حوزه اتوماسیون صنعتی به حدی گسترده است که آشنایی با مفاهیم مختلف و تفاوت بین آنها، زمان زیادی نیاز دارد. به عنوان مثال PLC، در اینور دلتا و سایر تجهیزات صنعتی برای کنترل فرایندهای صنعتی استفاده می شود. HMI نیز مانیتور یا صفحه نمایشی است که به کمک آن ارتباط گرافیکی بین کاربر و سیستم کنترلی برقرار می شود، به همین دلیل به آن رابط بین انسان و ماشین هم می گویند. این قطعه برند های مختلفی دارد که اچ ام آی دلتا پرفروش ترین آن در بازار ایران است.
اما تفاوت PLC و HMI فقط در همین تعاریف ساده و ابتدایی نیست، بلکه گستردگی بیشتری دارد. برای اینکه به یکی از سوالات اساسی شما عزیزان پاسخ داده باشیم، لازم می بینیم که ابتدا به تعریف دقیق هر یک بپردازیم و سپس تفاوت بین PLC و HMI را از جنبه های مختلف بررسی کنیم.
PLC چیست؟
PLC، مخفف عبارت Programmable Logic Controller است، به آن کنترل کننده منطقی که قابلیت برنامه نویسی دارد نیز می گویند. اما در صنعت همان پی ال سی خطاب می شود. پی ال سی دلتا به طور مثال به کمک نرم افزارهای مختلف مثل WPLSoft و ISPSoft فرایندهایی که باید اجرا شوند، نوشته شده و سپس روی پی ال سی ها بارگذاری می شوند تا پس از پردازش دستور اجرای فرایند صادر شود. بنابراین برنامه توسط یک متخصص و مهندس برنامه نویس PLC نوشته می شود و اپراتور نقشی در آن ندارد.اگر نیاز به انش بیشتری در زمینه ی انواع پی ال سی داشتید پیشنهاد می کنیم به مقاله پی ال سی چیست و کاربرد آن در صنایع چگونه است؟ مراجعه کنید.
هر گاه نیاز به تغییر برنامه یا نوع کنترل و اجرای دستورات باشد، با اتصال کامپیوتر شخصی به PLC و کمک گرفتن از ماژول های ورودی و خروجی آن، دستورات تغییر داده شده و سری جدید برای پردازش بارگذاری می شود. این برنامه قابلیت ارتباط گرفتن با المان های گرافیکی مختلف را دارد.
HMI چیست؟
HMI که مخفف عبارت Human to Machine Interface است، سیگنال های وارد شده از سمت کاربر انسانی را به شکل سیگنال های الکتریکی برای سیستم تبدیل می کند تا کاربر انسانی بتواند تغییرات در فرایند و داده های مختلف را به شکل داده و نمودارهای گوناگون مشاهده کند. بنابراین HMI دستگاهی با صفحه نمایشگر و نرم افزار مخصوص بارگذاری شده بر روی پنل آن است. اگر در مورد نمایشگر صنعتی نیاز دارید دانش بیشتری داشته باشید حتما پیشنهاد می کنیم مقاله اچ ام آی چیست؟ را حتما مطالعه کنید.
از طرفی لازم است که HMI با PLC شبکه شده باشد در غیر این صورت داده ها به کنترلر فرستاده نمی شود. HMI روی درب تابلو برق های صنعتی نصب می شود تا کاربر نیازی به باز کردن درب آن و یادگیری مهارت و تخصص خاصی نداشته باشد.
تفاوت های مهم بین PLC و HMI
اکنون که با تعاریف دقیق هر کدام آشنا شدید نوبت به بررسی تفاوت PLC و HMI در اتوماسیون صنعتی می رسد تا از جنبه های مختلف بررسی کنیم.
1. تکنولوژی ساخت
پی ال سی ها با فناوری قدیمی تری ساخته شده اند که کار آنها کنترل تجهیزات صنعتی است اما فناوری ساخت HMI جدیدتر است و بعد از ساخت پی ال سی ها ساخته شد تا رابط دقیقی بین ماشین و انسان شکل بگیرد.
2. تخصص کار
مورد بعدی در تفاوت PLC و HMI این است که کار با اچ ام آی ها بسیار راحتتر از پی ال سی هاست چون با یک صفحه نمایشگر لمسی و ماوس به کاربر اجازه می دهند داده های مختلف را ببینند و پردازش آنها را تفسیر کنند و در مواقع لزوم دستورات مختلف را وارد کنند. بنابراین برای کار با تجهیزات HMI لازم نیست حتما دانش برنامه نویسی خاصی داشته باشید.
در سمت مقابل پیچیدگی کار با PLC نسبتا بالاست چون باید براساس دستوراتی که از برنامه های نوشته شده گرفته اند و همچنین براساس ورودی سنسورها، فرایندها را کنترل کنند. بنابراین پی ال سی ها برای اینکه کار کنند باید برنامه نویسی شوند و کار با آنها ملزم به فراگیری دانش برنامه نویسی خاص آنهاست که معمولا LADDER است.
