प्रारंभ में, अधिकांश एम्बेडेड एचएमआई एप्लिकेशन एक ही डिवाइस में विशिष्ट कार्यों को संभालने के लिए समर्पित थे। एक साधारण मशीन ऑपरेटर पैनल पर बटन, संकेतक, एनालॉग गेज और थंबव्हील को बदलने के लिए एक विशिष्ट एम्बेडेड एचएमआई का उपयोग किया जाएगा। यह कम गति वाले सीरियल संचार लिंक पर मशीन के नियंत्रक (आमतौर पर एक प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी)) के साथ संचार करेगा और अन्य उपकरणों, नियंत्रकों या कंप्यूटरों के साथ संचार नहीं करेगा।
इन बुनियादी एम्बेडेड एचएमआई की प्रोग्रामिंग एक पीसी पर की जाती है, और संकलित प्रोग्राम को सीरियल संचार के माध्यम से एचएमआई में डाउनलोड किया जाता है। एंबेडेड एचएमआई मालिकाना ऑपरेटिंग सिस्टम (ओएस) और हार्डवेयर का उपयोग करते हैं, जो महंगा हो सकता है। एक बार प्रोग्राम करने के बाद, एम्बेडेड एचएमआई को तब तक संशोधित या बदला नहीं जा सकता जब तक कि इसे पीसी पर दोबारा प्रोग्राम न किया जाए, एचएमआई बंद न हो जाए और कोई नया प्रोग्राम लोड न हो जाए।
इन उच्च लागतों और सीमाओं के बावजूद, एम्बेडेड एचएमआई मौजूदा हार्ड वायर्ड ऑपरेटर इंटरफ़ेस समाधानों की तुलना में लचीलेपन, प्रदर्शन और लागत में जबरदस्त सुधार प्रदान करते हैं।
सबसे महत्वपूर्ण बचत सभी ऑपरेटर इंटरफ़ेस उपकरणों के लिए पीएलसी इनपुट और आउटपुट के उन्मूलन के कारण होती है। हार्डवेयर्ड पैनल माउंटेड ऑपरेटर इंटरफ़ेस डिवाइस के साथ, प्रत्येक पुशबटन को एक संबंधित अलग पीएलसी इनपुट की आवश्यकता होती है, प्रत्येक लाइट एक अलग पीएलसी आउटपुट द्वारा संचालित होती है, प्रत्येक मीटर को एक एनालॉग पीएलसी आउटपुट की आवश्यकता होती है, और प्रत्येक थंबव्हील और पोटेंशियोमीटर एक एनालॉग पीएलसी इनपुट से जुड़ा होता है। यह न केवल सामने से बहुत महँगा था, बल्कि एक दुःस्वप्न था।
एक हार्डवेयर्ड ऑपरेटर इंटरफ़ेस के साथ, केवल संकेतक लाइट जोड़ने के लिए बाड़े के फ्रंट पैनल में ड्रिलिंग छेद, लाइट और उनके नेमप्लेट स्थापित करने, लाइट को पीएलसी आउटपुट से कनेक्ट करने और पीएलसी को पुन: प्रोग्राम करने की आवश्यकता होती है। यह मानता है कि फ्रंट पैनल पर पर्याप्त जगह और अतिरिक्त पीएलसी आउटपुट हैं। इसके विपरीत, अतिरिक्त संकेतक प्रतीकों को जोड़ने के लिए एचएमआई और पीएलसी को पुन: प्रोग्राम करने का कार्य अपेक्षाकृत सरल है।
मशीनों और अन्य अनुप्रयोगों के लिए जिनके लिए बड़ी संख्या में बटन, लाइट, गेज और थंबव्हील या पोटेंशियोमीटर की आवश्यकता होती है, सभी संबंधित पीएलसी I/O के साथ, एम्बेडेड एचएमआई महत्वपूर्ण लागत बचत प्रदान कर सकते हैं। इसके अलावा, एम्बेडेड एचएमआई ट्रेंडिंग और चार्टिंग जैसी उन्नत सुविधाएँ प्रदान करने में सक्षम हो सकते हैं, जो चार्ट रिकॉर्डर की जगह ले सकते हैं।
एचएमआई इवोल्यूशन
