顯示器、觸摸屏、終端-這些人機(jī)界面似乎無(wú)處不在。它們中的很多比二十年前的按鈕和開關(guān)還要小，而且功能已經(jīng)非常復(fù)雜，可以幫助管理和運(yùn)營(yíng)進(jìn)行控制，并為其提供信息。
*近人機(jī)界面（HMI）在工業(yè)界得到了**的普及，因?yàn)檫@些設(shè)備按照可視和可控的格式，實(shí)時(shí)傳輸、管理和顯示信息，幫助公司進(jìn)行更好的商業(yè)決策。在各種應(yīng)用中使用HMI已被證明可以提高產(chǎn)生、降低成本、改進(jìn)質(zhì)量并且減少物料浪費(fèi)。HMI讓公司立足于變革，盈利能力也隨之增強(qiáng)。
以更低的成本實(shí)現(xiàn)更多的功能，促使制造企業(yè)在更多的地方安裝HMI，甚至使用在之前完全想象不到的場(chǎng)合。
一、讓信息無(wú)處不在
Wonderware公司InTouch工業(yè)計(jì)算機(jī)、DA服務(wù)器及工具集市場(chǎng)經(jīng)理GaryNelson認(rèn)為，尤其是下面的三項(xiàng)進(jìn)步，導(dǎo)致工業(yè)界對(duì)HMI的日益依賴：
■HMI軟件方面的進(jìn)步；
■HMI數(shù)據(jù)可視化以及收集所有相關(guān)信息的能力；
■集成和連接技術(shù)的進(jìn)步和提高。
“公司需要可以改善商業(yè)流程的工具”，Nelson說(shuō)：“HMI通過(guò)測(cè)量公司流程和設(shè)備是否有效，發(fā)揮自身的作用。HMI并不只是顯示一臺(tái)機(jī)器上的數(shù)據(jù)，它面向不同等級(jí)的人員以不同的方式顯示信息，這一直延伸到公司決策層。質(zhì)量控制經(jīng)理關(guān)注統(tǒng)計(jì)報(bào)表，而操作員看重的是設(shè)備表現(xiàn)。車間里的數(shù)據(jù)不再局限在車間內(nèi)部，而HMI就是傳輸這些數(shù)據(jù)的關(guān)鍵?！?/span>
HMI應(yīng)用的迅速增加，源于它已經(jīng)從單純的可視化工具發(fā)展成幫助企業(yè)管理制造過(guò)程的工具，在羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品管理、控制和可視化業(yè)務(wù)總監(jiān)BruceFuller的眼中，“過(guò)去的二十年，人們對(duì)于HMI的期望已經(jīng)從界面變成了軟件?！?/span>Fuller看到HMI的軟件功能正在越來(lái)越多的植入到嵌入式設(shè)備之中，客戶對(duì)于其在機(jī)器以及操作界面的功能需求也越來(lái)越多。
HMI硬件和軟件上的進(jìn)步，幫助企業(yè)衡量其過(guò)程和設(shè)備的有效性，在車間內(nèi)部共享信息。
工業(yè)強(qiáng)化的硬件與復(fù)雜的程序結(jié)合，讓這些設(shè)備更加智能，同時(shí)互聯(lián)能力又融入和底層匯報(bào)、分析和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的功能。
二、HMI與PC融合
HMI日益重要的原因也是由于同PC的聯(lián)系越來(lái)越緊密。正如GEFanucHMI/SCADA-iFix產(chǎn)品經(jīng)理PrasadPai所說(shuō)：“HMI正快速成為PC和IT部門的延伸，它們必須是與IT兼容的?！?/span>AutomationDirect公司HMI產(chǎn)品經(jīng)理GregPhilbrook說(shuō)：“標(biāo)準(zhǔn)的HMI和工業(yè)強(qiáng)化PC已經(jīng)沒(méi)有區(qū)別，只是價(jià)格更低。PC有很多功能，比如記錄、跟蹤、網(wǎng)絡(luò)和郵件服務(wù)，都已經(jīng)融入到HMI之中。處理器速度更快，使得仿真成為可能，而且價(jià)格可以達(dá)到低端市場(chǎng)的要求，進(jìn)入那些之前無(wú)法想象的領(lǐng)域?！?/span>
“從前，HMI只是一個(gè)啞巴終端”，博世力士樂(lè)PLC及HMI產(chǎn)品經(jīng)理TedThayer說(shuō)道，“現(xiàn)在，它們已經(jīng)是可以運(yùn)行微軟Windows操作系統(tǒng)的工業(yè)PC了，在低成本的前提實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步，就為應(yīng)用拓展了很多新的領(lǐng)域。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)整合以及改進(jìn)，允許任一臺(tái)HMI與很多產(chǎn)品線實(shí)現(xiàn)通訊，這鼓勵(lì)著企業(yè)增加HMI的應(yīng)用?！?/span>
“但是，*近HMI的進(jìn)步絕不只是更多接口、更多信息這么簡(jiǎn)單”，西門子能源與自動(dòng)化集團(tuán)HMI美國(guó)業(yè)務(wù)經(jīng)理JayCoughlin補(bǔ)充道：“有用的信息越來(lái)越多。系統(tǒng)幫助您儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，這樣那些本來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)不熟悉的人員也能夠以一種自己理解的方式進(jìn)行查看。比如說(shuō)，機(jī)器的內(nèi)部構(gòu)造沒(méi)有誰(shuí)明白，但是相關(guān)人員可以根據(jù)輸入輸出來(lái)控制產(chǎn)品質(zhì)量?！?/span>
