Was ist ein HMI?

Was ist ein HMI? Mensch-Maschine-Schnittstellen , besser bekannt als HMIs, werden verwendet, seit ein Personal Computer in der Fertigungshalle Einzug gehalten hat. Die meisten Leute betrachten sie als Bildschirme, die in einer Produktionsumgebung verwendet werden. Im weiteren Sinne sind sie eine Form der Benutzerschnittstelle (UI) zwischen Mensch und Maschine. Die bessere Frage lautet also:„Wie sieht ein HMI im Zeitalter von Industrie 4.0 aus?“

Um diese Frage zu beantworten, sollten wir mit ein wenig Geschichte beginnen. Die ursprüngliche Funktion eines HMI bestand darin, die Ausrüstung zu starten und zu stoppen, die Anzeigeleuchten zur Anzeige des Status enthielt. Fortgeschrittenere HMIs waren in der Lage, Prozessparameter wie Geschwindigkeit oder Temperatur anzupassen oder analoge Anzeigen einzuschließen, um ein Feedback eines Sensors wie Druck oder Durchfluss bereitzustellen. Da die gesamte Steuerung und Überwachung ein Stück Hardware war, waren HMIs im Allgemeinen auf einen sicheren Betrieb beschränkt.

Als Computer in der Fabrikhalle immer häufiger wurden, wurden diese Gehäuse durch einen Personal Computer und einen CRT-Monitor mit HMI-Software ersetzt. Alle mechanischen Geräte (Druckknöpfe, Anzeigelampen usw.) wurden zu einer Grafik auf einem Bildschirm. Diese Änderung der Benutzeroberfläche revolutionierte die Fertigung insofern stand dem Bediener viel mehr Kontrolle zur Verfügung, zusammen mit einem besseren Feedback. Als sich die Computer- und Monitortechnologie weiterentwickelte, wurden die großen CRTs durch Touchpanels und einen eingebetteten PC ersetzt. Wie bereits erwähnt, ist dies die aktuelle Form für die meisten HMIs.

Da die Möglichkeit bestand, viel mehr vom Prozess zu visualisieren, begann man, HMI-Software für SCADA-Systeme (Supervisory Control and Data Acquisition) zu verwenden, um Gesamtprozesse zu steuern und zu überwachen. Anstelle eines eigenständigen Bedienfelds an einem Gerät gab es ein umfassendes System, das alle Geräte miteinander verband. Jedes HMI wurde mehr zu einer Bedienstation mit den entsprechenden Informationen angezeigt. In gewisser Weise verschwand die reine HMI-Funktion, da die Bedienstation viel mehr Möglichkeiten bot. Diese Bewertung hat dazu geführt, dass die Konzepte von HMI und SCADA weitgehend synonym verwendet werden.

Der aktuelle Trend in der Fertigung führt die HMI zu ihrer ursprünglichen Anwendung zurück und bietet grundlegende Steuerung und Überwachung von der Ausrüstung. Es verfügt weiterhin über Netzwerkfähigkeiten für die Konnektivität mit dem SCADA-System. Natürlich bietet das SCADA-System weiterhin die Möglichkeit, Geräte zu überwachen und zu steuern. Das System bietet auch eine Echtzeit-Visualisierung anderer Prozessmetriken wie Ausfallzeiten, Chargenstatus und Qualität.

Wenn Unternehmen ihre Industrie 4.0-Strategien vorantreiben, werden die physischen HMI-Bildschirme immer weniger. Das Konzept der mobilen Arbeit ermöglicht es einem Bediener, von einem Telefon oder Tablet aus mit einer Maschine zu kommunizieren. Dieselben Geräte bieten auch Zugriff auf Fertigungsinformationen überall auf der Welt. Viele der Augmented-Reality- und Virtual-Reality-Funktionen werden über ein mobiles Gerät unterstützt. Es ist möglich, dass die HMI der Zukunft durch eine Art tragbares Gerät erfolgt.