كمورد لحلول HMI (واجهة الإنسان والآلة)، أتلقى هذا السؤال طوال الوقت من المهندسين ومديري المصانع ومسؤولي السلامة العاملين في مجال النفط والغاز والمعالجة الكيميائية وتصنيع الأدوية وغيرها من الصناعات المصنفة على أنها خطرة. الإجابة المختصرة ليست مجرد نعم أو لا، فهي تعتمد على المخاطر المحددة للبيئة، وشهادة HMI، وكيفية دمجها في النظام. ولكن دعنا نحلل ذلك بالتفاصيل الفنية، وحالات الاستخدام الواقعية، والمواصفات الفعلية لـ HMI مقاس 10 بوصة لتمنحك الوضوح الذي تحتاجه.
أولاً، دعونا نحدد ما تعنيه البيئة الخطرة بالنسبة للمعدات الصناعية. في معظم المناطق، تقوم معايير مثل IEC 60079 (العالمي) وNEC 500/505 (أمريكا الشمالية) بتصنيف المواقع بناءً على وجود غازات أو أبخرة أو غبار أو ألياف قابلة للاشتعال. يتم تقسيمها إلى "فئات" (غاز/غبار)، و"أقسام" أو "مناطق" (احتمالية التواجد)، و"مجموعات" (نوع المادة القابلة للاشتعال). لا يمكن للمعدات المستخدمة هنا أن تكون قياسية وجاهزة للاستخدام فحسب، بل يجب أن تكون معتمدة لمنع اشتعال هذه المواد. وهذا يعني حماية المكونات الكهربائية لتجنب حدوث أقواس أو شرر أو أسطح ساخنة للغاية.
عندما يسأل أحدهم: هل يمكن أن يعمل HMI 10 بوصة في هذه المساحات؟ يشيرون عادةً إلى سيناريوهين: تثبيته داخل المنطقة الخطرة نفسها، أو تركيبه في غرفة تحكم غير خطرة مجاورة. لنبدأ بالحالة الأخيرة، لأن هذه هي حالة الاستخدام الأكثر شيوعًا التي أراها، وهي واضحة لعملائنا. يمكن استخدام جميع أجهزة HMI تقريبًا، بغض النظر عن حجمها، في غرف التحكم غير الخطرة لأنها محمية حسب تصميم المنشأة - مفصولة عن منطقة العملية بجدران مقاومة للانفجار، أو هواء مضغوط، أو أنظمة تطهير. بالنسبة لهذا الإعداد، يعد HMI مقاس 10 بوصة خيارًا رائعًا لغرف التحكم نظرًا لأن شاشته الأكبر حجمًا تسهل مراقبة متغيرات العملية المتعددة في وقت واحد، وضبط نقاط الضبط، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها دون التحديق. إذا كنت تبحث عن خيارات أصغر للوحات التحكم المدمجة في المساحات غير الخطرة، فلدينااتش ام اي 7 بوصةيعمل بشكل مثالي لتلبية احتياجات التشغيل الأقل كثافة، ولكن الطراز مقاس 10 بوصات مثالي للمراقبة التفصيلية ومتعددة العمليات.
السؤال الأصعب هو: هل يمكنك وضع HMI 10 بوصة داخل منطقة خطرة 1 (وجود غاز مستمر أو متقطع) أو منطقة القسم 1 (نفس الشيء بالنسبة لأمريكا الشمالية)؟ وهنا تصبح الشهادة غير قابلة للتفاوض. إن أجهزة HMI القياسية — بما في ذلك الإصدارات غير المعتمدة من HMI مقاس 10 بوصة — لم يتم تصميمها لهذا الغرض. يمكن أن تنتج مكوناتها الداخلية (لوحات الدوائر الكهربائية، والموصلات، ومصادر إمداد الطاقة) شرارات في حالة تعطل شيء ما، ويمكن أن ترتفع درجات حرارة سطحها فوق نقطة الاشتعال للمواد القريبة القابلة للاشتعال. ولهذا السبب تلجأ الشركات التي تحتاج إلى أجهزة HMI مثبتة ميدانيًا للمناطق الخطرة إلى النماذج ذات السلامة الجوهرية (IS) أو شهادة مقاومة للانفجار.
