تتميز واجهات الإنسان والآلة (HMIs) بشاشات تعمل باللمس اليوم بخصائص تضبط درجة السطوع بناءً على ظروف الإضاءة، وتتضمن أيضًا أوضاعًا ذكيةً للنوم تبقي الشاشات مرئيةً على مدار الساعة مع توفير الكهرباء. عندما لا تكون هذه الواجهات قيد الاستخدام النشط، فإنها تُظْلم تلقائيًا أو تُبرز أولًا التنبيهات المهمة، مما يقلل استهلاك الطاقة بنسبة تتراوح بين 30 إلى 35 بالمئة دون أن يفقد المشغلون القدرة على متابعة ما يحدث داخل النظام. هذا الأمر مهم جدًا للصناعات التي تستهلك طاقةً كبيرة مثل مصانع الكيماويات، لأنها تحتاج إلى مراقبة مستمرة لدرجات الحرارة والضغوط طوال فترات الإنتاج. يمكن أن يؤدي تقلب صغير إلى مشاكل كبيرة وإصلاحات باهظة التكلفة لاحقًا.
تحتاج واجهات التشغيل الصناعية (HMIs) إلى أن تتحمل ظروفاً قاسية للغاية، ولهذا يزودها المصنعون بشاشات من الزجاج المقوى، ومعدل حماية IP66، كما أنها تعمل ضمن نطاق حراري يتراوح بين -20 درجة مئوية حتى 70 درجة مئوية. تضمن هذه المواصفات استمرار تشغيل الآلات بسلاسة حتى في حال تعرضها لاهتزازات مستمرة أو الرطوبة أو الغبار المنتشر في أماكن مثل المناجم وورش صهر الصلب حيث تعد هذه المشاكل أمراً شائعاً يومياً. وبحسب مختلف الاختبارات الميدانية التي أجريت في عدة صناعات، فإن هذه الواجهات الصناعية تحتفظ بوقت تشغيل يقدر بحوالي 99.4 بالمئة على مدى عمرها الافتراضي البالغ خمس سنوات. هذا أداء مثير للإعجاب بالفعل مقارنة بالمعدات الاستهلاكية العادية، التي تكون أقل موثوقية بحوالي ثلاثة أضعاف تحت ظروف عمل مشابهة.
تُعد واجهات شاشات HMIs التي تعمل باللمس مراكز تحكم تنظم كل شيء من الأذرع الروبوتية إلى أحزمة النقل والجودة المستشعرات في خطوط الإنتاج الآلية. تتيح هذه الواجهات للمصنعين تعديل كميات الدفعات أو ضبط سرعات الماكينات أثناء التشغيل، وهو أمر مهم للغاية عند إنتاج قطع غيار السيارات حسب الطلب. يندرج النظام بأكمله ضمن فلسفة الصناعة 4.0، حيث تلعب أوقات الاستجابة التي تقل عن 50 مللي ثانية دوراً حاسماً في الفرق بين التشغيل الآمن وحدوث حوادث محتملة أثناء عمليات التجميع السريعة التي تُجرى دون توقف عبر فترات العمل.
وبحسب تقرير حديث لشركة ARC Advisory Group التي تفحص حوالي 12,000 موقعًا صناعيًا مختلفًا عبر قطاعات متعددة، فإن المصانع التي نفذت تقنيات متقدمة في واجهة المستخدم الآدمية (HMI) شهدت انخفاضًا في توقفاتها غير المخطط لها بنسبة تصل إلى 22% سنويًا. تكمن القيمة الحقيقية في قدرة هذه الأنظمة على اكتشاف المشاكل مبكرًا - على سبيل المثال، يمكنها اكتشاف علامات التآكل في محامل المحركات قبل 8 إلى 12 ساعة من حدوث العطل الفعلي. وهذا يمنح فرق الصيانة وقتًا كافيًا للتحرك قبل حدوث أي خلل. وعند الجمع بين هذه القدرة وأدوات التحليل التنبؤي، فإن الشركات المصنعة تشهد عادةً زيادة تقدر بـ 18% في الإنتاجية الكلية. ويكون هذا التأثير أكثر وضوحًا في الأماكن مثل غرف النظافة في صناعة الأدوية، حيث يمكن أن تؤدي الاضطرابات البسيطة إلى إفساد دفعات كاملة تصل قيمتها إلى آلاف الدولارات بسبب متطلبات التعقيم الصارمة.
