأدوات الهندسةتوفر سيمنز أدوات برمجية شاملة لتكوين HMI وتشغيلها. يعمل TIA (Totally Integrated Automation) Portal​ كإطار عمل هندسي أساسي، مما يوفر تطويرًا موحدًا لأنظمة HMI و PLC والمحركات. ضمن هذه البيئة، توفر منصات برامج WinCC

​ (WinCC Basic و Comfort و Advanced و Professional) حلولاً قابلة للتطوير لتعقيدات التطبيقات المختلفة. تدعم هذه الأدوات تطوير المشاريع بكفاءة من خلال المكتبات والقوالب وقدرات المحاكاة، مما يقلل بشكل كبير من وقت التشغيل.بالنسبة للأنظمة القديمة، يوفر WinCC Flexible

​ مسارات ترحيل إلى الأنظمة الأساسية الأحدث، مما يضمن التوافق على المدى الطويل. تشمل الميزات المتقدمة إدارة الوصفات للعمليات المجمعة، وتسجيل البيانات للتحليلات، وقدرات خادم الويب للوصول عن بعد. يتيح تكامل HTML5 و JavaScript والرسومات المتجهة القابلة للتطوير (SVG) في بيئات WinCC Unified تجارب تصور حديثة مع مرونة معززة. يتيح هذا التآزر بين الأجهزة والبرامج التنفيذ الفعال لكل شيء بدءًا من واجهات الآلة الأساسية إلى أنظمة التصور المعقدة على مستوى المصنع.

سيناريوهات التطبيقات الرئيسيةتجد حلول HMI من سيمنز تطبيقًا عبر قطاعات صناعية متنوعة. في التصنيع والسيارات، فإنها تمكن من مراقبة الإنتاج في الوقت الفعلي، والتحكم في الخلايا الروبوتية، وأنظمة ضمان الجودة، مع القدرات على تقليل دورات التشغيل بنسبة 15-20٪ من خلال تحسين الرؤية التشغيلية. يستخدم قطاع الطاقة

​ هذه الواجهات لمراقبة الشبكة، والتحكم في التوربينات، وإدارة توزيع الطاقة، مع تصميمات متينة مناسبة للبيئات القاسية.تستفيد الصناعات التحويلية​ بما في ذلك الكيماويات والأدوية والأغذية والمشروبات من واجهات HMI من سيمنز للتحكم في العمليات المجمعة، وإدارة الوصفات، وتتبع الامتثال، مع تصميمات صحية تلبي اللوائح الخاصة بالصناعة. في

الخدمات اللوجستية ومناولة المواد

، تسهل هذه الواجهات إدارة المستودعات، والتحكم في المركبات الموجهة ذاتيًا (AGV)، وتتبع المخزون. تستخدم صناعة معالجة المياه والصرف الصحي واجهات HMI من سيمنز للتحكم في المضخات، والجرعات الكيميائية، ومراقبة نظام التوزيع، مع القدرات على تقليل الوقت الهندسي بنسبة تصل إلى 75٪ مع تحسين كفاءة الطاقة. عبر هذه التطبيقات، توفر تقنية HMI من سيمنز الحلقة الحاسمة بين التكنولوجيا التشغيلية وأنظمة المؤسسات، مما يتيح اتخاذ القرارات المستندة إلى البيانات.

أفضل الممارسات الإجرائية واستراتيجيات التكامل

يتطلب التنفيذ الناجح لـ HMI من سيمنز تخطيطًا وتنفيذًا دقيقين. يجب أن يأخذ اختيار الأجهزة في الاعتبار عوامل مثل حجم الشاشة والظروف البيئية ومتطلبات الاتصال، مما يضمن التوافق مع البنية التحتية للأتمتة الحالية. يجب أن يعطي تكوين البرنامج الأولوية للتنقل البديهي وأنماط التصميم المتسقة وإدارة الإنذار السياقي لتعزيز فعالية المشغل.

يضمن التكامل مع Siemens PLCs (خاصة سلسلة S7-1200/1500) عبر PROFINET اتصالات حتمية في الوقت الفعلي، بينما يدعم OPC UA الاتصال بالأنظمة عالية المستوى لتحليلات البيانات. بالنسبة لمشاريع المجال البني، تسهل أدوات الترحيل الانتقال من أنظمة HMI القديمة إلى الأنظمة الأساسية الحديثة، والحفاظ على الاستثمارات الحالية مع فتح إمكانيات جديدة. تعد إجراءات الأمن السيبراني، بما في ذلك تقسيم الشبكة ومصادقة المستخدم والتحديثات المنتظمة، ضرورية لحماية البنية التحتية الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، يضمن تدريب المشغل الشامل والتوثيق الاستخدام الأمثل للنظام وكفاءة استكشاف الأخطاء وإصلاحها.الاتجاهات المستقبلية واتجاهات التطويرتواصل سيمنز تطوير تقنية HMI الخاصة بها بما يتماشى مع اتجاهات الصناعة 4.0. يتيح تكامل قدرات إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT)​ الصيانة التنبؤية والاتصال السحابي، بينما توفر وظائف الحوسبة الطرفية​ التحليلات بالقرب من نقطة التشغيل. تظهر واجهات

الواقع المعزز​ كتحسينات للتصور، وتراكب البيانات التشغيلية على المعدات المادية لتحسين الوعي الظرفي.يخلق تقارب تكنولوجيا المعلومات (IT) والتكنولوجيا التشغيلية (OT)​ فرصًا جديدة لتكامل البيانات عبر مستويات المؤسسة. تتيح تقنية

التوأم الرقمي

​ محاكاة وتحسين تطبيقات HMI قبل التنفيذ الفعلي، مما يقلل من وقت التشغيل ويحسن موثوقية النظام. مع تطور الأتمتة الصناعية، تم وضع حلول HMI من سيمنز لدمج تحليلات متزايدة التقدم، والذكاء الاصطناعي للتعرف على الأنماط، وميزات التعاون المحسنة للفرق الموزعة. ستعمل هذه التطورات على تعزيز دور تقنية HMI كمكون مركزي في أنظمة التصنيع الذكية.-Endress+Hauser

-

ALLEN BRADLEY 

-YOKOGAWA 

-MTL