دعونا نتحدث عن السلامة الجوهرية أولاً، لأنها الطريقة الأكثر شيوعًا للأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل أجهزة HMI. تم تصميم المعدات المعتمدة من IS للحد من الطاقة الكهربائية والحرارية المنخفضة جدًا بحيث لا يمكنها إشعال مادة محددة قابلة للاشتعال. وهذا يعني أن جميع الدوائر والأسلاك وحتى البطارية (في حالة استخدامها) يتم اختبارها للتأكد من أنها لا يمكن أن تصل إلى مستوى قابل للاشتعال. والخبر السار هو أننا نقدم نسخة آمنة جوهريا مناتش ام اي 10 بوصةهذا معتمد لمناطق خطرة محددة. المفتاح هنا هو "محدد" - فهو ليس شهادة ذات مقاس واحد يناسب الجميع. تم تصنيف IS HMI 10 بوصة الخاص بنا للمنطقة 1، المجموعة IIB+C (التي تغطي الغازات القابلة للاشتعال الأكثر شيوعًا مثل الميثان والبروبان والهيدروجين)، وهو المعيار القياسي للمصافي والمصانع الكيميائية. كما أنه يحتوي على غلاف محكم الغلق ومقاوم للتآكل ويتحمل الغبار والرطوبة بالإضافة إلى المواد القابلة للاشتعال، وهو ما يعد ميزة إضافية للبيئات القاسية.
بالنسبة للمناطق الخطرة الأكبر، يتم أحيانًا استخدام معدات مقاومة للانفجار بدلاً من IS. تم تصميم العبوات المقاومة للانفجار لاحتواء الانفجار الداخلي للغاز القابل للاشتعال، وتهويته بشكل آمن حتى لا يشعل المواد في الخارج. لا يتم تقديم HMI مقاس 10 بوصة بتنسيق مقاوم للانفجار في الوقت الحالي، ولكننا نوصي بإقرانه بوحدة واجهة معتمدة مقاومة للانفجار إذا كنت في حاجة إلى تثبيته في مناطق العمليات شديدة الخطورة. يختار معظم عملائنا إصدار IS من HMI مقاس 10 بوصة بدلاً من ذلك لأنه أخف وزنًا وأسهل في التثبيت ولا يتطلب تهوية إضافية أو صيانة تحتاجها العبوات المقاومة للانفجار.
لقد رأيت بنفسي ما يحدث عندما تتخطى الشركات الشهادة وتستخدم المعدات القياسية في المناطق الخطرة. حاول أحد العملاء في تكساس تركيب HMI غير معتمد مقاس 10 بوصات في غرفة المضخة في المصفاة (منطقة المنطقة 1) دون التحقق من الشهادة. في غضون ستة أشهر، تسبب موصل مفكك في HMI في حدوث قوس صغير أدى إلى إشعال بخار هيدروكربون متسرب - ولحسن الحظ، لم يصب أحد بأذى، ولكن تضررت HMI والمضخة القريبة، وانخفض الإنتاج لمدة ثلاثة أيام. وهذا خطأ يمكن تجنبه. لو كانوا قد عملوا مع فريقنا للحصول على HMI مقاس 10 بوصة المعتمد من IS، لما حدث هذا الحادث أبدًا. تخضع جميع موديلاتنا المعتمدة لاختبارات الجهات الخارجية للوفاء بمعايير IEC 60079، لذلك لا داعي للقلق بشأن ذلك.
