در دنیای مدرن اتوماسیون صنعتی، انسان دیگر مستقیماً با ماشین‌ ها سروکار ندارد. ارتباط میان انسان و تجهیزات صنعتی از طریق واسطه‌ای هوشمند و بصری به نام HMI (Human Machine Interface) انجام می‌شود.اما HMI چیست و چرا به آن مغز تصویری صنعت گفته می‌شود؟ به‌ بیان ساده، HMI همان رابط کاربری میان انسان و ماشین است؛ ابزاری که اطلاعات تولید شده توسط کنترلرها (مثل PLC) را به زبان قابل درک برای اپراتور نمایش می‌دهد. هر زمان اپراتوری روی یک صفحه لمسی صنعتی دما، فشار یا وضعیت موتور را می‌بیند، در حال کار با HMI است.

HMI چیست

 HMI چگونه کار می‌کند؟

HMI مانند مترجمی است که داده‌های فنی را از دستگاه‌ ها دریافت کرده و به شکل تصویری و ساده در اختیار کاربر قرار می‌دهد.این سیستم معمولاً با PLC، سنسورها و نرم‌ افزارهای مانیتورینگ صنعتی در ارتباط است.

فرآیند کار به این صورت است:

  • PLC داده‌ها را از سنسورها دریافت می‌کند.
  • این داده‌ها از طریق پورت‌های ارتباطی (مانند Ethernet یا Modbus) به HMI ارسال می‌شوند.
  • نرم‌افزار HMI داده‌ها را به نمودار، آلارم یا مقادیر عددی تبدیل می‌کند.
  • اپراتور می‌تواند با لمس صفحه، فرمان‌های جدید به سیستم بدهد.

در واقع، HMI پلی است میان انسان و دنیای دیجیتالِ ماشین‌ها؛ جایی که داده به تصمیم تبدیل می‌شود.

اجزای تشکیل‌ دهنده HMI

یک HMI استاندارد از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود:

  • نمایشگر (Display): صفحه‌ای لمسی یا غیرلمسی برای نمایش داده‌ها.
  • پردازنده و حافظه: مغز سیستم که اطلاعات را ذخیره و پردازش می‌کند.
  • نرم‌افزار طراحی HMI: محیط گرافیکی برای تنظیمات، طراحی صفحات، تعریف آلارم و مانیتورینگ.

برای شروع کار با این ابزار، معمولاً کاربران به دانلود نرم افزار HMI مربوط به برند خود نیاز دارند تا بتوانند تنظیمات را در محیط گرافیکی انجام دهند. در نسل جدید HMI‌ های صنعتی سال ۲۰۲۵، شاهد صفحات هوشمند‌تر، پردازنده‌های سریع‌ تر و اتصال ابری (Cloud Connectivity) هستیم که امکان مانیتورینگ از راه دور را نیز فراهم می‌کند.

کاربردهای HMI در صنایع

کاربرد HMI تنها محدود به کارخانه‌ ها نیست. از آسانسورها تا نیروگاه‌ها، از خطوط بسته‌ بندی تا پالایشگاه‌ ها، همه از رابط انسان و ماشین برای نظارت دقیق استفاده می‌کنند.

مهم‌ترین کاربردهای HMI عبارت‌ اند از:

  • نمایش و کنترل فرآیندهای صنعتی (دما، فشار، سطح مایع، سرعت موتور)
  • مدیریت آلارم‌ها و خطاها با رنگ‌ بندی و هشدار صوتی
  • تحلیل داده‌ها و بهینه‌ سازی انرژی در خطوط تولید
  • نظارت بر عملکرد ماشین‌ آلات از راه دور
  • افزایش ایمنی در محیط‌های صنعتی پرخطر

در حقیقت، HMI به اپراتور این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به مداخله مستقیم، تمام فرآیندهای صنعتی را با دقت میلی‌ متری کنترل کند.

مزایای استفاده از HMI در تولید و نگهداری

  • افزایش راندمان تولید از طریق نظارت بلادرنگ (Real-time Monitoring)
  • کاهش خطای انسانی به‌ واسطه هشدارهای دقیق و واکنش سریع
  • کاهش زمان توقف خط تولید با تشخیص سریع خطا
  • بهبود تصمیم‌ گیری مدیریتی با نمایش داده‌های تحلیلی
  • افزایش ایمنی کارکنان با حذف تماس مستقیم با دستگاه‌ها

HMI فقط یک ابزار نیست؛ بلکه یک رابط هوشمند برای تصمیم‌ سازی صنعتی است.از آنجا که در محیط‌ های صنعتی، تاچ‌ پنل‌ها دائماً در معرض گردوغبار، دما و فشار بالا قرار دارند، نیاز به تعمیر تاچ پنل یکی از دغدغه‌ های اصلی واحد نگهداری و تعمیرات است. با سرویس منظم و نگهداری اصولی، می‌توان عمر مفید HMI را به‌ طور چشمگیری افزایش داد و از توقف ناگهانی خط تولید جلوگیری کرد.

انواع HMI و ویژگی‌ های هرکدام

HMI‌ ها بر اساس نوع کاربرد، اندازه صفحه‌ نمایش و روش ارتباط با سیستم کنترل به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

HMI پایه (Basic HMI):

این نوع بیشتر برای کنترل‌ های ساده مثل دستگاه‌ های تکی یا ماشین‌ های کوچک استفاده می‌شود. صفحه‌ های کوچک ۴ تا ۷ اینچ دارند و معمولاً از طریق پورت RS-232 یا RS-485 به PLC متصل می‌شوند.

