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人机界面

HMI基础知识解答

wqshand
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2007-06-29

本文是对人机界面基础知识的介绍,希望对初次接触人机界面的新读者有所帮助。 
      一、人机界面(HMI)产品常识
      1、人机界面产品的定义
      连接可编程序控制器(PLC)、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。

      2、人机界面(HMI)产品的组成及工作原理
      人机界面产品由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等,其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低,是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同,处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分,即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件(如JB-HMI画面组态软件)。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件”,再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口,把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。


      3、人机界面产品的基本功能及选型指标
      基本功能:
      设备工作状态显示,如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等
      数据、文字输入操作,打印输出
      生产配方存储,设备生产数据记录
      简单的逻辑和数值运算
      可连接多种工业控制设备组网
      选型指标:
      显示屏尺寸及色彩,分辨率
      HMI的处理器速度性能
      输入方式:触摸屏或薄膜键盘
      画面存贮容量,注意厂商标注的容量单位是字节(byte)、还是位(bit)
      通讯口种类及数量,是否支持打印功能?

      4、人机界面产品分类
      薄膜键输入的HMI,显示尺寸小于5.7ˊ,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5.7ˊ~12.1ˊ,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10.4ˊ,画面组态软件收费,属高端产品

      5、人机界面的使用方法
      明确监控任务要求,选择适合的HMI产品
      在PC机上用画面组态软件编辑“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

      二、人机界面产品问答
      1、人机界面与人们常说的“触摸屏”有什么区别?
      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、人机界面和组态软件有什么区别?
   人机界面产品,常被大家称为“触摸屏”,包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件,一般情况下,不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件,连接的主要设备种类是PLC。而组态软件是运行于PC硬件平台、windows操作系统下的一个通用工具软件产品,和PC机或工控机一起也可以组成HMI产品;通用的组态软件支持的设备种类非常多,如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块等设备,而且由于PC的硬件平台性能强大(主要反应在在速度和存储容量上),通用组态软件的功能也强很多,适用于大型的监控系统中。
   3、人机界面产品中是否有操作系统?
   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。?
  
   4、人机界面只能连接PLC吗?
   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
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