هناك عامل آخر يجب مراعاته عند استخدام HMI 10 بوصة في البيئات الخطرة وهو التكامل. تستخدم معظم أنظمة التحكم في العمليات في هذه المناطق شبكة الإدخال / الإخراج (الإدخال / الإخراج) عن بعد لتوصيل الأجهزة الميدانية (أجهزة الاستشعار، والصمامات، وما إلى ذلك) لغرف التحكم. يعمل IS HMI 10 بوصة بسلاسة مع هذه الشبكات، ونحن نستخدم حواجز آمنة بشكل جوهري بين HMI والأسلاك الميدانية للتأكد من عدم وصول الطاقة الزائدة إلى المنطقة الخطرة. إذا كنت بحاجة إلى توصيل أجهزة ميدانية متعددة، فلديناواجهة المستخدم البشرية الصناعيةتتضمن المنصة دعمًا مدمجًا لـ Modbus وEtherNet/IP والبروتوكولات الصناعية الشائعة الأخرى، حتى تتمكن من مراقبة العملية بأكملها والتحكم فيها من شاشة مقاس 10 بوصات دون الحاجة إلى أجهزة إضافية غير معتمدة.
انتظر، دعنا نتناول فكرة خاطئة شائعة: يعتقد بعض الأشخاص أن حجم واجهة الإنسان البشرية (HMI) مهم للسلامة. لا تجعل الشاشة مقاس 10 بوصات الجهاز أكثر أو أقل عرضة لإشعال مادة قابلة للاشتعال. ما يهم هو استهلاك الطاقة وتصميم المكونات الداخلية. يحتوي جهاز HMI مقاس 10 بوصات على معالج منخفض الطاقة يعمل على 24 فولت تيار مستمر، وهو مثالي للحصول على شهادة IS لأنه لا يولد حرارة زائدة. تستخدم الشاشة الإضاءة الخلفية LED بدلاً من المصابيح المتوهجة، مما يلغي خطر كسر المصباح المحترق واشتعال المواد القريبة. نقوم أيضًا بإغلاق جميع الفتحات حول الشاشة والموصلات والأزرار لمنع دخول الغبار أو الغاز إلى الداخل، وهو أمر مطلوب للحصول على الاعتماد في المناطق الخطرة المتربة (الفئة الثانية، القسم 2 لأمريكا الشمالية).
ماذا عن الصيانة؟ من المزايا الكبيرة لاستخدام HMI 10 بوصة المعتمد أنه مصمم لسهولة الخدمة في المناطق الخطرة. لا يتعين عليك إيقاف العملية بأكملها لاستبدال الشاشة أو الموصل - فلدينا أجزاء قابلة للاستبدال ميدانيًا ومعتمدة أيضًا من IS، حتى تتمكن من تبديل المكونات دون كسر الختم الذي يحافظ على أمان الجهاز. يعد هذا توفيرًا كبيرًا في تكلفة المصانع التي تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع؛ غالبًا ما تتطلب المعدات غير المعتمدة إيقاف التشغيل الكامل لأية صيانة في المناطق الخطرة، الأمر الذي قد يكلف آلاف الدولارات في الساعة من الإنتاج المفقود.
الآن، دعونا نغطي القيود، لأنه من الصادق أن نتحدث عما لا يستطيع HMI 10 بوصة فعله. إنه غير معتمد للاستخدام في مناطق المنطقة 0، وهي المواقع التي يوجد فيها غاز قابل للاشتعال بشكل مستمر أو لفترات طويلة (مثل داخل خط الأنابيب). بالنسبة للمنطقة 0، ستحتاج إلى نوع مختلف من الأجهزة الآمنة جوهريًا، ونحن لا نقدم ذلك حاليًا لعامل الشكل مقاس 10 بوصات. كما أنه غير مصنف للبيئات شديدة التآكل مثل مناطق رش منصات النفط البحرية، على الرغم من أننا نقدم إصدارًا بحريًا من HMI مقاس 10 بوصة يمكنه التعامل مع رذاذ الملح المعتدل - بالنسبة للظروف البحرية القاسية، نوصي باستشارة مهندسي السلامة لدينا للعثور على الحل الصحيح.
