人機界面的定義/類型/應(yīng)用/優(yōu)點

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，HMI是人機界面的縮寫。在工業(yè)中使用HMI來控制和監(jiān)控機器。如果沒有HMI，就很難在工業(yè)中擁有良好的自動化流程。

人機界面的定義

人機界面 (HMI) 是一種用戶界面，允許人類操作員與機器或過程進行交互。HMI通常用于工業(yè)環(huán)境，允許操作員監(jiān)視和控制過程，例如工廠或發(fā)電廠中的過程。

HMI 可以采用多種形式，包括計算機上的圖形用戶界面 (GUI)、觸摸屏或帶有按鈕和顯示器的物理控制面板。它們用于向操作員呈現(xiàn)過程數(shù)據(jù)，允許操作員輸入命令和設(shè)定值，以及提供警報和其他信息。

HMI通常連接到可編程邏輯控制器(PLC)，PLC負(fù)責(zé)根據(jù)現(xiàn)場HMI和傳感器的輸入來控制過程。HMI只是向操作員提供信息，并允許他們輸入命令，然后將其發(fā)送到PLC進行實施。

人機界面的類型

圖形界面（Graphical User Interface，簡稱GUI）：這些是基于計算機的HMI，使用圖形界面來顯示過程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令。GUI可以使用Microsoft Windows等軟件或?qū)ｉT的HMI軟件包創(chuàng)建。

觸摸界面（Touchscreen Interface）：通過觸摸屏幕進行交互，具有簡單、直觀的交互方式，常用于智能手機、平板電腦、交互式白板等設(shè)備上。

語音界面（Voice Interface）：通過語音識別技術(shù)進行交互，用戶可以通過語音指令控制計算機，常用于智能音箱、車載系統(tǒng)等設(shè)備上。

物理面板：這些是物理HMI，使用按鈕，開關(guān)和顯示器來顯示過程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令。通常用于GUI或觸摸屏可能不實用的工業(yè)環(huán)境，例如振動或灰塵水平較高的環(huán)境。

基于Web的界面：這些人機界面使用 Web 瀏覽器來呈現(xiàn)過程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令。它們可以通過Web瀏覽器從任何設(shè)備訪問，允許操作員遠程監(jiān)視和控制過程。

人機界面的選擇

在為工業(yè)過程或系統(tǒng)選擇人機界面 (HMI) 時，需要考慮幾個因素，以確保 HMI 最適合特定應(yīng)用。

兼容性：選擇與其將要控制的設(shè)備和系統(tǒng)兼容的HMI非常重要。這包括與控制系統(tǒng)、通信協(xié)議和設(shè)備使用的數(shù)據(jù)格式的兼容性。

硬件：HMI應(yīng)設(shè)計為堅固耐用，適合安裝環(huán)境。它應(yīng)該能夠承受它將要承受的溫度、濕度和振動。

顯示：HMI 應(yīng)具有清晰、易于閱讀且易于導(dǎo)航的顯示屏。屏幕應(yīng)具有良好的分辨率，具有高質(zhì)量的顯示和背光。

可用性：HMI應(yīng)易于操作和理解，具有直觀的導(dǎo)航和清晰簡潔的顯示。它具有不同專業(yè)知識水平的操作員應(yīng)該易于使用和理解。

數(shù)據(jù)可視化：HMI 應(yīng)該能夠以清晰有意義的方式顯示數(shù)據(jù)，使用圖形、圖表和其他類型的可視化表示來幫助操作員了解流程并做出明智的決策。

可定制性：HMI應(yīng)該是可定制的，能夠適應(yīng)過程或設(shè)備的特定需求，以及操作員的偏好。

遠程訪問：HMI應(yīng)設(shè)計為允許遠程訪問，以便操作員可以從遠程位置監(jiān)視和控制過程。

可擴展性：HMI應(yīng)設(shè)計為可擴展，隨著流程或設(shè)備變得更加先進，能夠處理更多的復(fù)雜性和數(shù)據(jù)。

支持：HMI供應(yīng)商應(yīng)提供良好的技術(shù)支持和文檔，以及軟件更新和升級。

人機界面的優(yōu)點

人機界面 (HMI) 具有幾個優(yōu)點，可用于控制和監(jiān)控工業(yè)過程：

提高效率：HMI允許操作員輕松訪問過程數(shù)據(jù)和輸入命令，從而提高被控制過程的效率。通過以清晰簡潔的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，運營商可以做出更明智的決策，并在必要時及時采取行動。

