HMI(人机界面)简介

单击此处编辑母版标题样式,www.Thinkhi-,www.Thinkhi-,HMI(人机界面）简介,让我们一同了解这门先进技术,目录,.HMI,由来及其科学定义,.,HMI,组成及工作原理,.HMI,的功能及选型指标,.HMI,产品的分类,.HMI,产品的使用方法,.HMI,优秀的企业,.HMI,的应用与前景,.,问题讨论时间,2,3,4,5,6,7,8,1,几乎没有人知道其具体由什么时间进入人间界的？只是据各种秘典综合来年，上古时期，并无,HMI,的记载。,HMI,的出现大致可以找出的一点头绪就是，他是在大神尼古拉斯*托斯拉在亚美利加大陆练成雷神诀，玩弄闪电于股掌之后才在各种札记，秘录中有记载的。同时也几乎没有人能确切地说出,HMI,到底是何模样。因为,HMI,在史诗中曾经以非常多的面貌出现过。当神话渐行渐远之后，人们逐渐开始用正式的文字来记录各种事物。从羊皮卷到，纸质经典，最后权威逐渐集中在一个名为,Wikipedia,的官方互联网数据库中。,1.HMI,由来及其科学定义,那么,Wikipedia,上是怎么说,HMI,的呢？,人机交互、人机互动（英文：,HumanComputer Interaction1,或,HumanMachine Interaction,，简称,HCI,或,HMI,），是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。,1.HMI,由来及其科学定义,基本监控操作接口,2,人机界面,MMI: ManMachine Interface,或人机交互界面（,HumanComputer Interface,或,HumanMachine Interface,）大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”（,Input,）与“输出”（,Ouput,）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令,(,命令,),的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机界面会帮助用户更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的性能并延长使用寿命，而目前市面上所指的人机界面则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。,1.HMI,由来及其科学定义,在托斯拉发明交流电之后，各种基于电的应用雨后春笋般冒了出来，最早的产品，可能为了方便使用，只能是一些按钮及灯什么的，那么这些按钮与灯就是人机界面。再后来，有了电脑，人需要通过卡带去控制电脑，这个卡带识读系统，可以说就是当时的人机系统。再后来有了操作系统，有了命令行交互，按,Wikipedia,的狭义化的精髓，可以说命令行提示就是人机界面，而其它的按钮与灯什么的就不再是了。再后来苹果搞了图形化的用户界面，微软也亦步亦趋地搞了一套,Windows 1.X,到今天在,PC,上，,Windows 7,。,Mac,上,OS X,，手机上,IOS,，,Android,等，图形化一统天下。这样人机界面就是指图形化的软件界面了。,1.HMI,由来及其科学定义,按照前面的说法，,HMI,凡是机器与人通过软件界面进行交互的就应该看着,HMI,的范畴了。但如果说你现在有一个设备你给它定制了一套软件，这个软件的图形用户界面是否就可以说是,HMI,呢？正如我在专题一里说给出的名义，如果放到若干年之前，可能这个东东西西的还能算是,HMI,。但现在你只能说其是,UI,了，也就是叫用户界面。那难道,HMI,这个词还有什么特别的意思或是有什么玄机不成？且听我道来,1.HMI,由来及其科学定义,似乎按字面,UI,应该属于正是,HMI,了。其实不然，在,HMI,这一个变身阶段，,UI,跟,HMI,实质上是两回事。这一次，,HMI,是作为具体的一类设备存在的。这类设备的唯一特点就是其实本身只做与用户本身的交互这一个动作，至于客户做了什么操作，具体的做什么操作，,HMI,设备是不关心的，,HMI,设备只管将相关的信息转达给其他的机器，至于别人是向左还是向右，那不是,HMI,设备关心的事，也就说,HMI,设备“杀不分左右”,1.HMI,由来及其科学定义,HMIPLC,、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备,由硬件和软件两部分组成。,(,此定义来自百度百科,),1.HMI,由来及其科学定义,2.HMI,组成,2.HMI,组成,基本功能：,1,设备工作状态显示,2,数据、文字输入，打印输出,3,生产配方存储，设备生产数据记录,4,简单的逻辑和数值运算,5,可连接多种工业控制设备组网,选型指标：,1,显示屏尺寸及色彩，分辨率,2 HMI,的处理器速度性能,3,输入方式：触摸屏或薄膜键盘,4,画面存贮容量,5,是否支持打印功能,3.HMI,基本功能及选型指标,薄膜键输入的,HMI,，显示尺寸小于,5.7,，画面组态软件免费，属初级产品。如,POP,HMI,小型人机界面 触摸屏输入的,HMI,，显示屏尺寸为,5.7,12.1,，画面组态软件免费，属中级产品 。 基于平板,PC,计算机的、多种通讯口的、高性能,HMI,，显示尺寸大于,10.4,，画面组态软件收费，属高端产品,4.,人机界面产品分类,明确监控任务要求，选择适合的,HMI,产品 在,PC,机上用相应的开发软件编写“工程文件” 测试并保存已编辑好的“工程文件”,PC,机连接,HMI,硬件，下载“工程文件”到,HMI,中。 