एक बुनियादी मशीन ऑपरेटर इंटरफ़ेस से एक उन्नत सिस्टम में विकसित होने के लिए, एम्बेडेड एचएमआई उन्हीं तकनीकी परिवर्तनों का उपयोग करते हैं जिन्होंने एससीएडीए सिस्टम (यानी, पीसी और विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम) के विकास को प्रेरित किया।
1990 के दशक की शुरुआत में, पीसी को कारखानों और संयंत्रों में पेश किया गया था, अक्सर नियंत्रण कक्षों में SCADA और इसी तरह के सॉफ़्टवेयर की मेजबानी की जाती थी। बाद में सदी में, उन्नत एचएमआई अनुप्रयोगों को फ़ैक्टरी फ़्लोर पर स्थानांतरित करने की अनुमति देने के लिए औद्योगिक पीसी पेश किए गए थे।
ख़राब वास्तविक समय प्रदर्शन और विंडोज़ के बार-बार रीबूट होने के कारण बाज़ार में कुछ प्रारंभिक अनिच्छा के बाद, ये पीसी आधारित उन्नत एचएमआई वास्तविक मानक बन गए, जो मालिकाना एससीएडीए और अन्य उन्नत एचएमआई सिस्टम के लिए मौत की घंटी बजा रहे थे।
अगली क्रांति बैंडविड्थ और नेटवर्किंग के संबंधित क्षेत्रों में हुई। ईथरनेट क्षमताओं के विस्तार के लिए धन्यवाद, बैंडविड्थ में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई, जिससे सिस्टम को आसानी से एक साथ जोड़ा जा सका, इस प्रकार स्वचालन साइलो समाप्त हो गया।
टीसीपी/आईपी जैसे नेटवर्क मानकों की शुरूआत और तेजी से खुले पीसी आधारित एससीएडीए आर्किटेक्चर ने लैपटॉप और ऑफिस पीसी जैसे अधिक से अधिक दूरस्थ उपकरणों को शॉप फ्लोर की जानकारी तक पहुंचने में सक्षम बनाया।
पीसी आधारित एससीएडीए की शुरूआत के बाद, माइक्रोसॉफ्ट विंडोज सीई ओएस प्लेटफॉर्म की शुरूआत ने डेवलपर्स को पीसी आधारित एससीएडीए सिस्टम के कई टूल और क्षमताओं को छोटी क्षमता वाले दूरस्थ उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला तक पहुंचाने में सक्षम बनाया। परिणामस्वरूप, कई विक्रेताओं ने कम लागत वाले प्लेटफ़ॉर्म बनाने के लिए प्रतिस्पर्धा की, जिससे हार्डवेयर की कीमतें कम हो गईं।
साथ ही, इंटरनेट ने एम्बेडेड एचएमआई, पीएलसी और एससीएडीए सिस्टम सहित हार्डवेयर प्लेटफार्मों की एक विस्तृत श्रृंखला के बीच सूचना के आदान-प्रदान का मार्ग प्रशस्त किया है। एंबेडेड और उन्नत एचएमआई सॉफ्टवेयर पैकेज पहले ब्राउज़र से और फिर एप्लिकेशन से रिमोट एक्सेस की पेशकश करने लगे। यह सिर्फ एक सुविधा कारक से कहीं अधिक था, क्योंकि ऑपरेटरों और प्रबंधकों को कहीं से भी जानकारी देखने की क्षमता देने से पौधों को कम श्रम के साथ अधिक कुशलता से चलाने में मदद मिली।
