Wat is een HMI?
Een HMI (Human-Machine Interface) is het bedienscherm waarmee een operator een machine of industrieel proces bewaakt en bedient: het toont meetwaarden, statussen en alarmen en geeft opdrachten door aan de onderliggende PLC of DCS. Een HMI kan een touchpanel op een machine zijn, maar ook een werkstation in een controlekamer. Zonder HMI zou een operator alleen via schakelaars, lampjes en meters met de installatie kunnen werken.
🧠 Wat doet een HMI?
- Visualiseren — procesbeelden tonen met tanks, leidingen, motoren en hun actuele waarden
- Bedienen — machines starten en stoppen, setpoints aanpassen, handbediening kiezen
- Alarmeren — storingen en afwijkingen melden en laten bevestigen (alarmmanagement)
- Trends tonen — het verloop van meetwaarden in de tijd (trending)
- Recepten beheren — productinstellingen laden, bijvoorbeeld bij batchprocessen
De HMI voert zelf geen besturing uit. Valt het scherm uit, dan blijft de PLC het proces gewoon regelen.
🔧 Welke soorten HMI’s zijn er?
| Type | Plaats | Voorbeeld |
|---|---|---|
| Operator panel | Op of naast de machine | Touchpanel van 7 tot 22 inch, bijv. SIMATIC HMI |
| Operator station | Controlekamer | Werkstation met SCADA- of DCS-clientsoftware |
| Web-HMI | Elke browser in het netwerk | Ignition Perspective, WinCC Unified |
| Mobiele HMI | Tablet of smartphone | Alleen-lezen dashboards of beperkte bediening |
Bekende HMI-software is WinCC en TIA Portal van Siemens, FactoryTalk View van Rockwell Automation, AVEVA en Ignition.
🔄 Wat is het verschil tussen HMI en SCADA?
| HMI | SCADA | |
|---|---|---|
| Schaal | Eén machine of installatiedeel | Hele fabriek of meerdere locaties |
| Data | Live waarden van één of enkele PLC’s | Data van tientallen tot duizenden besturingen |
| Historie | Beperkt, lokaal | Centrale historian |
| Gebruikers | Operator bij de machine | Controlekamer, onderhoud, management |
Een SCADA-systeem bevat zelf ook HMI-schermen: de HMI is dan het visualisatiedeel van het grotere SCADA-geheel.
🎯 Wat is een goed HMI-ontwerp?
Lange tijd toonden HMI’s kleurrijke 3D-afbeeldingen van installaties. Onderzoek na incidenten in de procesindustrie liet zien dat operators daardoor afwijkingen te laat zagen. De norm ISA-101 (2015) beschrijft daarom high-performance HMI:
- Grijze achtergrond, gedempte kleuren — kleur alleen gebruiken voor afwijkingen en alarmen
- Hiërarchie van schermen — van overzicht van de hele installatie naar detail van één apparaat
- Analoge waarden in context — balken met normaalbereik in plaats van losse getallen
- Consistente navigatie en symbolen in de hele installatie
Een goed ontwerp verkort de reactietijd van de operator en helpt alarmoverstromingen te voorkomen.
🔐 Hoe beveiligt u een HMI?
HMI’s draaien vaak op Windows en zijn daarmee kwetsbaar voor dezelfde aanvallen als kantoor-pc’s, maar worden zelden gepatcht. Regelmatig worden HMI’s gevonden die met een standaardwachtwoord of via VNC rechtstreeks vanaf internet bereikbaar zijn.
- Geen directe internettoegang — alleen via beveiligde toegang op afstand
- Standaardwachtwoorden vervangen en rollen inrichten (RBAC)
- Kioskmodus en application whitelisting op operator panels en stations
- Patchmanagement afgestemd met de leverancier
- USB-poorten afschermen tegen malware via verwisselbare media
🛠️ Hoe ontwerpt u een HMI-scherm stap voor stap?
- Analyseer de taken van de operator — welke beslissingen neemt hij, en welke informatie heeft hij daarvoor nodig?
- Bouw een schermhiërarchie — niveau 1 toont de hele installatie in één oogopslag, niveau 2 een procesdeel, niveau 3 een apparaat, niveau 4 diagnose en details
- Leg een stijlgids vast — kleuren, symbolen, lettergroottes en navigatie gelden voor alle schermen
- Ontwerp voor afwijkingen — normale situaties zijn rustig grijs, alleen afwijkingen springen eruit
- Koppel alarmen aan acties — elk alarm verwijst naar het scherm waar de operator kan ingrijpen
- Test met operators — laat echte gebruikers scenario’s doorlopen vóór ingebruikname
| Niveau | Inhoud | Doel |
|---|---|---|
| 1 | Overzicht van de hele installatie | Situatiebewustzijn (Situational Awareness) |
| 2 | Procesdeel of unit | Normale bediening |
| 3 | Apparaat of regelkring | Detailbediening en afstemming |
| 4 | Diagnose en documentatie | Storingen zoeken |
❓ Veelgestelde vragen
Wat betekent HMI?
HMI staat voor Human-Machine Interface, in het Nederlands mens-machine-interface. Het is het scherm of paneel waarmee een operator een machine of industrieel proces bewaakt en bedient. In de industrie bedoelt men met HMI vrijwel altijd een grafisch bedienpaneel of een operatorstation in een controlekamer.
Is een HMI hetzelfde als een PLC?
Nee, een HMI en een PLC zijn verschillende apparaten. De PLC voert de besturing uit en blijft werken als de HMI uitvalt. De HMI is het bedienscherm dat de toestand van de PLC toont en opdrachten van de operator doorgeeft. Sommige compacte apparaten combineren beide in één behuizing.
Welke software gebruikt u om een HMI te programmeren?
HMI’s worden meestal geconfigureerd met software van de leverancier, zoals WinCC in TIA Portal voor Siemens of FactoryTalk View voor Rockwell. Leverancieronafhankelijke pakketten als Ignition en AVEVA zijn ook veel gebruikt. Het ontwerp gebeurt grafisch: schermobjecten worden gekoppeld aan tags in de PLC.
Wat is een high-performance HMI?
Een high-performance HMI is een ontwerpaanpak volgens de norm ISA-101 waarbij schermen grijs en rustig zijn en kleur alleen afwijkingen aangeeft. Meetwaarden worden in context getoond, bijvoorbeeld met balken die het normale bereik laten zien. Het doel is dat operators afwijkingen sneller zien en beter reageren.
Waarom is een HMI een security-risico?
Een HMI draait vaak op Windows, wordt zelden gepatcht en kan direct opdrachten naar de besturing sturen. Een aanvaller die een HMI overneemt, kan dus het fysieke proces beïnvloeden. HMI’s die met standaardwachtwoorden of via VNC vanaf internet bereikbaar zijn, worden regelmatig misbruikt.
📌 Samengevat
Een HMI is het venster van de operator op het proces: het visualiseert, alarmeert en geeft bedieningsopdrachten door aan de PLC, die de daadwerkelijke besturing uitvoert. Een overzichtelijk ontwerp volgens ISA-101 en een goede afscherming van het netwerk maken het verschil tussen een HMI die helpt en een HMI die een risico vormt.