人機(jī)界面的基礎(chǔ)知識(shí)

時(shí)間：2020-01-05作者：西安森瑟斯傳感器有限責(zé)任公司瀏覽：556

一、人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品常識(shí) 

1、人機(jī)界面產(chǎn)品的定義 

連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸入單元（如觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等）寫(xiě)入工作參數(shù)或輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。 

2、人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理 

人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的**單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫(huà)面組態(tài)軟件（如JB－HMI畫(huà)面組態(tài)軟件）。使用者都**先使用HMI的畫(huà)面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過(guò)PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運(yùn)行。 

3、人機(jī)界面產(chǎn)品的基本功能及選型指標(biāo) 

基本功能： 

設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等 
數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出 
生產(chǎn)配方存儲(chǔ)，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄 
簡(jiǎn)單的邏輯和數(shù)值運(yùn)算 
可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng) 

選型指標(biāo)： 

顯示屏尺寸及色彩，分辨率 
HMI的處理器速度性能 

輸入方式：

觸摸屏或薄膜鍵盤(pán) 
畫(huà)面存貯容量，注意廠商標(biāo)注的容量單位是字節(jié)（byte）、還是位（bit） 
通訊口種類(lèi)及數(shù)量，是否支持打印功能 

4、人機(jī)界面產(chǎn)品分類(lèi) 

薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7ˊ，畫(huà)面組態(tài)軟件**，屬初級(jí)產(chǎn)品。
觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7ˊ～12.1ˊ，畫(huà)面組態(tài)軟件**，屬中級(jí)產(chǎn)品 
基于平板PC計(jì)算機(jī)的、多種通訊口的、**HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫(huà)面組態(tài)軟件收費(fèi)，屬**產(chǎn)品 

5、人機(jī)界面的使用方法 

明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品 
在PC機(jī)上用畫(huà)面組態(tài)軟件編輯“工程文件” 
測(cè)試并保存已編輯好的“工程文件” 
PC機(jī)連接HMI硬件，下載“工程文件”到HMI中 
連接HMI和工業(yè)控制器（如PLC、儀表等），實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互 

二、人機(jī)界面產(chǎn)品問(wèn)答 

1、人機(jī)界面與人們常說(shuō)的“觸摸屏”有什么區(qū)別？ 

從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，兩者是有本質(zhì)上的區(qū)別的。因?yàn)椤坝|摸屏”僅是人機(jī)界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標(biāo)及鍵盤(pán)部分功能，安裝在顯示屏**的輸入設(shè)備；而人機(jī)界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和軟件的人機(jī)交互設(shè)備。在工業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能的人機(jī)界面產(chǎn)品稱(chēng)為“觸摸屏”，但這是不科學(xué)的。 

2、人機(jī)界面和組態(tài)軟件有什么區(qū)別？ 

人機(jī)界面產(chǎn)品，常被大家稱(chēng)為“觸摸屏”，包含HMI硬件和相應(yīng)的**畫(huà)面組態(tài)軟件，一般情況下，不同廠家的HMI硬件使用不同的畫(huà)面組態(tài)軟件，連接的主要設(shè)備種類(lèi)是PLC。而組態(tài)軟件是運(yùn)行于PC硬件平臺(tái)、windows操作系統(tǒng)下的一個(gè)通用工具軟件產(chǎn)品，和PC機(jī)或工控機(jī)一起也可以組成HMI產(chǎn)品；通用的組態(tài)軟件支持的設(shè)備種類(lèi)非常多，如各種PLC、PC板卡、儀表、變頻器、模塊等設(shè)備，而且由于PC的硬件平臺(tái)性能強(qiáng)大（主要反應(yīng)在在速度和存儲(chǔ)容量上），通用組態(tài)軟件的功能也強(qiáng)很多，適用于大型的監(jiān)控系統(tǒng)中。 

