HMI란?
HMI는 컴퓨터를 내장하여 프로그램을 도입할 수 있는 디스플레이 및 조작 기기입니다.
대부분 터치패널 형태의 제품입니다. 표시와 조작뿐만 아니라 통신 기능이나 로깅 기능을 가진 제품도 다양하게 판매되고 있습니다.
내부 프로그램은 대부분 프로그래머블 표시기 제조업체가 판매하는 전용 소프트웨어를 이용하여 개발합니다.
HMI의 사용 용도
HMI는 일상생활에서 산업 분야까지 다양한 용도로 사용된다. 다음은 HMI 표시기의 사용 용도의 예시 입니다.
- 자판기
- 주유소 주유기
- ATM 등 상용기기
- 배기가스 측정기
- 공장 자동화 설비
- 자동차와 버스의 카 내비게이션
- 선박의 네비게이션 장치
가장 먼저 익숙한 용도로는 ATM을 꼽을 수 있습니다. 터치패널에 푸시 버튼과 안내를 표시하여 조작을 용이하게 합니다.
산업용으로 프로그래머블 컨트롤러(PLC) 등의 제어기기와 연결하여 기계장치의 정보를 표시하는 용도로 사용됩니다. 필요에 따라 조작이 가능한 것이 일반적입니다.
HMI의 원리
HMI는 크게 표시 기능, 조작 기능, 내부 제어 기능으로 구성됩니다.
1. 표시 기능
표시 기능은 디스플레이에 화면을 표시하는 기능입니다. 기계 장비의 상태 및 작동 방법 안내를 표시합니다. 기계장치의 경우 간단한 계통도와 함께 램프나 미터를 표시하여 운전 관리를 보조합니다.
2. 조작 기능
조작 기능은 터치패널 위를 손가락으로 눌러서 조작할 수 있는 기능입니다. 디스플레이에 조작 버튼을 표시하도록 프로그래밍하면 필요에 따라 버튼 조작이 가능합니다. 버튼을 누르면 컴퓨터가 이를 감지하여 제어기기에 피드백을 줍니다.
3. 내부 제어 기능
내부 제어 기능은 상태 모니터링 및 로깅을 수행하는 기능입니다. 최근에는 통신 및 네트워크 기능을 갖춘 제품도 판매되고 있습니다.
HMI의 기타 정보
1. HMI 사용법
HMI의 프로그래밍을 위해서는 제조사가 판매하는 인디케이터용 편집 소프트웨어가 필요합니다. 편집할 때는 소프트웨어 구입을 고려합니다.
또한 프로그래머블 표시기는 연산 처리를 하는 CPU가 별도로 존재하는 경우가 많으며, CPU와 프로그래머블 표시기를 연결하는 신호 케이블은 대부분 국제 표준인 경우가 많습니다. 국제 표준이기 때문에 CPU와 프로그래머블 인디케이터를 각각 다른 제조사의 제품을 사용할 수 있는 경우가 있습니다.
아래는 사용되는 통신방식의 일례입니다.
- RS232C
RS232C 신호가 가장 오래전부터 사용된 시리얼 통신입니다. 전송 가능 거리는 15m 이내로 비교적 단거리 통신이라고 할 수 있습니다. 연결 가능 대수도 CPU와 표시기가 1:1로만 사용 가능합니다. - RS422
RS422 신호는 최대 1200m까지 전송할 수 있으며, RS232C의 상위 호환이 가능한 시리얼 통신입니다. 단, 연결 가능 대수는 CPU와 표시기가 총 10대까지입니다. - RS485
RS485 신호는 RS422 신호의 상위 호환되는 시리얼 통신입니다. 전송은 그대로 유지하면서 연결 가능 대수가 더 많다는 장점이 있습니다. - Ethernet
최근 프로그래머블 표시기의 통신 방식은 이더넷(LAN) 통신이 주류를 이루고 있는데, 이더넷 통신은 PC 등을 유선으로 인터넷에 연결할 때에도 사용되는 통신 방식이며, 연결 가능 대수가 사실상 무제한입니다. PC나 인터넷과 직접 상시 연결이 가능하다는 장점이 있습니다.
단, LAN 케이블의 최대 전송 가능 거리는 100m입니다. 고층 빌딩 등에서 네트워크를 구성할 때는 HUB 등을 통해 중계하는 방식을 사용합니다. 중계지점을 설치하기 어려운 넓은 공장 등에서는 미디어 컨버터를 사용하여 LAN 신호를 광신호로 변환하여 전송합니다.
2. HMI의 영문 표기
프로그래머블 디스플레이를 번역기에 걸면 ‘Programmable display’가 되지만, 영어 표현으로는 HMI(human machine interface)라고 부르는 것이 일반적입니다.
HMI의 의미는 ‘인간과 기계의 정보 교환을 위한 장치’이며, 컴퓨터에서 말하는 마우스, 키보드, 디스플레이도 HMI에 포함됩니다.