三、專為工業(yè)應(yīng)用
HMI當(dāng)中正在加入越來(lái)越復(fù)雜的軟件、加強(qiáng)的圖形、諸如操作向?qū)Щ蛘咝畔⒍丝谶@類工具、以及移動(dòng)、便攜、無(wú)線等諸多功能。所有這些特征都吸引著用戶使用更多數(shù)量的HMI：
■特殊軟件。特殊的行業(yè)軟件，比如面對(duì)水廠和污水廠或者包裝行業(yè)的應(yīng)用軟件包，可以提供專為這些行業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)體、模塊、樣張等等。舉例來(lái)說(shuō)，軟件可以更容易、更高效的監(jiān)控液體流速和壓力，或者提供內(nèi)置的工作步驟解決瓶頸問(wèn)題?！坝脩艨梢栽谙到y(tǒng)頂端使用多個(gè)行業(yè)的軟件包，因?yàn)樗鼈兌际欠浅Ｈ菀准傻摹保?/span>Wonderware的Nelson說(shuō)，“這樣就可以獲得更專業(yè)的信息?！?/span>
■功能加強(qiáng)的圖形和向?qū)?。一些供?yīng)商正在系統(tǒng)中加入仿真的功能，在整個(gè)開發(fā)流程中協(xié)助用戶，利用向?qū)沟脴?gòu)建可視屏變得更加容易，從而幫助用戶理順屏幕開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)。舉例來(lái)說(shuō)，“我們*近推出了一款水行業(yè)解決方案，它使用*新的圖形和向?qū)?，幫助客戶使用那些在水及污水管理操作中常用的工具進(jìn)行配置”，GEFanuc的Cerrato說(shuō)道。
■資訊站。通常關(guān)注診斷功能的信息端口或者資訊站，提供了手冊(cè)、培訓(xùn)資料、圖表等資料的電子資源?！斑@些**型的HMI通過(guò)中央位置讓信息更快發(fā)布”，西門子能源與自動(dòng)化集團(tuán)HMI產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理PhilAponte解釋道，“操作員可以看到附近的生產(chǎn)線正在發(fā)生什么，而維修工可以看到生產(chǎn)線出現(xiàn)故障的位置，所有這些都在同一臺(tái)資訊站上。”
■無(wú)線及移動(dòng)功能。移動(dòng)能力可能要比HMI更具有吸引力。“移動(dòng)面板可以讓操作作在工廠里行走，這些面板可以是有線的也可以是無(wú)線的，其優(yōu)勢(shì)在需要啟動(dòng)或者進(jìn)行更改的時(shí)候”，西門子的Coughlin說(shuō)。
并且，在小型系統(tǒng)比方說(shuō)包裝機(jī)上安裝HMI的價(jià)格也在降低?！捌聊坏囊?guī)格是3英寸或者4英寸，解析度很高，可以使用在一些需要便攜性的場(chǎng)合，比如在偏遠(yuǎn)的鉆井平臺(tái)或者開動(dòng)著的汽車上”，AutomationDirect的Philbrook補(bǔ)充道，“這些進(jìn)展讓HMI幾乎無(wú)處不在?！?/span>
管對(duì)于無(wú)線系統(tǒng)的興趣還沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，但是絕大部分人相信這**遲早會(huì)到來(lái)，這也讓HMI顯得更有價(jià)值。
博世力士樂(lè)的Thayer說(shuō)，自己從無(wú)線技術(shù)中獲得了很多便易，但是一般的客戶還沒(méi)有顯示出足夠的興趣。“然而”，他說(shuō)道：“無(wú)線必將普及，很大程度是因?yàn)樗鼤?huì)降低成本。它不再需要會(huì)老化、損壞或是破裂的線纜?！?/span>行業(yè)軟件包為一些特殊應(yīng)用增加了很多細(xì)節(jié)。這一畫面顯示了水及污水管理中的逆流過(guò)濾過(guò)程。系統(tǒng)內(nèi)置操作向?qū)?，?jiǎn)化了開發(fā)過(guò)程。
四、HMI成為控制器?
“在20世紀(jì)90年代，HMI改變了藍(lán)領(lǐng)工人的工作習(xí)慣”，Wonderware的Nelson說(shuō)，“今天，它們同樣正在改變著控制人員?！?/span>
博世力士樂(lè)的Thayer預(yù)測(cè)，HMI將會(huì)加入控制功能，這在一定程度上讓PLC成為多余?！艾F(xiàn)在，實(shí)際上我們可以在HMI內(nèi)部嵌入PLC邏輯控制裝置”，他說(shuō)，“操作員可以運(yùn)行PLC控制生產(chǎn)線，也可以在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這大大方便了系統(tǒng)集成，使得系統(tǒng)架構(gòu)更加簡(jiǎn)化?！?/span>
HMI的使用如果只受到信息量的限制，將會(huì)方便操作人員。羅克韋爾自動(dòng)化的Fuller說(shuō)：“技術(shù)進(jìn)步會(huì)繼續(xù)降低開發(fā)時(shí)間和問(wèn)題確定的難度，這將是下一個(gè)重大的變化。然而，微分器不再局限在硬件，它也以軟件或者某種信息的形式存在，在屏幕上顯示方便您使用。隨著人們需要越來(lái)越多的信息，他們也就需要更多的HMI。