连接,HMI,和工业控制器（如,PLC,、仪表等），实现人机交互,5.,人机界面使用方法,西门子,三菱,施耐德,6.HMI,优秀的企业,西门子,西门子股份公司是世界最大的机电类公司之一，工业自动化与驱动技术集团是西门子在华业务的支柱，是西门子股份公司中最大的集团之一、西门子工业领域的重要组成部分。在制造自动化、过程自动化及楼宇电气安装领域提供产品、系统、应用和服务。,西门子,S7-200,产品在产业机械上的使用非常广泛，其,HMI,基本都是与自己的,PLC,做配套，近几年其,HMI,被其他品牌抢占了大部分；近期西门子推出,SMART,系列经济型,HMI,，是,2011,年的推广重点。用的开发软件是是,WINCC,。,三菱电器,三菱电机自动化（中国）有限公司是三菱集团工业自动化产品在中国的销售和服务机构，其业务范围覆盖工业自动化和机电一体化产品，包括可编程控制器、触摸屏、变频调速器、交流伺服系统、数控系统等。但是近几年来三菱的,HMI,被其他品牌的,HMI,抢占了很多的市场，其,HMI,的市场占有率下降严重。三菱触摸屏编程软件 最新版,GT Desiger2,增加了对,GT1000,系列触摸屏画面设计的支持。,施耐德,19,世纪，施耐德电气从事钢铁工业、重型机械工业、轮船建造业；,20,世纪，从事电力与自动化管理业。在成立的,170,多年里，施耐德电气遇到过无数次挑战，也做过数次重大战略选择，现在集团已经成长为行业领导者。,施耐德做为一个综合性的集团公司，其在国内市场的知名度、市占率都非常高，在控制类产品方面，其中大型,PLC,使用非常广泛。,施耐德,HMI,在产业机械配套上较少，,2002,年施耐德收购,Digital,（,Proface,）以拓展其,HMI,的市场。,HMI,在工业上的应用,7.HMI,应用与前景,在一座工厂里头，我们要搜集工厂各种信息通过一台主控器监视并记录这些参数，并在一些意外状况发生的时候能够加以处理。这便是一个很典型的,SCADA/HMI,（监控与数据收集系统人机界面）的运用。,7.HMI,应用与前景,1.HMI,在纺织行业的应用,在纺织行业，,HMI,产品主要用来设定和修改工艺参数，监控生产状况。,HMI,可以帮助工艺工程师直接变更参数，无需变更设备结构或者控制程序，就数量而言，纺织机械是,HMI,产品使用最多的设备，每年都有大量的,HMI,产品在各种纺织机械上运用。,2,、,HMI,在电力行业的应用,电力行业近两年的快速增长，是,HMI,市场上的一个亮点。但是，目前电力行业的,HMI,市场的整体规模并不大。这是由于电力行业的特点所造成的。通常来说，电厂中的主要设备都会纳入,DCS,系统，各个工程师站和操作员站只需通过,DCS,系统进行操作监控即可，并不需要太多现场,HMI,。,HMI,产品仅仅是在一些辅机或周边设备中使用。甚至，很多新建电厂已经将辅机也纳入了,DCS,系统，加之电厂本身的环境也限制了,HMI,产品运用。未来,HMI,产品在电力行业的增长主要体现在电网系统中。电网保护和监控系统都会用到,HMI,产品。由于电网系统本身对通讯和数据存储要求比较高，电力行业中应用的,HMI,产品主要以平板电脑为主。,7.HMI,应用与前景,7.HMI,应用与前景,3.HMI,在市政工程中的应用,城市供水以及水处理领域的,HMI,主要用作,PLC,的上位机显示操作或者控制系统的工作站显示工作状态。在水厂，,HMI,主要用作现场操作屏，作为配套使用在工序中。在“十一五”期间，国家将重点解决城镇污水处理率过低的情况，从根本上避免水环境的继续恶化。对于,HMI,产品来说，在市政行业的机会主要是水厂的系统升级、设备改造以及更多废水处理新项目。但是由于,HMI,产品在市政投资中所占比例很小，所以,HMI,产品在市政行业的市场增长幅度不会太大。,前景,7.HMI,应用与前景,人机界面在未来的时间中肯定会成为自动化界的主流，人机界面方案的开放式平台构架将为原始设备制造商提供一系列众多机会来加强应用程序的视觉效果、功能和连通性，从而促进有着极大完整性的独特产品的面世。,人机界面方案的专有性更低，能在选择运行时间平台方面提供更大的自由度；从紧凑的操作者面板到由不同制造商生产的工业电脑。,在中国包装产业的高速发展中人力不能完全填补工厂所缺的生产力，这时候我们需要更机械化更加自动化的产业链。所以人机界面在国内的前景是十分值得期待的。,1,、,人机界面,与人们常说的“触摸屏”有什么区别？,答：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,、人机界面产品中是否有操作系统？,答：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。,3,、人机界面只能连接,PLC,吗？,答：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。,8.,问题讨论,Q&A,4,、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？,答：不对，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。,5,、,PC,机加触摸屏，能否直接与,PLC,通讯，完成,HMI,的功能？,答：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。,6,、未来人机界面的发展趋势是什么？,答：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。,Q&A,8.,问题讨论,谢谢,请提意见！,