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人机界面技术八问及其怎样才能满足应用需求

发布日期:2022-05-18 点击率:33

HMI是Human Machine Interface 的缩写,“人机接口”,也叫人机界面。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介, 它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。下面贤集网小编给大家介绍一下人机界面HMI产品技术与应用八问。


人机界面技术八问及其怎样才能满足应用需求


1、人机界面与人们常说的“触摸屏”有什么区别?


从严格意义上来说,两者是有本质上的区别的。因为“触摸屏”仅是人机界面产品中可能用到的硬件部分,是一种替代鼠标及键盘部分功能,安装在显示屏前端的输入设备;而人机界面产品则是一种包含硬件和软件的人机交互设备。在工业中,人们常把具有触摸输入功能的人机界面产品称为“触摸屏”,但这是不科学的。


2、人机界面和组态软件有什么区别?


人机界面产品,常被大家称为“触摸屏”,包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件,一般情况下,不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件,连接的主要设备种类是PLC。而组态软件是运行于PC硬件平台、windows操作系统下的一个通用工具软件产品,和PC机或工控机一起也可以组成HMI产品;通用的组态软件支持的设备种类非常多,如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块等设备,而且由于PC的硬件平台性能强大(主要反应在在速度和存储容量上),通用组态软件的功能也强很多,适用于大型的监控系统中。


人机界面技术八问及其怎样才能满足应用需求


3、人机界面产品中是否有操作系统?


任何人机界面产品都有系统软件部分,系统软件运行在HMI的处理器中,支持多任务处理功能,处理器中需有小型的操作系统管理系统软件的运行。基于平板计算机的高性能人机界面产品中,一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系统。


4、人机界面只能连接PLC吗?工业触摸平板电脑产品1


不是这样的。人机界面产品是为了解决PLC的人机交互问题而产生的,但随着计算机技术和数字电路技术的发展,很多工业控制设备都具备了串口通讯能力,所以只要有串口通讯能力的工业控制设备,如变频器、直流调速器、温控仪表、数采模块等都可以连接人机界面产品,来实现人机交互功能。


5、人机界面只能通过标准的串行通讯口与其它设备相连接吗?


大多数情况下是这样的。但随着计算机和数字电路技术的发展,人机界面产品的接口能力越来越强。除了传统的串行(RS232、RS422/RS485)通讯接口外,有些人机界面产品已具有网口、并口、USB口等数据接口,它们就可与具有网口、并口、USB口等接口的工业控制设备相连接,来实现设备的人机的交互。


6、是否有通讯功能的设备一定能和人机界面产品连接?


应该是这样的。因为通用的人机界面产品都提供了大量的、可供选择的常用设备通讯驱动程序;一般情况下,只要在人机界面的画面组态软件中选择与连接设备相对应的通讯驱动程序,就可以完成HMI和设备的通讯连接。如果所选HMI产品的组态软件中没有要连接设备的通讯驱动程序,用户则可以把要连接设备的通讯口类型和协议内容告知HMI产品的生产商,请HMI厂商代为编制该设备的通讯驱动程序。


7、PC机加触摸屏,能否直接与PLC通讯,完成HMI的功能?


当然可以。不过还要编制相应的HMI软件,才能使PC机成为一个真正的HMI产品。


8、未来人机界面的发展趋势是什么?


随着数字电路和计算机技术的发展,未来的人机界面产品在功能上的高、中、低划分将越来越不明显,HMI的功能将越来越丰富;5.7寸以上的HMI产品将全部是彩色显示屏,屏的寿命也将更长。由于计算机硬件成本的降低,HMI产品将以平板PC计算机为HMI硬件的高端产品为主,因为这种高端的产品在处理器速度、存储容量、通讯接口种类和数量、组网能力、软件资源共享上都有较大的优势,是未来HMI产品的发展方向。当然,小尺寸的(显示尺寸小于5.7寸)HMI产品,由于其在体积和价格上的优势,随着其功能的进一步增强(如增加IO功能),将在小型机械设备的人机交互应用中得到广泛应用。


在中国制造业向数字化车间和智能工厂转型的过程中,人机界面(Human Machine Interface,又称为HMI)作为工业自动化操作界面的典型应用,用户对其的要求越来越高。为了更好地满足用户的应用需求,HMI正从硬件和软件两方面进行升级和优化,以提升产品的可靠性、操作便捷性、控制实时性和安全性、互联性、移动性及智能性等。


基于在HMI领域多年的技术发展经验,台达也不断针对相关技术进行优化和提升,以满足智能工厂对互联、协同和智能的要求。台达集团-中达电通机电事业部工业控制系统产品开发处总监王乃全在介绍台达HMI产品的性能优化时表示:“在通信选择上,用户已经不能满足RS485和RS232的串行通信。现场总线和工业以太网已经慢慢成为标配,也更加适合大数据量稳定地传输需求;由于应用需求,许多用户现场也越来越需要能够移动的HMI;还有一些客户也要求HMI能够具备简单的PLC功能等,这些应用在台达都可以找到对应的产品。”


例如,针对更加严苛的现场环境和需要更丰富接口以及对多媒体和图形有很高要求的应用场合,台达推出了高阶HMI产品DOP-W系列。DOP-W系列HMI外形优美、简洁、大方,且操作方便,更具备众多超强功能。此外,它拥有12寸和15寸2个规格可供选择,机身采用全铝合金外壳,同时改用高等级和高亮度的液晶显示。王乃全强调:“从各个方面看,DOP-W系列都是客户高端精致应用场景的不错选择。”


在工业4.0和智能制造发展趋势的推动下,HMI的构成也在发生着重要变化,其中软件部分将对HMI产品的发展起着越来越重要的作用。对此,王乃全表示:“HMI的大部分应用场景都是作为操作和显示单元存在。但是大概从2009年开始,台达就对人机界面增加了数据采集和交换的功能。在那时,台达开放了eServer和eRemote两个软件,分别用作远程数据传输和远程监控使用。如今台达的HMI更是可以搭载台达的DIACloud云平台,使其在智能制造领域,除了具有原有的功能外,还可以充当更多的角色,发挥更大的作用。”


在智能制造时代,运用大数据可以帮助企业更加精准地了解用户的真正需求,从而可以对产品和解决方案的未来发展做出准确的定位,这对于HMI来说也不例外。王乃全表示:“此项工作是一个需要持续更新和积累的过程,现在还很难具体说HMI未来的发展走势,但由于我们在业界不断的累积行业经验和技术深度,相信我们会更加贴近用户需求,提供用户真正需要的产品和服务。”


近年来,各大厂商在HMI产品的发展上似乎都遭遇了瓶颈,除了HMI的价格持续降低之外,在产品创新方面能够发挥的空间也日益受限。对此,王乃全表示:“无论如何,台达是以系统的角度来关注市场,而不是从单项产品来看。在整体自动化控制系统中,HMI扮演了重要的角色,未来HMI的发展一定会与智能制造和互联网进行连接,这是未来的大势所趋,而这也是台达持续不断的进行研发的主要方向。

文章来源: 电子发烧友网

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