أريد أيضًا أن أشارككم قصة نجاح لتوضيح كيفية تطبيق ذلك عمليًا. استخدمت إحدى شركات تصنيع الأدوية في الهند مؤخرًا جهاز IS HMI 10 بوصة لمراقبة عملية التخمير الخاصة بها، والتي تقع في منطقة المنطقة 1 التي تحتوي على أبخرة كحولية قابلة للاشتعال. كان الفريق يستخدم أجهزة HMI أصغر مقاس 7 بوصات، لكنهم أرادوا شاشة أكبر لمراقبة 12 وعاء تخمير في وقت واحد دون التبديل بين الشاشات. لقد اختاروا HMI مقاس 10 بوصات لأنه معتمد من IS، ومتوافق مع نظام التحكم الحالي لديهم، ويتمتع بحجم العرض الذي يحتاجونه. بعد ستة أشهر من الاستخدام، أبلغوا عن عدم وجود مشكلات تتعلق بالسلامة، ويقول المشغلون إن الشاشة الأكبر حجمًا قللت من الأخطاء عند ضبط معلمات التخمير. إذا كانوا بحاجة إلى شاشة أصغر حجمًا للوحة تحكم مدمجة في منطقة غير خطرة، فلدينااتش ام اي 7 بوصةكان من الممكن أن يكون البديل الأمثل، لكن الطراز مقاس 10 بوصات كان مناسبًا لاحتياجاتهم.
لذا، للعودة إلى السؤال الأصلي: هل يمكن استخدام HMI 10 بوصة في البيئات الخطرة؟ نعم، إذا اخترت الإصدار المعتمد الآمن جوهريًا (IS)، وطالما تم تصنيف البيئة على أنها المنطقة 1، المجموعة IIB+C (أو ما يعادلها من الفئة الأولى، القسم 1 لأمريكا الشمالية). إذا كانت منطقتك الخطرة هي المنطقة 0 أو بها ظروف قاسية، فستحتاج إلى استكشاف خيارات أخرى، ويمكن لفريقنا مساعدتك في ذلك. إذا كنت تستخدم واجهة HMI فقط في غرفة تحكم غير خطرة، فإن أي إصدار يعمل، ويعد الطراز مقاس 10 بوصة خيارًا رائعًا لمراقبة العملية بشكل تفصيلي.
إذا كنت تعمل في مشروع في بيئة خطرة وترغب في التأكد مما إذا كان HMI 10 بوصة مناسبًا لك، أو إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في تصميم إعداد HMI آمن ومتوافق، فإن فريق خبراء السلامة الصناعية لدينا هنا لمساعدتك. يمكننا إرشادك خلال عملية الاعتماد، وشرح الاختلافات بين IS والمعدات المقاومة للانفجار، ومساعدتك في اختيار الحجم والنموذج المناسبين لاحتياجات العملية المحددة الخاصة بك. لقد عملنا مع مئات المصانع عبر الصناعات لنشر أجهزة HMI في المناطق الخطرة، ونعرف خصوصيات وعموميات معايير السلامة العالمية مثل IEC 60079، وNEC 500، وATEX. لا تجازف فيما يتعلق بالسلامة - تواصل مع فريقنا لمناقشة متطلباتك والحصول على حل مخصص.
مراجع
- اللجنة الكهروتقنية الدولية. (2019). IEC 60079: الأجواء المتفجرة. جنيف، سويسرا: اللجنة الانتخابية المستقلة.
- الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق. (2023). NFPA 70: الكود الكهربائي الوطني (NEC). كوينسي، MA: NFPA.
- ألين برادلي. (2024). مواصفات منتج HMI الصناعي. تم الاسترجاع من /hmi/industrial-hmi.html
- ألين برادلي. (2024). تفاصيل شهادة HMI 10 بوصة الآمنة جوهريًا. تم الاسترجاع من /hmi/hmi-10-inch.html
- ألين برادلي. (2024). دليل تطبيق HMI 7 بوصة. تم الاسترجاع من /hmi/hmi-7-inch.html