3. وظیفه اصلی
مورد بعدی در بحث تفاوت PLC و HMI به وظیفه و کارکرد اصلی آنها باز می گردد. پی ال سی ها برای اتوماسیون سازی فرایند و کنترل آنها طراحی شده اند و برای اینکار باید با برنامه های مخصوص، کدنویسی انجام داد و برنامه نوشته شده روی آنها بارگذاری شود. به همین دلیل است که پی ال سی ها در صنایع مختلف مثل خطوط مونتاژ کارخانجات، سیستم های تولید برق و غیره کاربرد دارند. اما HMI ها وظیفه ارتباط برقرار کردن بین اپراتور انسانی و فرایندهای کنترل شده توسط PLC ها هستند تا داده های دریافت شده از آنها را به شکل دیتاهای گرافیکی و نمودارهای مختلف نشان دهند.
4. برنامه نویسی
مورد بعدی در تفاوت PLC و HMI در اتوماسیون صنعتی این است که برای کار با پی ال سی ها لازم است حتما مهندسین مربوطه از منطق LADDER و در صورت نیاز نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی خاص اطلاعات کافی و درک عمیق داشته باشند و بتوانند با نرم افزارهایی که شرکت سازنده پی ال سی معرفی کرده کار کنند.
اما HMI با کمک برنامه های کاربردی و ابزارهایی که به صورت پیش فرض روی آنها قرار گرفته کار می کنند تا اپراتورها بتوانند برای تعامل بهتر، ساخت نمودارهای گرافیکی، تنظیمات صفحه نمایش و غیره استفاده کنند. بنابراین اپراتور اچ ام آی حتی اگر دانش برنامه نویسی خیلی محدودی هم داشته باشد به مشکل نخواهد خورد. بنابراین تفاوت PLC و HMI از جنبه برنامه نویسی هم قابل توجه است.
5. کارکرد
عملکرد و کارکرد اصلی PLC و HMI نقطه اختلاف بعدی آنهاست. پی ال سی ها برای کنترل منطقی و برنامه نویسی شده فرایندهای صنعتی مختلف استفاده می شوند تا ورودی و خروجی های مختلف را مدیریت کنند. اما کارکرد HMI مبتنی بر ارائه رابط کاربرپسند برای اپراتورهاست تا بتوانند به راحتی با داده ها ارتباط بگیرند و با تفسیر آنها دستورت لازم را صادر کنند.
6. ورودی و خروجی ها
ورودی و خروجی دستگاه HMI فقط با یک قطعه سروکار دارد و آن هم پی ال سی است که از داده می گیرد، داده ها را به شکل گرافیکی به کاربر انسانی نمایش می دهد، اپراتور هم پس از تفسیر دستورات لازم را برای ارسال به PLC صادر می کند. اما PLC به واسطه کارکرد و وظیفه ای که برای آن تعیین شده با کلیه کلیدها، سنسورها و به طور کلی تجهیزات مختلف سروکار دارد تا عملکرد و فرایند کاری آنها را تنظیم کند. بنابراین ورودی و خروجی های PLC بسیار بیشتر بوده و تنوع خیلی زیادی دارد که شاید مهمترین تفاوت PLC و HMI بعد تفاوت در کارکرد باشد.
7. شیوه اعلام وضعیت
هیچ کدام از پی ال سی ها بجز چند مدل از یکسری برندها به شکل بسیار محدود، صفحه نمایش ندارند بنابراین شما باید برای اینکه متوجه ایرادات سیستم شوید و عملکرد ورودی و خروجی ها را بررسی کنید از چراغ های LED که روی آن قرار گرفته کمک بگیرید. اما در سمت مقابل همه HMI ها صفحه نمایش دارند و شما با رابط گرافیکی سروکار خواهید داشت.
8. مدل قطعات سخت افزاری
تفاوت بعدی PLC و HMI این است که PLC ها به عنوان دستگاه های مستقل متشکل از واحد پردازنده، ماژول های ورودی/خروجی و رابط های ارتباطی هستند که طراحی آنها مخصوص محیط های ناهموار بوده و پایداری و دوام بالایی دارند. در حالی که HMI ها بر روی یک کامپیوتر یا دستگاه سخت افزاری خاص اجرا می شود و خودشان برای عملکرد وابسته به قدرت سخت افزاری دستگاه میزبان هستند.
9. پروتکل ارتباطی
تفاوت PLC و HMI از منظر پروتکل ارتباطی هم مورد مبحث ماست. پی ال سی ها از پروتکل هایی مثل پروفیباس (Profibus)، مدباس (Modbus) یا اترنت/آی پی (Ethernet/IP) برای ارتباط داده با سنسورها، محرک و دستگاه های مختلف استفاده می کنند. HMI هم قابلیت پشتیبانی از این پروتکل ها را دارد اما اولویت اصلی آن ارتباط گرفتن با دستگاه های کنترلی برای گرفتن داده و صدور دستورات است.
جمع بندی مطالب
پی ال سی و اچ ام آی با وجود اینکه در سیستم اتوماسیون صنعتی عملکرد پیوسته ای دارند، اما تفاوتی که بین آنها وجود دارد نسبتا زیاد است. در این مطلب به تمامی مواردی که در خصوص تفاوت PLC و HMI باید بدانید اشاره کردیم. دقت داشته باشید عملکرد این دو دستگاه مکمل یکدیگر است و این تفاوت ها نشان دهنده برتری یا مزیت داشتن بر دیگری نیست. برای خرید دستگاه هایی که در تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند بهتر است از طریق فروشگاه های معتبر تهیه شوند. آزند اتوماسیون پیشرو در صنعت تجهیزات و قطعات الکترونیکی بهترین خدمات را به کارشناسان حوزه فنی و مهندسی ارائه می دهد.
