HMI

Was ist eine HMI?

Eine HMI (Human Machine Interface) ist ein Benutzerschnittstelle mit einem eingebauten Computer, der programmiert werden kann.

Viele dieser Geräte sind Touchscreen-Geräte. Es gibt auch eine breite Palette von Produkten mit Kommunikations- und Protokollierungsfunktionen sowie mit Anzeige und Bedienung.

Die interne Programmierung wird häufig mit Hilfe spezieller Software entwickelt, die vom Hersteller verkauft wird.

Anwendungen  von HMIs

HMIs werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, vom Alltag bis hin zum industriellen Bereich. Nachfolgend sind einige Beispiele für den Einsatz programmierbarer Anzeigen aufgeführt:

• Verkaufsautomaten
• Tankautomaten an Tankstellen
• Kommerzielle Geräte wie Geldautomaten
• Messgeräte für Abgase
• Fabrikautomatisierungsanlagen
• Fahrzeugnavigationssysteme für Autos und Busse
• Navigationsgeräte auf Schiffen

Eine bekannte Anwendung, die schon seit einiger Zeit im Einsatz ist, sind Geldautomaten. Zur Erleichterung der Bedienung werden Drucktasten und Hinweise auf dem Touchscreen angezeigt.

In der Industrie werden Geldautomaten in Verbindung mit programmierbaren Steuerungen (SPS) und anderen Steuergeräten zur Anzeige von Informationen über Maschinen und Anlagen eingesetzt. Sie können im Allgemeinen nach Bedarf bedient werden.

Funktionsweise von HMIs

Eine HMI besteht hauptsächlich aus Anzeigefunktionen, Bedienfunktionen und internen Steuerfunktionen.

1. Anzeigefunktion

Die Anzeigefunktion zeigt einen Bildschirm auf dem Display an. Sie zeigt Informationen über den Zustand der Maschine oder des Geräts an und gibt Hinweise zu deren Bedienung. Bei Maschinen werden Lampen und Zähler zusammen mit einem einfachen Systemdiagramm angezeigt, um die Betriebskontrolle zu erleichtern.

2. Bedienfunktion

Die Bedienfunktion ist eine Funktion, die durch einen Fingerdruck auf den Touchscreen bedient werden kann. Wenn das Display so programmiert ist, dass eine Bedientaste angezeigt wird, kann die Taste nach Bedarf betätigt werden. Wenn eine Taste gedrückt wird, erkennt der Computer dies und meldet es an das Steuergerät zurück.

3. Interne Steuerungsfunktion

Bei der internen Kontrollfunktion handelt es sich um eine Funktion zur Statusüberwachung und Protokollierung. In den letzten Jahren wurden auch Rückmeldeprodukte mit Kommunikations- und Netzwerkfunktionen verkauft.

Weitere Informationen zu HMIs

1. Verwendung

Für die Programmierung einer HMI ist eine vom Hersteller verkaufte Software zur Bearbeitung der Anzeige erforderlich. Erwägen Sie den Kauf von Software für die Bearbeitung.

Außerdem verfügen HMIs oft über eine separate CPU, die die Rechenoperationen ausführt; das Signalkabel, das die CPU und die HMI verbindet, ist in den meisten Fällen ein internationaler Standard. Aufgrund der internationalen Normen können für die CPU und die HMI Produkte verschiedener Hersteller verwendet werden.

Im Folgenden sind Beispiele für die verwendeten Kommunikationsmethoden aufgeführt.

RS232C
RS232C-Signale sind die älteste verwendete serielle Kommunikation. Die Übertragungsdistanz beträgt bis zu 15 m, was eine relativ kurze Entfernung ist. Die Anzahl der anzuschließenden Geräte ist nur möglich, wenn die CPU und die Anzeigeeinheit eins-zu-eins sind.

RS422
RS422-Signale haben eine maximale Übertragungsreichweite von 1200 m und sind aufwärtskompatibel mit der seriellen RS232C-Kommunikation. Die Anzahl der anschließbaren Einheiten ist jedoch auf insgesamt 10 CPUs und Anzeigegeräte begrenzt.

RS485
Das RS485-Signal ist eine serielle Kommunikation, die mit dem RS422-Signal aufwärtskompatibel ist. Es hat den Vorteil, dass die Anzahl der anschließbaren Einheiten höher ist, während die Übertragung die gleiche bleibt.

Ethernet
In den letzten Jahren hat sich die Ethernet (LAN)-Kommunikation zur vorherrschenden Kommunikationsmethode für HMIs entwickelt, die auch dazu dient, PCs und andere Geräte über eine Kabelverbindung mit dem Internet zu verbinden und eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Geräten anzuschließen. Sie hat den Vorteil, dass auch eine direkte und permanente Verbindung zu den PCs und dem Internet möglich ist.

Allerdings beträgt die maximale Übertragungsdistanz eines LAN-Kabels 100 m. Bei der Konfiguration eines Netzwerks in einem Hochhaus wird z. B. die Methode der Weiterleitung über einen HUB verwendet. In großen Fabriken, in denen es schwierig ist, Relaispunkte einzurichten, werden Medienkonverter verwendet, um LAN-Signale für die Übertragung in optische Signale umzuwandeln.

2. Englische Schreibweise für HMIs

Im Englischen wird eine Benutzerschnittstelle üblicherweise als HMI (Human Machine Interface) bezeichnet.

Die Bedeutung von HMI ist „Gerät zum Austausch von Informationen zwischen Menschen und Maschinen“. Die Maus, die Tastatur und das Display in einem PC sind ebenfalls Teil der HMI.