تستفيد واجهات المستخدم الشاشة التي تعمل باللمس الحديثة بشكل جيد من شيء يُسمى التمثيل الديناميكي للجهد والتردد، ويُعرف اختصارًا بـ DVFS. ما تقوم به هذه التقنية بشكل أساسي هو تعديل كمية الطاقة التي يستهلكها النظام اعتمادًا على ما يحتاج إلى القيام به في كل لحظة. عندما تكون الأعباط قليلة، يمكن لهذه الأنظمة أن تخفض استهلاكها للطاقة بنسبة تصل إلى 30٪، مما يُحدث فرقًا كبيرًا على المدى الطويل. هذا مهم جدًا للمنشآت التي تعمل على مدار الساعة، لأنه بخلاف ذلك ستستخدم كمية كبيرة جدًا من الكهرباء فقط للحفاظ على المراقبة المستمرة لكل شيء. خذ مثالاً على خط إنتاج في مصنع. يمكن لأجهزة الكمبيوتر التي تراقب تلك النواقل أن تقلل بالفعل من نشاط وحدة المعالجة المركزية عندما لا يكون العمال موجودين خلال فترات الليل، مع البقاء كافية في حالة تأهب للتفاعل بسرعة إذا حدث خطأ ما فجأة.
تأتي واجهات المستخدم مع مستشعرات الضوء المحيط ومستشعرات الحركة التي تقوم تلقائيًا بتعديل سطوع الشاشة أو التبديل إلى وضع توفير الطاقة عندما لا يوجد أحد في المحيط. وبحسب أحدث تقرير DisplayTech لعام 2024، شهدت الشركات التي طبّقت هذه الميزات الذكية انخفاضًا في فواتير الطاقة الخاصة بشاشاتها بنسبة تصل إلى الربع سنويًا. وتذهب بعض الأنظمة الأفضل إلى أبعد من ذلك، حيث تقوم بإيقاف الإضاءة الخلفية غير الضرورية خلال الأيام المشرقة، أو تقلل من شدة إضاءة الشاشة عندما يرتدي العمال نظارات الأمان، مما يحافظ على وضوح الرؤية دون تلك الوهج المزعج الموجود في الإعدادات الصناعية التقليدية.
يتجه المزيد من المصنّعين الآن إلى استخدام مواد زجاجية قابلة لإعادة التدوير وإضاءة خلفية من نوع LED خالية من الزئبق، مما يقلل من الضرر البيئي على مدى عمر المنتجات بالكامل. أظهر تقرير حديث صادر عن تحالف التصنيع البيئي في عام 2023 أن هذه التغييرات نجحت فعليًا في خفض البصمة الكربونية للواجهات الإنسان-machine الصناعية بنسبة تصل إلى 40 بالمئة مقارنة بما كان متاحًا في عام 2018. كما نلاحظ ظهور تطورات جديدة في أنظمة إدارة الطاقة التي تعمل بشكل جيد مع الألواح الشمسية وخيارات الطاقة النظيفة الأخرى. مما يسهل على المصانع الاتصال المباشر لمعداتها بمصادر الطاقة النظيفة، ويساعدهم على تحقيق أهداف الاستدامة الشاملة التي كانوا يتحدثون عنها منذ سنوات.
أصبحت أجهزة HMI الشاشة اللمسية ضرورية في الصناعات حيث يمكن أن تؤدي فشل النظام إلى عواقب كارثية. يسلط قطاعان الضوء على الحاجة الحاسمة إلى واجهات قوية وفعالة من حيث الطاقة: استخراج الهيدروكربونات وتصنيع الأدوية الدقيقة.