विंडोज़ सीई और इसके एंबेडेड विंडोज़ सक्सेसर को मानक ऑपरेटिंग सिस्टम के रूप में अपनाने से, एंबेडेड एचएमआई उन्नत पीसी और विंडोज़ आधारित एचएमआई सॉफ्टवेयर पैकेज की तरह दिखते और कार्य करते हैं। कई उपयोगकर्ताओं के लिए, एम्बेडेड एचएमआई अब उनके अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त से अधिक हैं, जो उन्हें पीसी आधारित एचएमआई से स्विच करने की अनुमति देता है। इसके परिणामस्वरूप भारी लागत बचत होती है क्योंकि एम्बेडेड एचएमआई से जुड़ी हर चीज बहुत सस्ती है, जिसमें प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर, रनटाइम लाइसेंस, वार्षिक सॉफ्टवेयर रखरखाव शुल्क और लक्ष्य प्लेटफॉर्म शामिल हैं।
औद्योगिक वातावरण में पीसी आधारित एचएमआई का उपयोग करने के लिए एक औद्योगिक पीसी और मॉनिटर की आवश्यकता होती है। एम्बेडेड एचएमआई के साथ, एक औद्योगिक रूप से उन्नत प्लेटफॉर्म काफी कम लागत पर समान भूमिका निभा सकता है। आधुनिक एम्बेडेड एचएमआई सॉफ्टवेयर सीमित प्रसंस्करण शक्ति, मेमोरी और अन्य हार्डवेयर संसाधनों के साथ एम्बेडेड प्लेटफार्मों पर रह सकता है, लेकिन फिर भी उपयोगकर्ता के अनुकूल ग्राफिकल इंटरफेस, रिमोट एक्सेस और वास्तविक समय रिपोर्टिंग और प्रमुख प्रदर्शन संकेतकों के रुझान जैसी उन्नत सुविधाएं प्रदान करता है।
रिमोट एक्सेस और उपयोगकर्ता अनुकूल इंटरफेस
इंजीनियर और ऑपरेटर उम्मीद करते हैं कि उपयोग और कार्यक्षमता में वही आसानी उन्हें अपने निजी उपकरणों से मिलती है, जो उनके काम के माहौल में मौजूद हो, खासकर जब एचएमआई की बात आती है। आज के स्मार्टफोन और टैबलेट वायरलेस कनेक्टिविटी, ग्राफिकल इंटरफेस और बेहतर गतिशीलता के लिए उपयोगकर्ता की अपेक्षाओं को पूरा कर रहे हैं, इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स औद्योगिक एचएमआई में एक बड़ी ताकत बन रहे हैं। वास्तव में, कई संगठन "अपनी खुद की डिवाइस लाओ" (बीवाईओडी) नीतियां स्थापित करके लागत में कटौती कर रहे हैं जो उत्पादन कर्मचारियों को मोबाइल एचएमआई के रूप में अपने स्मार्टफोन और टैबलेट का उपयोग करने की अनुमति देते हैं।
एचएमआई उपयोगकर्ता अब सभी डिवाइसों पर एकीकृत ऑपरेटर इंटरफ़ेस अनुभव की मांग कर रहे हैं। वे चाहते हैं कि एचएमआई सॉफ्टवेयर चाहे एंबेडेड हो या पीसी आधारित हो, एम्बेडेड एचएमआई स्क्रीन से लेकर स्मार्टफोन और टैबलेट तक, ऑपरेटिंग सिस्टम की परवाह किए बिना कई हार्डवेयर प्रकारों में एक ही डैशबोर्ड अनुभव प्रदान करे।
जवाब में, कई एम्बेडेड एचएमआई सॉफ्टवेयर पैकेज अब ये क्षमताएं प्रदान करते हैं। ये सॉफ्टवेयर समाधान एम्बेडेड एचएमआई उपकरणों के लिए एप्लिकेशन बनाते हैं जिन्हें पीसी, अन्य एम्बेडेड एचएमआई, स्मार्टफोन और टैबलेट से एक्सेस किया जा सकता है।
HTML5 समर्थन प्रदान करके, ये HMI समाधान मुख्य HMI स्क्रीन तक आसानी से पहुंच योग्य हैं, लेकिन HTML5 मानक का समर्थन करने वाले प्रत्येक डिवाइस में फिट होने के लिए आकार में हैं। HTML5 मानक उपयोगकर्ताओं को धीमे इंटरनेट ब्राउज़र डाउनलोड या उनके विशिष्ट डिवाइस के लिए एप्लिकेशन बनाने के लिए महीनों के इंतजार से मुक्त करता है क्योंकि यह एम्बेडेड HMI सॉफ़्टवेयर विक्रेताओं को वस्तुतः किसी भी स्मार्टफोन या टैबलेट पर एप्लिकेशन को जल्दी से रोल आउट करने की अनुमति देता है। जैसे-जैसे BYOD नीतियां अधिक प्रचलित होती जाएंगी, HTML5 समर्थन एक आवश्यकता बन जाएगी क्योंकि कर्मचारी काम पर कई उपकरणों का उपयोग करते हैं और ब्राउज़र से बेहतर प्रदर्शन करने वाले अनुप्रयोगों की मांग करते हैं।