3、人機(jī)界面產(chǎn)品中是否有操作系統(tǒng)？ 

任何人機(jī)界面產(chǎn)品都有系統(tǒng)軟件部分，系統(tǒng)軟件運(yùn)行在HMI的處理器中，支持多任務(wù)處理功能，處理器中需有小型的操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)軟件的運(yùn)行。基于平板計(jì)算機(jī)的**人機(jī)界面產(chǎn)品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系統(tǒng)。 

4、人機(jī)界面只能連接PLC嗎？ 

不是這樣的。人機(jī)界面產(chǎn)品是為了解決PLC的人機(jī)交互問(wèn)題而產(chǎn)生的，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，很多工業(yè)控制設(shè)備都具備了串口通訊能力，所以只要有串口通訊能力的工業(yè)控制設(shè)備，如變頻器、直流調(diào)速器、溫控儀表、數(shù)采模塊等都可以連接人機(jī)界面產(chǎn)品，來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。 

5、人機(jī)界面只能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊口與其它設(shè)備相連接嗎？ 

大多數(shù)情況下是這樣的。但隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面產(chǎn)品的接口能力越來(lái)越強(qiáng)。除了傳統(tǒng)的串行（RS232、RS422/RS485）通訊接口外，有些人機(jī)界面產(chǎn)品已具有網(wǎng)口、并口、USB口等數(shù)據(jù)接口，它們就可與具有網(wǎng)口、并口、USB口等接口的工業(yè)控制設(shè)備相連接，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的人機(jī)的交互。 

6、是否有通訊功能的設(shè)備一定能和人機(jī)界面產(chǎn)品連接？ 

應(yīng)該是這樣的。因?yàn)橥ㄓ玫娜藱C(jī)界面產(chǎn)品都提供了大量的、可供選擇的常用設(shè)備通訊驅(qū)動(dòng)程序；一般情況下，只要在人機(jī)界面的畫(huà)面組態(tài)軟件中選擇與連接設(shè)備相對(duì)應(yīng)的通訊驅(qū)動(dòng)程序，就可以完成HMI和設(shè)備的通訊連接。如果所選HMI產(chǎn)品的組態(tài)軟件中沒(méi)有要連接設(shè)備的通訊驅(qū)動(dòng)程序，用戶(hù)則可以把要連接設(shè)備的通訊口類(lèi)型和協(xié)議內(nèi)容告知HMI產(chǎn)品的生產(chǎn)商，請(qǐng)HMI廠商代為編制該設(shè)備的通訊驅(qū)動(dòng)程序。 

7、PC機(jī)加觸摸屏，能否直接與PLC通訊，完成HMI的功能？ 

當(dāng)然可以。不過(guò)還要編制相應(yīng)的HMI軟件，才能使PC機(jī)成為一個(gè)真正的HMI產(chǎn)品。 

8、未來(lái)人機(jī)界面的發(fā)展趨勢(shì)是什么？ 

隨著數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的人機(jī)界面產(chǎn)品在功能上的高、中、低劃分將越來(lái)越不明顯，HMI的功能將越來(lái)越豐富；5.7寸以上的HMI產(chǎn)品將全部是彩色顯示屏，屏的壽命也將較長(zhǎng)。由于計(jì)算機(jī)硬件成本的降低，HMI產(chǎn)品將以平板PC計(jì)算機(jī)為HMI硬件的**產(chǎn)品為主，因?yàn)檫@種**的產(chǎn)品在處理器速度、存儲(chǔ)容量、通訊接口種類(lèi)和數(shù)量、組網(wǎng)能力、軟件資源共享上都有較大的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)HMI產(chǎn)品的發(fā)展方向。當(dāng)然，小尺寸的（顯示尺寸小于5.7寸）HMI產(chǎn)品，由于其在體積和價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，隨著其功能的進(jìn)一步增強(qiáng)（如增加IO功能），將在小型機(jī)械設(shè)備的人機(jī)交互應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。
西安森瑟斯傳感器有限責(zé)任公司專(zhuān)注于壓力傳感器,壓力變送器,液位傳感器等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

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