توفر شاشات العرض التي تعمل باللمس واجهات بشرية للآلات (HMIs) على منصات الحفر البحرية وعلى طول شبكات خطوط الأنابيب إمكانية الوصول الفورية إلى قراءات الضغط، ومقاييس التدفق، وحالة المعدات بشكل عام عبر المنشآت الكبيرة التي قد تكون محدودة من حيث وجود الطاقم الميداني. تعمل الشاشات بشكل جيد حتى في ظل تقلبات درجات الحرارة من ما دون التجمد عند -40 درجة مئوية وحتى ظروف قاسية تصل إلى 70 درجة مئوية. وفيما يتعلق بتحكم الصمامات الحساسة، تظل أوقات الاستجابة أقل من ملي ثانية اثنتين، وهو أمر بالغ الأهمية لأن أي تأخير يزيد عن ذلك قد يؤدي إلى مشاكل بيئية جسيمة على المدى الطويل. عندما لا تكون الشاشات قيد الاستخدام نشطًا، فإن ميزات ترشيد استهلاك الطاقة تقوم تلقائيًا بتخفيض سطوع الشاشة مع الاستمرار في تدفق البيانات في الخلفية. تساعد هذه التعديلات البسيطة في تقليل استهلاك الطاقة بنسبة تتراوح بين ثلاثين إلى أربعين بالمائة خلال فترات التشغيل العادية، حيث لا يكون السطوع الكامل ضروريًا في الأصل.
في غرف النظافة الفارماوية، يجب أن تلبي واجهات المستخدم (HMIs) معايير جودة الهواء ISO 14644-1 مع الاحتفاظ بتتبع الدفعات دون انقطاع. تعمل الشاشات التي تعمل باللمس السعوية الجديدة بشكل جيد بالفعل حتى عندما يرتدي المشغلون قفازات معقمة، حيث توفر دقة تصل إلى 99.9%. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تستهلك نصف الطاقة مقارنة بالشاشات المقاومة القديمة التي كنا نستخدمها من قبل. ودعنا نواجه الأمر، فإن توفير الطاقة يعني تحكمًا أفضل في أشياء مثل غرف التجميد التجفيفي ومراقبة روبوتات تعبئة الزجاجات باستمرار. نحن نتحدث هنا عن منع خسائر مالية كبيرة تصل إلى نحو 2 مليون دولار في الساعة إذا حدث خطأ ما أثناء تصنيع المستحضرات البيولوجية. ولا تنسَ ميزات التكيف مع درجة السطوع أيضًا، فهي تقوم بتعديل شاشة العرض بناءً على مدى إضاءة الغرفة، مما يساعد على تقليل هدر الطاقة، وهو أمر بالغ الأهمية في المساحات المعتمدة وفقًا لممارسات التصنيع الجيدة (GMP) حيث يُعد كل تفصيل مهمًا.
تتمكن واجهات المستخدم الشاشة باللمس المستخدمة في البيئات الصناعية من تقليل استهلاك الطاقة دون إبطاء الأداء بشكل ملحوظ، وذلك بفضل التطورات التكنولوجية مثل التمكين الديناميكي لتعديل الجهد والتردد (DVFS)، إلى جانب الخوارزميات الذكية التنبؤية للأحداث. تشير الأرقام إلى أمرٍ مثير للاهتمام أيضًا، إذ يمكن لهذه الأنظمة خفض استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 35 بالمئة عندما تكون في وضع الخمول، مع الاستمرار في الاستجابة خلال أقل من نصف ثانية، وهو أمر بالغ الأهمية في العمليات التي تعتمد على الدقة الزمنية، مثل محطات اللحام الروبوتية أو التحكم في ناقلات المصانع. السر وراء هذا الأداء المتميز هو المعالجة المراعية للسياق، والتي تضمن استمرار عمل التنبيهات الطارئة والتحكمات الأساسية بشكل صحيح حتى في أوضاع ترشيد الطاقة، بينما تستطيع أجزاء أخرى من الواجهة دخول حالة استراحة.
