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工业自动化领域,人机界面的定义、产品和应用分析:

winterswimer  发表于 2006/12/13 14:31:04    精华  3553 查看 3 回复  [上一主题]  [下一主题]

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人机界面英文缩写:

HMI是Human Machine Interface人机界面的简称。

MMI是MAN MACHINE INTERFACE

人机界面的一个非常广义的定义,可以覆盖计算机图形学、计算机工程学,同时,在工业自动化领域也被广泛的应用。所以,有这样的解释:人机界面是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。

在工业自动化领域中,人机界面的概念和产品、应用如何呢?

在工业自动化中,人机界面是一类控制产品或者一套软硬一体的控制系统解决方案,包括嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统和嵌入式组态软件。

工控领域人机界面产品包括:

操作界面Operator Panel  比如siemens的HMI产品OP270 .

触摸面板Touched Panel,比如siemens的HMI产品TP270

平板电脑Touched Paned PC,比如advantech的TPC1261H

还有嵌入式触摸屏、嵌入式工控机等。

工业人机界面典型应用:

系统架构图:


  系统结构说明
   
系统中,有12个油罐,每个油罐使用本安防爆的磁致伸缩探棒测试油位的高度,
并通过测试系统的通讯接口和485现场总线将油位信号传道控制柜的人机界面,同时,我们结合PLCAdam4000模块,继电器输出,控制油泵的启停。
   
而且,控制现场的监控实时和历史信息可以通过,工业以太网现场总线,传输到中心控制室的中心站系统。
中心站系统可以采用Advantech 610H原装工控机平台和MCGS通用版/网络版工程。从而达到,现场的无人值守和远程监控。
  等等的信息透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的运用,一般而言,HMI系统必须有几项基本的能力:
       人机界面硬件平台的通讯扩展能力,保证数据通讯;
       人机界面的LCD显示和触摸屏,保证人机的交互;
  组态工程的实时的资料趋势显示、自动记录资料、历史资料趋势显示、报表的产生与打印、图形接口控制、警报的产生与记录保证现场控制的正常运行。

下面是摘录的文章,有助于我们对HMI的理解:

重新定义HMI 

2006-1-9 10:06:05 工控网
   
    人机界面(Human Machine Interface, HMI)已经从用于监视活动的简单设备发展成用来监控、分析过程与系统的复杂而成熟的工具。其专业名称也从人机界面(Man Machine Interface),发展到图形用户界面(Graphical User Interface),到现在的操作员界面(Operator Interface)。唯一一成不变的是它的缩写形式--HMI。那么,何为HMI?我们从最终用户和供应商那里得到了丰富多彩的答案。本文是对这些答案的概略总结。
  Optrex America公司的业务发展总监Dale H. Maunu说:“人机界面系统的核心功能是显示信息。” National Instruments公司分布式I/O和过程控制产品经理Gricha Raether对此的评论是:“典型的人机界面系统是用来监控、显示和改变某一特定过程或机器的图形软件系统。” Phoenix Contact公司的产品专员Bjoern Falke指出:“HMI是一些用来替代传统的按钮和指示灯的触摸屏” 
。而QSI Corp.公司的总裁Jim Elwell对HMI的定义则是“从物质形态上讲,它包括使用HMI系统的设备类型,复杂度和相关成本。”

  屏幕之外

  虽然不同的用户对于HMI的定义不尽相同,但业界对HMI 系统有一个共识:HMI 系统的发展日益成熟,其增强的连通性已大大拓宽了自己的影响力。Microsoft制造业部门工业技术高级战略专家 Ron Sielinski介绍说:“传统的HMI系统是一扇向操作员展示制造过程的窗口,它替代了开关、按钮和指示灯。而现在,它已发展成为一种集成所有制造过程的界面,可将操作员需要的所有信息整合在单一视图中。”
  GE Fanuc Automation公司HMI/SCADA产品市场总监Roy Kok也有同感。他说:“HMI已不是只能运行在本地的界面系统。网络技术可实现基于浏览器的显示功能,用于远程操作和诊断。它可适应各种自动控制技术框架、集成高级报表和分析工具以及实时信息入口。”
  Honeywell Process Solutions公司HMI产品市场经理Annemarie Diepenbroek指出:“HMI的计算能力已被大大增强。如今的HMI系统可解决各种问题,无论在异常情况还是在正常情况下都可出色地完成工作。它可降低决策难度,增强员工能力,持续地监测所有工厂设备的健康状况,同时也更加安全。”
 “HMI已从独立的计算机节点演变为全局的可视化和控制系统。HMI系统的移动性、灵活性和安全性使公司能够在任何时间获得来自任何地点的信息。”Wonderware公司的可视化产品市场经理Renee Brandt介绍说。

