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为什么人机界面在工业界无处不在
发布日期:2018年04月22日星期日
显示器、触摸屏、终端-这些人机界面似乎无处不在。它们中的很多比二十年前的按钮和开关还要小,而且功能已经非常复杂,可以帮助管理和运营进行控制,并为其提供信息。

最近人机界面(HMI)在工业界得到了空前的普及,因为这些设备按照可视和可控的格式,实时传输、管理和显示信息,帮助公司进行更好的商业决策。在各种应用中使用HMI已被证明可以提高产生、降低成本、改进质量并且减少物料浪费。HMI让公司立足于变革,盈利能力也随之增强。

以更低的成本实现更多的功能,促使制造企业在更多的地方安装HMI,甚至使用在之前完全想象不到的场合。

一、让信息无处不在

Wonderware公司InTouch工业计算机、DA服务器及工具集市场经理GaryNelson认为,尤其是下面的三项进步,导致工业界对HMI的日益依赖:

■HMI软件方面的进步;

■HMI数据可视化以及收集所有相关信息的能力;

■集成和连接技术的进步和提高。

“公司需要可以改善商业流程的工具”,Nelson说:“HMI通过测量公司流程和设备是否有效,发挥自身的作用。HMI并不只是显示一台机器上的数据,它面向不同等级的人员以不同的方式显示信息,这一直延伸到公司决策层。质量控制经理关注统计报表,而操作员看重的是设备表现。车间里的数据不再局限在车间内部,而HMI就是传输这些数据的关键。”

HMI应用的迅速增加,源于它已经从单纯的可视化工具发展成帮助企业管理制造过程的工具,在罗克韦尔自动化产品管理、控制和可视化业务总监BruceFuller的眼中,“过去的二十年,人们对于HMI的期望已经从界面变成了软件。”Fuller看到HMI的软件功能正在越来越多的植入到嵌入式设备之中,客户对于其在机器以及操作界面的功能需求也越来越多。

HMI硬件和软件上的进步,帮助企业衡量其过程和设备的有效性,在车间内部共享信息。

工业强化的硬件与复杂的程序结合,让这些设备更加智能,同时互联能力又融入和底层汇报、分析和数据仓库的功能。

二、HMI与PC融合

HMI日益重要的原因也是由于同PC的联系越来越紧密。正如GEFanucHMI/SCADA-iFix产品经理PrasadPai所说:“HMI正快速成为PC和IT部门的延伸,它们必须是与IT兼容的。”AutomationDirect公司HMI产品经理GregPhilbrook说:“标准的HMI和工业强化PC已经没有区别,只是价格更低。PC有很多功能,比如记录、跟踪、网络和邮件服务,都已经融入到HMI之中。处理器速度更快,使得仿真成为可能,而且价格可以达到低端市场的要求,进入那些之前无法想象的领域。”

“从前,HMI只是一个哑巴终端”,博世力士乐PLC及HMI产品经理TedThayer说道,“现在,它们已经是可以运行微软Windows操作系统的工业PC了,在低成本的前提实现技术进步,就为应用拓展了很多新的领域。系统经过整合以及改进,允许任一台HMI与很多产品线实现通讯,这鼓励着企业增加HMI的应用。”

“但是,最近HMI的进步绝不只是更多接口、更多信息这么简单”,西门子能源与自动化集团HMI美国业务经理JayCoughlin补充道:“有用的信息越来越多。系统帮助您储存数据,然后对这些数据进行简化,这样那些本来对数据不熟悉的人员也能够以一种自己理解的方式进行查看。比如说,机器的内部构造没有谁明白,但是相关人员可以根据输入输出来控制产品质量。”

三、专为工业应用

HMI当中正在加入越来越复杂的软件、加强的图形、诸如操作向导或者信息端口这类工具、以及移动、便携、无线等诸多功能。所有这些特征都吸引着用户使用更多数量的HMI:

■特殊软件。特殊的行业软件,比如面对水厂和污水厂或者包装行业的应用软件包,可以提供专为这些行业设计的实体、模块、样张等等。举例来说,软件可以更容易、更高效的监控液体流速和压力,或者提供内置的工作步骤解决瓶颈问题。“用户可以在系统顶端使用多个行业的软件包,因为它们都是非常容易集成的”,Wonderware的Nelson说,“这样就可以获得更专业的信息。”

■功能加强的图形和向导。一些供应商正在系统中加入仿真的功能,在整个开发流程中协助用户,利用向导使得构建可视屏变得更加容易,从而帮助用户理顺屏幕开发的各个环节。举例来说,“我们最近推出了一款水行业解决方案,它使用最新的图形和向导,帮助客户使用那些在水及污水管理操作中常用的工具进行配置”,GEFanuc的Cerrato说道。

■资讯站。通常关注诊断功能的信息端口或者资讯站,提供了手册、培训资料、图表等资料的电子资源。“这些创新型的HMI通过中央位置让信息更快发布”,西门子能源与自动化集团HMI产品市场经理PhilAponte解释道,“操作员可以看到附近的生产线正在发生什么,而维修工可以看到生产线出现故障的位置,所有这些都在同一台资讯站上。”

■无线及移动功能。移动能力可能要比HMI更具有吸引力。“移动面板可以让操作作在工厂里行走,这些面板可以是有线的也可以是无线的,其优势在需要启动或者进行更改的时候”,西门子的Coughlin说。

并且,在小型系统比方说包装机上安装HMI的价格也在降低。“屏幕的规格是3英寸或者4英寸,解析度很高,可以使用在一些需要便携性的场合,比如在偏远的钻井平台或者开动着的汽车上”,AutomationDirect的Philbrook补充道,“这些进展让HMI几乎无处不在。”

管对于无线系统的兴趣还没有达到预期,但是绝大部分人相信这一天迟早会到来,这也让HMI显得更有价值。

博世力士乐的Thayer说,自己从无线技术中获得了很多便易,但是一般的客户还没有显示出足够的兴趣。“然而”,他说道:“无线必将普及,很大程度是因为它会降低成本。它不再需要会老化、损坏或是破裂的线缆。” 行业软件包为一些特殊应用增加了很多细节。这一画面显示了水及污水管理中的逆流过滤过程。 系统内置操作向导,简化了开发过程。

四、HMI成为控制器?

“在20世纪90年代,HMI改变了蓝领工人的工作习惯”,Wonderware的Nelson说,“今天,它们同样正在改变着控制人员。”

博世力士乐的Thayer预测,HMI将会加入控制功能,这在一定程度上让PLC成为多余。“现在,实际上我们可以在HMI内部嵌入PLC逻辑控制装置”,他说,“操作员可以运行PLC控制生产线,也可以在同一台设备上进行数据处理,这大大方便了系统集成,使得系统架构更加简化。”

HMI的使用如果只受到信息量的限制,将会方便操作人员。罗克韦尔自动化的Fuller说:“技术进步会继续降低开发时间和问题确定的难度,这将是下一个重大的变化。然而,微分器不再局限在硬件,它也以软件或者某种信息的形式存在,在屏幕上显示方便您使用。随着人们需要越来越多的信息,他们也就需要更多的HMI。

 



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