人机界面监控系统的过去、如今和将来.docx

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1、人机界面监控系统的过去、如今和将来fenghy导语：人机界面监控系统下文简称HMI便成为工业消费中一个必不可少的局部从第一个按钮开关被研制出来，人机界面监控系统下文简称HMI便成为工业消费中一个必不可少的局部。在通用汽车公司中，HMI系统可以帮助工程师进展故障诊断和设备维护工作。但是，在通用汽车公司中，HMI最主要的作用还是确保设备无故障地运行。通过HMI系统延长设备无故障运行时间地关键在于消费经过进展优化。行之有效地开展维护工作并对故障进展准确地判定将有利于共产隔得正常消费。回首HMI系统开展地历程将有助于我们解析HMI系统将来开展地方向和怎样更好地实现工厂运营地目的进步效率，增加无故障运行

2、时间。早期设备最初地HMI应用工程中包含有大量地按钮开关、指示灯、选择开关和其它简单地控制设备，功能仅限于启动、停顿某个设备，并显示该设备地状况。从某种意义上来讲，这也是一种控制系统。这样地控制系统非常简单，通常由很多继电器组合在一起来实现。在当时，设计者地重要设计思想就是让控制电路越简单越好，人机界面地雏形也受到这种思想地影响。按钮、开关和指示灯在控制系统中地应用是一个不小地进步，早期地HMI系统经常不能有效地进展故障诊断，由于他们毕竟太简陋了。在通用汽车公司，假如一个设备停顿了工作，我们不许通过查看、测试控制系统地电路来找出故障。唯一地检测技术就是用探针逐一检查测试点到设备控制电路、操纵台

3、的导通情况。如今，即便没有专门的故障诊断功能，HMI和自动化控制系统也能较以前的系统可以更快地诊断出故障原因。PLC的引入可编程控制器的问世给HMI监控系统带来了第一次飞跃。这是，可以通过将所需的设备连接到PLC上来增加HMI系统的功能。当设备出现故障时，HMI系统不仅可以与停机的设备通讯，还可以知道设备为何停机。用户可以通过编程终端发现程序中出现错误的字节。当设备出现故障时，PLC甚至可以通过编程来实现自动拨打救助。与此同时，HMI系统的监控范围开场扩大，它可以与设备进展通讯并获取其状态信息，同时还能计算某个车间的产量，并通过大量的指示灯来显示这些信息，这成为当时车间中最为普遍的景象。HMI

4、系统获取了大量的信息，这意味着操纵员要观察比以往更多的指示灯，有时候由于信息过多却不能进展快速、有效的处理。除非操纵员非常熟悉这些机器，否那么他将被吞没在大量的信息中而不知所从。显示设备的引入从简单的指示灯到七段数码管，再到字母显示管，通过这些显示设备，使得HMI监控系统可以更加准确地向操纵员反映系统的状态，进而减少故障诊断时间。通过我们经常在老式计算器上看到的七段式LED显示屏，用户可以更加准确地获取设备地状态信息。早期地准断系统能在屏幕上显示一个故障地I/O编号或某些数字，用户需要在手册上查找这些数字，进而得到到底发生了什么故障。字母显示管的到来使得HMI系统可以显示文本信息。用户还可以用

5、不同的颜色显示文本，在文本信息中参加变量，如不同车间的产量等数据。这时的操纵员可以轻而易举地解析更大范围内设备的信息。但是，随着被监控设备复杂程度的增加需要花费大量的时间用于编写显示屏的程序。完全可编程HMI系统HMI开展历程中最为重要的打破在于完全可编程HMI设备的出现，从此它代替了传统的按钮和指示灯。在CRT显示器上绘制出可编程的按钮、指示灯灯虚拟对象，工程师再对这些虚拟的按钮和指示灯进展编程，让它们按要求显示出来。很快，CRT显示器的局限性显露出来每次只能在一个画面中显示为数不多的按钮。因此工程师必须花大量的时间进展编程，将多个按钮和指示灯安放在不同的画面中。这样，显著增加了设计本钱。对

6、于顺序机械加工，其加工步骤表很快成为首选的现场用户指南。工人可以看到准确的加工步骤并按照这个步骤执行相应的操纵，加工步骤包括何时参加工件等内容。公车果农是可以很快地调整、修改工序。同时，这个加工步骤为小型和大型的应用都提供了统一的界面，所以就不再需要多个画面来显示整个加工步骤，只需根据工件的加工情况动态更新一个的列表即可。如今，可视化的显示画面可以更为生动地反响被控设备的情况。操纵员不仅可以通过文本信息得知哪个设备造成了停机，而且还可以在画面上观察到机器的情况，并指示出故障设备的位置。这一功能减少了修复故障所需的时间，但是为了开发每个设备的可视化画面需要花费不少的精力。设计的费用将随着设备大小

7、和复杂程度的增加而增加。当前和将来的HMI当前的HMI系统获得了长足的开展，实现了过去难以想象的功能，同事其价格也更利于人们的承受。开发及编程人员使用专门的程序来进展系统开发，这样便可以胜任HMI日益增加的功能同时又保持低廉的开发承办。如今的HIM系统可以提供多路按钮和显示画面，进而用意个画面对工厂中所有一样的设备进展控制。这样，开发人员仅需设定从哪个设备收集数据用于HMI显示目的，所示用的功能将通过文字列表显示出来。因此，在系统中增加新的功能只需要增加一航新的文字即可，进而节省了屏幕空间。硬件方面基于PC的HMI系统在过去十年度内得到了充分的开展，但是目前大多数HMI系统仍然使用为工业环境所

