操作员界面设备是工业自动化的关键要素,但许多产品存在缺陷和施行障碍。巩固、易用等新特性的融入,让操作员界面设备应用于工业边缘和其它关键应用,使经典人机界面的*佳功用与现代商业技术相分离。
用于机器和过程的工业自动化系统必需监控工况、设备指令和谐和控制。设计人员经过分离各种工业自动化技术来完成这些功用,如传感器和仪器、输入/ 输出(I/O)模块和数字控制器。即便是*先进的机器也不能自行运转,这意味着自动化系统也必需提供某种方式的操作员界面。
允许操作员与自动化系统交互的电子设备统称为人机界面(HMI)。 有时,在非个人电脑(PC)计算平台上构建的更专用的设备,可能被称为操作员接口终端(OIT)。将HMI 和操作
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*新的HMI 技术
*新一代HMI 产品经过交融成熟的商业技术处理了这些缺陷,同时包含并构建了前几代HMI 和操作员接口终端的*佳功用。
带来的优势包括:
开源:理想状况下,现代HMI将传统操作员接口终端的稳健性和易用性,与基于PC的HMI的功用和价值相分离。当硬件平台基于像Linux 这样的实时开源操作系统时,这种组合成为可能,不需求采购费用或答应费用。占空中积小、热插拔组件、本地LED 指示灯和其它适用的触摸功用,使该平台更合适于现场运用。设计合理,即便在充溢应战的工业环境中,硬件也像在家中运用一样,可以提供PC 级性能。
经济实惠的配置:能够停止定制,但不是必需的,由于现代HMI 硬件包括内置的规范功用,可满足大多数需求。基于PC 的HMI 配置软件价钱合理,没有限制性答应费用。*终用户能够专注于将HMI 应用到*合适的位置,而无需担忧限制标签计数或运转时间。
易用性:开发工具选项不但使新开发人员能够轻松地运用现代HMI 来创立根本应用程序,还能够让高级程序员运用可选的SecureShell 访问来开发自定义应用程序。原始设备制造商通常需求这品种型的灵敏性,来编写机器专用的程序,以至是C/C ++、Python 和其它言语的专有算法。
集成屏幕和灵敏端口:某些设备上提供的板载显现器能够为应用提供远超所需的HMI,但高清多媒体接口(HDMI)可依据需求提供更大的本地显现。此外,多个以太网和USB端口以及I/O 模块,可促进与任何现场设备或系统的衔接。
网络和基于云的衔接:当用户应用网络和基于云的衔接时,能够从现代HMI 完成更多功用。能够在数据库和系统之间平安地共享数据,并且HMI 可视化能够扩展到经受权的、可以托管网络阅读器的任何计算机或挪动设备。
挪动设备:挪动性是现代HMI 的另一个关键组成局部。一旦装置和配置了根底设备,任何挪动设备都能够平安衔接并成为另一个HMI,为工程师和运转人员提供更大的灵敏性。
设计人员能够更多地关注HMI 内容和体验应该是什么,同时减轻底层平台的费用和复杂性。*新一代的HMI 将传统产品的*佳功用与现代开源硬件、软件和网络技术相分离,以处理传统产品带来的应战。
由于这些*新的HMI能够轻松无缝地联网并部署到任何典型的挪动设备上,因而*终用户发现当今的技术正以他们可以接受的价钱满足他们的需求。
员接口终端集成到自动化系统至关重要。它们能提供比简单面板设备更多的接口选项,假如需求更改,通常能够以更低的本钱重新配置或重新编程HMI 或操作员接口终端。
但是,有些增加的操作员界面功用,依然存在一些缺陷,使HMI 本钱过高且难以维护。为理解决这些缺陷,*新HMI 产品的设计吸收了过去的经历,同时应用了*新的商业技术。
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传统HMI面临的应战
*新的HMI 技术发展日新月异的同时也为传统技术带来了挑战。**代HMI 和操作员接口终端专注于让用户启动和中止设备、理解系统的运转方式并停止恰当的调整。
报警和事情记载、历史数据和显现趋向是后来逐渐增加的功用。能够复制和保管HMI和操作员接口终端配置,假如旧设备损坏或发作毛病,能够相对快速地部署新设备。改良的网络功用,特别是以太网和Wi-Fi,意味着HMI 不再需求装置在物理上靠近机器的位置。能够在现场装置多个HMI,以便在控制室、机器和办公室中提供接口。
与硬接线面板设备相比,这些HMI 和操作员接口终端具有许多优点,但也有一些缺陷。
所面临的应战包括:
· 专有硬件和软件的限制;
· 初始本钱较高;
· 持续的支持和维护本钱;
· 答应复杂性和本钱;
· 普遍的工程师和操作员培训;
· 集成多个平台所需的努力;
· 滞后的技术。
专用操作员接口终端可能采用专有硬件和软件(见图1)。制造商提供这些设备,以在相对独立的空间中提供足够的控制系统接口。由于专用于工业市场,因而它们并不能获益于消费电子产品所提供的范围商业利益,使其在性价比如面竞争力缺乏。但是,它们通常能够接受恶劣的工业环境,并提供适用、可维护的处理计划。
随着更先进的基于PC 的HMI 的推出,与先前的处理计划相比,硬件被以为具有更高的价值,可以为用户提供了灵敏性和衔接性。但是,它也有一个缺陷,就是增加了持续的维护和支持请求。
现往常,用户希望设备外观文雅,可以频繁停止免费更新,并且对设备操作系统和应用程序停止改良(图2)。
但与更大的消费市场相较而言,工业市场的创新速度稍慢,由于它的市场相对较小,更不用说与走在技术**的个人电子市场相比更为激进。