智能人机界面运行

曾几何时，人机界面(HMI)通常由一个小的LCD组成，允许操作人员在几个设置选项之间切换。不再。今天，一个典型的人机界面允许工程师访问机器的几乎每一个元素。最先进的人机界面具有1600 x 1200像素的触摸屏，Windows界面，以及足够的智能和内存，能够执行基本的控制任务。这些额外的能力为用户、机器制造商和系统集成商带来了挑战和机遇。

HMI的基本任务是在机器和运行它的人之间提供一个接口。当前的人机界面是系统集成商和维护专家的工具，也是生产车间员工的工具。它们允许工程师直接配置组件，而不需要爬到测试点和板上。

“当你开始谈论操作界面时，这几乎是用词不当，”Brian Wall说，他是可视化软件的产品经理罗克韦尔自动化(密尔沃基,威斯康星州)。“操作员如何与机器互动似乎是问题中比较简单的部分。电力被转移到系统集成商，维护工程师，那个半夜来更换坏掉的驱动器的人。他需要插入一个新的，现在他需要(通过HMI)配置硬盘。”

然而，它不仅仅是一个组件替换的接口。它还可以让维护人员调整参数或调用新的配方，例如，当包装机从较轻的纸张切换到较重的纸张时。“这是他们需要高级配方处理的地方，他们希望能够将控制器中的许多参数暴露到HMI中，以微调设置点，”Wall说。“他们需要能够将数据保存到机器中，但仍有旧参数可用，因此HMI需要为这些操作存储大量数据集的能力。”

人机界面的智能不仅允许它们与机器的各个部件交互，还允许它们与互联网交互。在这种情况下，HMI本质上充当一个web服务器，允许用户远程访问它进行远程服务。

帕克产品销售经理安迪•巴尔德森表示:“此外，你还可以发布可以在任何互联网浏览器上运行的二级屏幕汉尼汾公司集团。(米尔福德,俄亥俄州)。“你可以用一个服务器盒将屏幕传送到机器上的多个显示器上，或者传送到只想要生产数据的前台人员的桌面上。它可能会减少你对员工的需求，因为你现在可以有效地管理细胞或工厂区域内发生的事情，而不必站在它的前面，就像四五年前一样。”

HMIs控制
通过增加处理能力，今天的人机界面可以做的不仅仅是与组件的接口。结合智能驱动器和电机，它们实际上可以执行简单的控制任务，在某些应用中消除了对运动控制器的需求。这只是智能组件延伸到网络并集成其他组件任务这一持续趋势的另一个方面。

当然，挑战是存在的。“它假设当我想移动到B点或A点时，这个过程实际上将在人机界面上处理，这意味着需要在人机界面上进行更多的编程工作，”Brian Powell说，他是销售和运营的副总裁精确的自动化(加州摩根山)。

它是分布式控制方法的一种变体，分布式控制方法在简单的应用中效果很好，但在处理紧密耦合的负载(如多轴机器人手臂)时，效果往往不太好。不过，对于正确的应用程序来说，它非常适合。Powell说:“HMI和这些低成本驱动是一个非常廉价的解决方案。“你不会以协调的方式做任何事情，你可能不会做一个高速的应用程序，但你可以以非常低的成本做一个相当简单的应用程序，因为你不需要一大堆昂贵的驱动器和运动控制器。你可以摆脱这些，在电机上安装一个相当智能、简单的驱动，只需与你的人机界面对话。”

Balderson表示赞同:“市场上有一些不错的解决方案。“不过，似乎有些人走得更远，希望将控制带入HMI盒子。”他认为，超过一定程度后，扩大HMI的授权就没有必要了。他说:“几年前，我们在软控制方面采用了plc中的离散控制。“每个人都对人机界面内部的控制和软plc类型的控制感到兴奋，但它从未真正起飞。我的直觉是，类似的过程将发生在这里，人机界面采取运动控制。”

部分问题在于健康管理信息系统固有的脆弱性。从本质上讲，它们需要暴露在外部以供用户使用，但这种暴露使它们很容易受到损害，无论是被升降机撞到还是故意使其失效。巴尔德森说:“你可以把显示器拿出来，如果你把核心控制部件留在控制器内部，无论是PLC还是运动控制器，你仍然可以工作。”“如果你将它与人机界面结合在一起，现在你就会有一定的停机时间，这可能是你在两件式架构中不会遇到的。”

电脑或人机界面吗?
就在人机界面正在侵入运动控制器的领域时，个人电脑也开始侵入人机界面的领域。事实上，考虑到大多数人机界面的处理能力和内存水平，它们实际上是简单的个人电脑。也就是说，它们配备了专用的应用程序，而PC则没有。巴尔德森说:“在大多数情况下，人们最好专注于机器功能的核心竞争力，而不是试图同时成为软件供应商和编写人机界面软件。”“但当然，我认为个人电脑将在人机界面应用中扮演越来越重要的角色，我的意思是，在工业环境下的强化工业计算。”

它不是所有应用程序的解决方案，但如果一台机器包含一个视觉系统，例如，或者如果设计师想要能够直接从界面编程，PC可能提供最好的解决方案。尽管如此，这种方法也并非没有问题。

除了软件开发的挑战之外，使用PC作为界面的一个问题是，它通常会把it部门牵扯进来。与专用的人机界面不同，个人电脑可以加载其他软件，或者很容易越过防火墙。罗克韦尔自动化公司可视化产品产品经理Nin Sandhu说:“专用人机界面的核心优势在于它不会被黑。”“对于一台功能齐全的个人电脑，你可以灵活地在上面安装任何软件产品，但你仍然会有点担心，如果有人从外部世界控制了它，他们能做什么?”

“对于基于pc的人机界面，还需要额外的考虑，”Wall说，列举了不间断电源供应、有序关机、安全访问操作系统、存储介质的成本和可靠性等方面的需求。他说:“从机器制造商的角度来看，我想确保自己不会因为这台电脑出了什么问题而在半夜被叫出来。”“有了嵌入式平台，我就可以从库存中取出一个，插进去，从包含我的HMI程序的旧HMI中插入flash卡，它就可以启动并运行了。我们发现，如果嵌入式人机界面适合应用程序，客户几乎总是会使用它，因为从维护和支持的角度来看，它很简单。”