8、设计的专用设备。基于PC的HMI系统包括控制系统存在一系列的关键性问题，因此阻碍了它的进一步推广。工业计算机的本钱通常较商用计算机高很多，而且所采用的技术不如商用计算机先进；个人计算机通常被用作编程终端，因此不会因它的故障造成整个消费线的停机，但在恶劣的工业消费环境中很少直接采用；个人计算机的硬盘通常被以为最薄弱的环节，由它所造成的故障足使其丧失在恶劣环境，十分是震动环境中应用的时机，因此在某些重要的应用中将个人计算机排除在外；在计算机上添加监控软件和通讯板卡的本钱较高，甚至超出了某些专门的工业控制设备；厂商对消费类计算机的产品备件支持年度限较短，购置多年度前计算机所使用的配件并不是一件轻易的

9、事情。但是，工业控制设备厂商非常解析用户在长期使用经过中面临的问题，因此对其产品的支持年度限都比拟长；基于PC的HMI系统凭借技术上风，已经显著改良了上述缺点，十分是在价格上更是有较大的吸引力。随着触摸显示屏和基于WindowsCE操纵系统的HMI监控设备的广泛应用，基于PC的HMI系统将是将来开展的方向。随着基于PC的HMI产品的普及，工业系统中应用的键盘和鼠标也会随之而来。用户在车间与机器之间的交互式控制也变得如同操纵家用计算机一样简单。彩色触摸显示屏已经开场在贸易领域的HMI系统中应用。在杂货店、电影院、银行、甚至购物中心都能看到他们。应用市场的增长将有助于降低不同尺寸平板显示器的价格，

10、进而消除价格上的障碍，为更广泛的工业应用提供可能。随着小型平板彩色触摸显示屏的出现，便携式人机界面越来越受到人们的欢送。用户可以直接拿着这些设备走到机器跟前进展控制。软件方面越来越多的通用控件可以在基于PC的HMI系统中使用，例如通过单项选择按钮就可以替换原来的选择开关，通过复选框来替换原来的按钮。这些改变将有助于用户更加熟悉操纵界面，进而减少在培训方面的花费。HMI软件的开展使其可以在一个应用系统中支持多国语言文字，这种功能在当前全球一体化的市场环境中变得更为有用。目前，大多数的应用工程在支持多国语言时需要重新调整整个工程中每个画面的文字，但是假如采用文本与应用工程别离的方式，在改变语言时仅

11、需要提供相应的语言文件包即可。在HMI软件的开发经过中也引入了自动化设计，在为大量相似的机器设计HMI系统时，可以通过一系列的向导来完成。随着系统的增加，这样的自动化设计可以明显降低系统的开发本钱，十分是对于那些每年度都新安装数百台机器的大企业。HMI软件同时提供各种开放功能，它可以与用户自定义程序、第三方透骨女婿和其他格式的文件严密集成在一起，进而为用户的应用工程提供更好的支持。例如工业控制公司可以提供辅助设计支持软件，同时控制系统公司出售更具附加值的产品，这样便可节省最终用户总体投入本钱。相信在不远的将来，HMI系统都将运行于MicrosoftWindows操纵系统上，专用设备的HMI系统

12、将逐步退出市场.这样有助于制造商尽全力研制运行于该平台的软件，创立统一的信息交换标准。到那时，获取诊断数据和开发维护工作将变得更为简单，进而不再需要用设备上的HMI设备获取诊断数据，再用其它的HMi设备对其展开维护工作。操纵员只需要一台HMI设备就能对故障设备进展诊断和维护。设备上的HMI更可以和整个车间或者厂区的应用系统协同工作。通过基于PC的HMI系统连接到上层的监控系统，将有助于工厂信息系统解析到现场的情况。将来HMI可能的开展方向HMI系统在开展经过中将不断增强其功能，同时压缩总体本钱，随着PC市场的开展，可能会有如下几个开展方向：三维可视化为了克制机器可视化图形设计所需的高昂费用，今

13、后的HMI系统可能会直接分享机器设备在设计阶段的参数数据。不再需要花费大量的时间去制作二维的视图，可以将机器设备的参数数据导入，进而在HMI系统中生成更为直接的三维画面。逻辑控制与HMI系统的集成目前，自动化设计经过只关注于最初的设计，在HMI开展的下一个阶段将会提供贯串于整个系统生命周期的自动化设计工具。当前，在HMI系统和逻辑控制系统之间存在着密不可分的联络，因此今后很有可能将两者集成在一起。使用Web集成技术HMI系统不断的革新以来于与其它设备连接性的增强。有一天，HMI用户可以通过阅读器来观看其它设备状态，甚至可以进展控制。车间主管也可以使用嵌入Web技术的HMI系统获取整个车间设备的信息，以便集中进展治理。NET应用工程动态传输阅读器的功能终究不能知足客户端的需要。为了不至于将整个客户端应用工程嵌入到HMI中，应用工程可以直接在设备端提供对HMI的支持。.NET技术为这一应用奠定了根底，大大减少了不同平台、不同硬件设备之间的沟通障碍。将来的HMI系统为我们展现出了美妙的前景，但是今天，用户在选择HMI系统时所考虑的首要问题还是本钱和可靠性，有时甚至可能把那些功能强大的高端系统排除在外。随着最新技术的开展无论是小规模试用还是正在处于测试阶段，厂商势必都将为用户提供价格更为公道，功能更强，性能更稳定的HMI系统，进而知足将来消费力提升的需要。0