कर्मचारियों की दक्षता में सुधार के लिए न केवल डेटा को सभी उपकरणों में एक ही तरह से प्रस्तुत किया जाना चाहिए, बल्कि उस तक पहुंच और हेरफेर करना भी आसान होना चाहिए। जबकि मल्टी{1}}टच तकनीक एक और "मी टू" फीचर की तरह लग सकती है, यह वास्तव में उपयोगकर्ताओं को पारंपरिक सिंगल{2}}टच स्क्रीन की तुलना में तीन गुना तेजी से कमांड निष्पादित करने में मदद करती है।
जैसे-जैसे जानकारी प्राप्त करने के लिए अधिक से अधिक हैंडहेल्ड उपकरणों का उपयोग किया जाता है, उपयोगकर्ताओं को डेटा के साथ बातचीत करने के लिए एक परिचित और तेज़ तरीके की आवश्यकता होती है। मल्टी{1}टच स्मार्टफोन और टैबलेट की परिचित क्षमताओं को औद्योगिक अनुप्रयोगों में लाता है, जैसे स्क्रॉलिंग, ज़ूमिंग, ऑब्जेक्ट रोटेशन और ड्रिल डाउन। किसी आपात स्थिति में ड्रॉप डाउन मेनू और कमांड वाली स्क्रीन के बीच अपना बहुमूल्य समय बर्बाद करने के बजाय, मल्टी टच उपयोगकर्ता आवश्यक जानकारी ढूंढने में सक्षम होते हैं, फिर समस्या क्षेत्र पर ज़ूम इन करते हैं और सेकंड में बदलाव करते हैं।
भविष्य हमारे चारों ओर है
एचएमआई में प्रगति ने औद्योगिक स्वचालन इंटरफ़ेस उपकरणों की सीमा का विस्तार किया है, और जैसे-जैसे अनुप्रयोग अधिक एकीकृत होते जाते हैं, यह संभव है कि इसे एक दिन विज़ुअलाइज़ेशन जैसे नए शब्द से बदल दिया जाए। एम्बेडेड एचएमआई पर चर्चा करते समय यह संभावना और भी अधिक हो सकती है।
मशीन के सामने उपयोगकर्ता द्वारा सीमित कार्यक्षमता और पहुंच के साथ पृथक, महंगी और मालिकाना एचएमआई के दिन तेजी से समाप्त हो रहे हैं। आज के एंबेडेड एचएमआई एप्लिकेशन एससीएडीए और अन्य उन्नत एचएमआई सिस्टम की कई क्षमताएं प्रदान करते हैं, लेकिन बहुत अधिक आकर्षक कीमत पर, विशेष रूप से प्लांट फ्लोर अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें औद्योगिक रूप से उन्नत प्लेटफॉर्म की आवश्यकता होती है।
जबकि कुछ मामलों में शॉप फ्लोर पर अभी भी ऑपरेटरों की आवश्यकता होगी, स्थानीय नियंत्रकों और एचएमआई के साथ संचार करने वाले दूरस्थ एचएमआई उपकरणों के प्रसार से श्रमिकों की गतिशीलता और उत्पादकता में काफी वृद्धि होगी। यह भविष्य मनुष्यों की आवश्यकता को प्रतिस्थापित नहीं करेगा, लेकिन कई पौधों और संयंत्र क्षेत्रों में उनकी पहुंच को काफी हद तक बढ़ा देगा, जिससे उन्हें आवश्यकतानुसार संचालन में सुधार के लिए अपनी विशेषज्ञता को तुरंत लागू करने की अनुमति मिलेगी।