  人的因素

  PE公司的顾问Samuel M. Herb强调:“无论技术如何先进,HMI效果的最优化最终取决于操作员或工程师的操作行为。所以人与过程的合理连接是必不可少的。任何用于人机交互的设备必须保证双向的人与机器交流的准确无误。技术上的任何细微改变都会产生全新的操作方式,而人们需要经过一个学习曲线才能使该技术发挥最大的效能。”
  Three-Five Systems公司的Sriram Peruvemba也很重视人的作用,并将其称之为“HMI在人类操作员和机器控制间的联合”。他说:“HMI系统可将人对机器行为的操控意图解释为机器程序中的指令,然后,再将来自机器的反馈信号以声音和图像等人类能够理解的形式输出。”
  要对像HMI这种动态发展的技术取得全面的共识是很困难的。毋庸置疑,现今的HMI系统已发展成为一种复杂的跨企业系统。今天我们对HMI下的定义,明天可能就会过时。Three-Five公司的Peruvemba预言:“未来的触觉控制、声音输入和无线显示技术将彻底改变人们对HMI设备的认识。”(触觉控制技术可将人的触觉应用在人/机交互中。)

  到时,我们就又需要重新定义HMI系统了。 

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  • 匿名

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    匿名   发表于 2006/12/11 11:57:41

    软件价格比较高,为什么呢 推荐一下国内的品牌和各自的价格怎么样
    2楼 回复本楼

    引用 匿名 2006/12/11 11:57:41 发表于2楼的内容

  • winterswimer

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    winterswimer   发表于 2006/12/12 11:17:42

    研华触摸屏购买策略:

                     TPC60S              TPC1261H            TPC1570H            PPCL156T

    研华产品提供的平板电脑(触摸屏)推荐:

    优点:设备质量还是非常好的,通讯接口丰富,可选类别也是非常多。
               价位比西门子好许多。
               通用性强,支持串行口、以太网口,有的还带有I/O和PCI插槽。
               提供WINCE平台(研华为微软的嵌入式系统的金牌代理)

    弱点:需要单配HMI软件,研华和西门子都是走代理商的销售策略,如果您从一个公司购买研华的屏,然后,在另一个公司购买可以用在上面的组态软件,那么,费用会很高!       

    推荐:通过一个研华的代理商,购买捆绑组态软件的研华的屏,信价比和西门子的产品还是要低的。

    西门子HMI分析:

    注意: 点击这里可以打开产品系列子项! 点击上面的标题可以关闭子项信息!

    优势:西门子的HMI产品的编程软件是WinCC flexible,或者ProTool,这些软件也都是随屏赠送的,
               支持MPI 、DP口,连接西门子系列的控制设备性能非常好
               控制软件系统性能和可靠性高。

    缺点:通用性不高,比如连接三菱或OMRON等PLC,就比较困难!
               价位非常高,主要是品牌的优势。
               软件的通讯的支持不高。          

    建议:如果是配套整体的西门子设备,西门子的HMI产品是最好的选择。

    国内屏分析:

    国内软件配套最好的是昆仑体系的屏,预装MCGS嵌入版组态软件(支持所有485/以太网/CAN通讯协议),经过5年的市场考验,屏的性能和可靠性,已经得到客户认可。

    价位最低的屏为WEINVIEW(Easyview) 的5.7寸小屏,性能不错,价位很低,也有配套软件,支持设备驱动较少。

    其他,日系的屏这里不做推荐。

    目前可用的国内嵌入式通用组态软件:

    KINGVIEW的嵌入版,是国内发展最早的组态软件衍生出来的,通用性好,但是,自己没有配套的屏,适用于配套没有组态软件的支持WINCE系统的屏。

    MCGS组态软件嵌入版,是国内发展迅速,仅次于KINGVIEW的组态软件的衍生,通用性好,一般配套的屏出售。

     

    3楼 回复本楼

    引用 winterswimer 2006/12/12 11:17:42 发表于3楼的内容

  • POP_HMI

    POP_HMI   |   当前状态:离线

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    POP_HMI   发表于 2006/12/13 14:31:04

    研华的HMI实际上只是一台工业平板PC而已,或称为HMI硬件;而真正意义上的人机界面I应该是HMI硬件+专用画面组态软件!研华的这类HMI,国内的许多工控机厂商都有,以前叫平板PC,现在叫HMI而已。目前一些较大的HMI厂家已有基于工业平板PC的高端HMI产品上市了,这些HMI产品是含专用的画面组态软件的。实际上“PC硬件+画面软件”就可构成人机界面产品。
    4楼 回复本楼

    引用 POP_HMI 2006/12/13 14:31:04 发表于4楼的内容

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