HMI پیشرفته (Advanced HMI):

دارای پردازنده قوی‌ تر، رابط کاربری گرافیکی پیچیده‌ تر و قابلیت اتصال شبکه‌ای است. این مدل‌ها برای خطوط تولید بزرگ و سیستم‌ های چند بخشی استفاده می‌شوند.

HMI صنعتی تحت شبکه (Industrial HMI / Web-based HMI):

نسل جدیدی از HMI‌ ها که با فناوری Ethernet، Modbus TCP و IoT  کار می‌کنند. این دستگاه‌ها امکان مانیتورینگ از راه دور، اتصال ابری و ذخیره داده‌ها را فراهم می‌کنند.

در سال ۲۰۲۵، HMI‌ های مبتنی بر Cloud و Edge Computing در حال تبدیل‌ شدن به استاندارد جدید اتوماسیون صنعتی هستند. برای انتخاب بهتر، قبل از خرید HMI باید نیازهای پروژه، نوع PLC و محیط  کاری بررسی شود.

برندهای محبوب HMI در ایران

بازار ایران در زمینه HMI تنوع بالایی دارد، اما چند برند با کیفیت بالاتر از بقیه شناخته می‌شوند:

  • HMI دلتا (Delta): محبوب‌ ترین برند در ایران به دلیل قیمت مناسب و پشتیبانی نرم‌ افزاری قوی (DOPSoft).
  • HMI زیمنس (Siemens): مناسب برای پروژه‌های بزرگ صنعتی؛ رابط حرفه‌ای با نرم‌ افزار WinCC.
  • HMI وین‌ تک (Weintek): گزینه‌ای اقتصادی با رابط گرافیکی مدرن و پشتیبانی از پروتکل‌ های متنوع.
  • HMI امرن (Omron): دارای دوام صنعتی بالا و امکانات پیشرفته برای محیط‌ های پرنویز.

نکات انتخاب بهترین HMI برای پروژه صنعتی

انتخاب HMI مناسب، به عوامل فنی و عملیاتی متعددی بستگی دارد. هنگام خرید یا طراحی سیستم، حتماً به موارد زیر توجه کن:

  • سازگاری با PLC مورد استفاده: بررسی پشتیبانی از برند PLC (دلتا، زیمنس، امرن و غیره).
  • اندازه صفحه و رزولوشن: بسته به فاصله دید اپراتور و نوع فرآیند، صفحه بین ۷ تا ۱۵ اینچ انتخاب شود.
  • تعداد پورت‌های ارتباطی: برای اتصال چند دستگاه یا مانیتورینگ شبکه‌ای.
  • قابلیت گسترش و به‌ روزرسانی نرم‌ افزار: سازگاری با نسخه‌ های جدید نرم‌ افزار طراحی HMI.
  • مقاومت در برابر شرایط محیطی: مانند دما، رطوبت، گردو غبار و نویز الکترومغناطیسی.

با رعایت این اصول، HMI نه‌ تنها ابزار مانیتورینگ، بلکه مرکز کنترل هوشمند تولید خواهد بود.

آموزش HMI

اگر تازه وارد دنیای اتوماسیون صنعتی شده‌ای، گذراندن یک دوره HMI می‌تواند درک عمیق‌ تری از مفاهیم، نرم‌ افزارها و نحوه طراحی رابط‌ های گرافیکی بهت بدهد. در این زمینه، شرکت نیک صنعت با برگزاری دوره‌های تخصصی و ارائه راهکارهای آموزشی، یکی از منابع معتبر در حوزه آموزش و اجرای پروژه‌های HMI در ایران شناخته می‌شود.

ارتباط HMI با اینترنت اشیا و هوش مصنوعی

در سال ۲۰۲۵، نقش HMI فراتر از نمایش داده‌هاست. ترکیب آن با فناوری‌های IoT (اینترنت اشیا) و AI (هوش مصنوعی) باعث شده سیستم‌ ها بتوانند:

  • خطاها را قبل از  وقوع پیش‌ بینی کنند (Predictive Maintenance)
  • داده‌های تولید را به‌ صورت ابری ذخیره و تحلیل کنند
  • تجربه کاربری (UX) اپراتورها را با رابط‌ های شخصی‌ سازی‌ شده بهبود دهند

بنابراین، HMI دیگر فقط یک صفحه لمسی نیست؛ بلکه به درگاه هوشمند تحلیل داده صنعتی تبدیل شده است.

جمع‌ بندی: چرا باید HMI را جدی بگیریم؟

اگر بخواهیم تنها در یک جمله بگوییم، HMI قلب تعامل انسان و ماشین در صنعت است؛ بدون آن، هیچ اپراتوری نمی‌تواند فرآیندهای پیچیده را با دقت، ایمنی و سرعت مدیریت کند. HMI‌ ها با ترکیب فناوری‌ های مدرن، امنیت، کارایی و قابلیت تصمیم‌ گیری بلادرنگ را به کارخانه‌ ها هدیه می‌دهند. در همین راستا، شرکت نیک صنعت با ارائه مشاوره رایگان در زمینه انتخاب و خرید HMI، طراحی و اجرای سیستم‌ های اتوماسیون صنعتی و پشتیبانی فنی، آماده همکاری با صنایع مختلف است. اگر در حوزه اتوماسیون صنعتی فعالیت می‌کنی و به دنبال انتخاب بهترین HMI برای پروژه‌ات هستی، می‌تونی با کارشناسان نیک صنعت تماس بگیری و از راهنمایی تخصصی آن‌ها استفاده کنی.