提高安全性：HMI 可以通過向操作員顯示警報和其他重要信息來提高安全性。這使運營商能夠及時采取行動，在潛在問題變得嚴(yán)重之前解決它們。

遠程監(jiān)測和控制：許多HMI可以遠程訪問，允許操作員從遠處監(jiān)視和控制過程。這在過程位于偏遠或危險位置的應(yīng)用中特別有用。

易于使用：HMI設(shè)計為易于使用，即使對于可能沒有技術(shù)專長的操作員也是如此。這使它們成為控制和監(jiān)控工業(yè)過程的可訪問工具。

人機界面的用途

HMI與可編程邏輯控制器(PLC)和輸入/輸出傳感器通信，以獲取和顯示信息以供用戶查看。HMI屏幕可用于單一功能，如監(jiān)控和跟蹤，或用于執(zhí)行更復(fù)雜的操作，如關(guān)閉機器或提高生產(chǎn)速度，具體取決于它們的實施方式。

HMI 用于通過數(shù)字化和集中查看者的數(shù)據(jù)來優(yōu)化工業(yè)過程。通過利用HMI，操作員可以通過一個控制臺查看圖形，圖表或數(shù)字儀表板中顯示的重要信息，查看和管理警報，并與SCADA，ERP和MES系統(tǒng)連接。

以前，操作員需要不斷走動地板以檢查機械進度并將其記錄在一張紙或白板上。通過允許PLC將實時信息直接傳送到HMI顯示器，HMI技術(shù)消除了對這種過時做法的需求，從而減少了由于缺乏信息或人為錯誤而導(dǎo)致的許多代價高昂的問題。

人機界面的應(yīng)用

人機界面 (HMI) 用于各種工業(yè)應(yīng)用，它們可以幫助提高被控制過程的效率、安全性和可訪問性。

HMI的一些常見應(yīng)用包括：

制造：HMI 通常用于制造環(huán)境中，以控制和監(jiān)控生產(chǎn)過程，例如工廠車間的生產(chǎn)過程。它們可用于向操作員呈現(xiàn)過程數(shù)據(jù)，允許他們輸入命令和設(shè)定值，以及顯示警報和其他重要信息。

發(fā)電：HMI還用于發(fā)電廠，例如使用化石燃料或可再生能源的發(fā)電廠，以監(jiān)測和控制鍋爐運行，渦輪機控制以及發(fā)電和配電等過程。

水和廢水處理：HMI用于水和廢水處理廠，以控制和監(jiān)控泵送，處理和分配等過程。

石油和天然氣：HMI用于石油、天然氣生產(chǎn)和精煉，以控制和監(jiān)控鉆井，泵送和精煉等過程。

化學(xué)加工：HMI用于化學(xué)加工廠，以控制和監(jiān)控混合，反應(yīng)和蒸餾等過程。

人機界面設(shè)計工具

數(shù)維圖軟件基于 HTML5(Canvas/WebGL/WebVR)標(biāo)準(zhǔn)的 Web 技術(shù)，滿足了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)跨平臺云端化部署實施的需求，以低代碼可視化的形式自由構(gòu)建大屏組態(tài)、UI 組態(tài)、工業(yè)組態(tài)、三維組態(tài)。

數(shù)維圖軟件可視化開發(fā)平臺(Sovit2D、Sovit3D)是一個功能強大的基于Web的組態(tài)在線編輯器，采用HTML5技術(shù)，基于B/S架構(gòu)，支持2D/3D圖形配置、mqtt協(xié)議訪問。提供豐富的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元器件圖元庫及多行業(yè)模板和組件，在瀏覽器端即可完成便捷的人機交互，簡單的拖拽即可完成可視化頁面的編排設(shè)計，快速構(gòu)建SCADA、HMI、儀表板、IIOT系統(tǒng)，應(yīng)用于泛工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景。

審核編輯黃宇