لقد قام مؤخرًا أحد كبار مصنعي قطع السيارات بتركيب شاشات العرض الذكية هذه في جميع أنحاء مصنعهم. يمكن لهذه الشاشات ضبط معدل التحديث الخاص بها من 1 هرتز فقط حتى 60 هرتز حسب الحاجة في كل لحظة. وعندما قاموا بتوحيد وتزامن توقيت تحديث الشاشات مع حركات العمال وإيقاعات الماكينات، تمكنوا فعليًا من خفض فاتورة الكهرباء السنوية بمقدار 112 ألف دولار أمريكي. وهو أمر مثير للإعجاب بالنظر إلى أن شاشات اللمس استمرت في الاستجابة خلال 100 مللي ثانية أو أقل. ما يجعل هذا التكوين يعمل بشكل جيد هو الجمع بين مكثفات خاصة تدخل في الخدمة أثناء الأحداث المفاجئة مثل الضغط على زر التوقف الطارئ، إلى جانب محولات الطاقة هذه الفعالة من التيار المستمر إلى التيار المستمر. وبالتالي، رغم أنهم يوفرون طاقة هائلة عبر العملية بأكملها، لا يتم التفريط في السرعة المطلوبة لإتمام الأمور على أرضية المصنع.
وبحسب بحث حديث أجرته مجموعة ARC الاستشارية في العام الماضي، لاحظ نحو 83 في المئة من المنشآت الصناعية وفورات فعلية في استهلاك الطاقة عندما تُطبّق هذه الوضعيات المتقدمة لإدارة الطاقة في واجهات المستخدم الآدمية (HMI). ولكن توجد قيود جادة في الأماكن التي تكون فيها السلامة على قدر كبير من الأهمية. وقد طوّر القطاع على مر السنين عدة مناهج أساسية. عندما يحدث خلل في أنظمة السلامة، يجب على المعدات أن تتحول فورًا إلى وضع الطاقة الكامل كإجراء احترازي. ويتطلب تعديل أي إعدادات للطاقة عدة طبقات من التحقق لمنع التعديلات غير المصرح بها. كما تعرض معظم الألواح التحكم الحديثة تحديثات مباشرة حول حالة الطاقة الحالية مباشرة على الشاشة الرئيسية للوحة القيادة. بل إن بعض الشركات المصنعة الرائدة تضيف ميزات مراقبة خاصة تتوافق مع معايير ISO 13849. وسوف تُطفئ هذه الأنظمة وظائف توفير الطاقة تلقائيًا كلما أصبحت أوقات الاستجابة بطيئة للغاية لتشغيل آمن. وتظل هذه التوازن بين خفض التكاليف والحفاظ على السلامة أمرًا بالغ الأهمية عبر قطاعات التصنيع التي تتعامل يوميًا مع العمليات المحتملة الخطورة.
تأتي واجهات الإنسان والآلة الحديثة بمزايا مثل قياس الجهد والتردد الديناميكي، بالإضافة إلى التحكم التكيّفي في السطوع لتوفير الطاقة. تسمح هذه المزايا للنظام بتعديل استهلاك الطاقة بناءً على الاحتياجات الفعلية والظروف البيئية.
تحسّن تقنية واجهات الإنسان والآلة المتقدمة الإنتاجية من خلال تمكين المراقبة الفورية وإرسال التنبيهات، وتقليل أوقات التوقف، ودعم الصيانة التنبؤية. مما يؤدي إلى اكتشاف مبكر لاحتمالات الأعطال وإجراء تعديلات فعالة في عمليات التصنيع.
التحدي الرئيسي هو ضمان عدم التأثير على سلامة العمليات بسبب وضعيات توفير الطاقة. يجب أن يكون بمقدور الأنظمة العودة الفورية إلى الطاقة الكاملة عندما تكون السلامة مهددة، ويجب أن تخضع أي تغييرات في إعدادات الطاقة لإجراءات تحقق صارمة.
Hot News2024-09-20
2024-09-20
2024-09-20
حقوق النشر © TECKON ELECTRIC (SHANGHAI) CO., LTD Privacy policy
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
SQ
ET
GL
HU
TH
TR
FA
MS
