什么是HMI？人機(jī)界面設(shè)計(jì)及優(yōu)缺點(diǎn)

在本文中，數(shù)維圖小編將為您介紹HMI的定義、HMI 的類型、HMI 的選擇、HMI 的優(yōu)缺點(diǎn)。

什么是HMI?

人機(jī)界面簡(jiǎn)稱HMI，是一種允許人類從控制制造過(guò)程的PLC發(fā)出指令和接收反饋的設(shè)備。換句話說(shuō)，它是將人連接到機(jī)器、系統(tǒng)或設(shè)備的用戶界面或儀表板。雖然從技術(shù)上講，該術(shù)語(yǔ)可以應(yīng)用于允許用戶與設(shè)備交互的任何屏幕，但 HMI 最常用于工業(yè)過(guò)程。

HMI 可以采用多種形式，包括計(jì)算機(jī)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。它們用于向操作員提供過(guò)程數(shù)據(jù)，允許操作員輸入命令和設(shè)定值，并顯示警報(bào)和其他信息。

HMI 通常連接到可編程邏輯控制器 (PLC)，該控制器負(fù)責(zé)根據(jù) HMI 和現(xiàn)場(chǎng)傳感器的輸入控制過(guò)程。HMI只是向操作員提供信息，并允許他們輸入命令，然后將命令發(fā)送到PLC進(jìn)行實(shí)施。

HMI的類型

人機(jī)界面 (HMI) 有幾種不同類型，可以根據(jù)應(yīng)用的需要采用多種形式。

一些常見(jiàn)的 HMI 類型包括：

圖形用戶界面 (GUI)：這些是基于計(jì)算機(jī)的 HMI，使用圖形界面來(lái)顯示過(guò)程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令?？梢允褂?Microsoft Windows 或?qū)Ｓ?HMI 軟件包等軟件創(chuàng)建 GUI。

觸摸屏：這些是使用觸摸屏顯示器來(lái)顯示過(guò)程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令的人機(jī)界面。它們通常用于物理控制面板不實(shí)用的應(yīng)用，例如空間有限的環(huán)境中。

物理控制面板：這些是物理HMI，使用按鈕、開(kāi)關(guān)和顯示器來(lái)顯示過(guò)程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令。它們通常用于 GUI 或觸摸屏可能不實(shí)用的工業(yè)環(huán)境，例如在振動(dòng)或灰塵含量高的環(huán)境中。

基于 Web 的 HMI：這些HMI 使用 Web瀏覽器來(lái)顯示過(guò)程數(shù)據(jù)并允許操作員輸入命令。它們可以從任何帶有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的設(shè)備訪問(wèn)，允許操作員遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制過(guò)程。

HMI的選擇

在為工業(yè)過(guò)程或系統(tǒng)選擇人機(jī)界面 (HMI) 時(shí)，需要考慮幾個(gè)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。

耐用性：HMI 的設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)固耐用，適合安裝環(huán)境。它應(yīng)該能夠承受它將暴露的溫度、濕度和振動(dòng)。

清晰度：HMI 應(yīng)具有清晰、易于閱讀和易于導(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(jiǎn)潔的顯示。它應(yīng)該易于具有不同專業(yè)水平的操作員使用和理解。

可視化：HMI 應(yīng)該能夠以清晰而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(lái)幫助操作員了解流程并做出明智的決策。

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

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

遠(yuǎn)程訪問(wèn)：HMI應(yīng)設(shè)計(jì)為允許遠(yuǎn)程訪問(wèn)，以便操作員可以從遠(yuǎn)程位置監(jiān)視和控制過(guò)程。

售后支持：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(jí)。

HMI的優(yōu)點(diǎn)

人機(jī)界面 (HMI) 具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可用于控制和監(jiān)控工業(yè)過(guò)程：

提高效率：HMI允許操作員輕松訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)和輸入命令，從而提高被控制過(guò)程的效率。通過(guò)以清晰簡(jiǎn)潔的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，操作員可以做出更明智的決策，并在必要時(shí)及時(shí)采取行動(dòng)。

提高安全性：HMI 可以通過(guò)向操作員顯示警報(bào)和其他重要信息來(lái)提高安全性。這使操作員能夠及時(shí)采取行動(dòng)，在潛在問(wèn)題變得嚴(yán)重之前解決它們。

遠(yuǎn)程監(jiān)控：許多HMI可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)，使操作員能夠從遠(yuǎn)處監(jiān)視和控制過(guò)程。這在過(guò)程位于偏遠(yuǎn)或危險(xiǎn)位置的應(yīng)用中特別有用。

易于使用：HMI 設(shè)計(jì)易于使用，即使對(duì)于可能沒(méi)有技術(shù)專長(zhǎng)的操作員也是如此。這使它們成為控制和監(jiān)控工業(yè)過(guò)程的可訪問(wèn)工具。

HMI的缺點(diǎn)

人機(jī)界面 (HMI) 有一些潛在的缺點(diǎn)，在決定是否使用人機(jī)界面時(shí)應(yīng)考慮這些缺點(diǎn)：

錯(cuò)誤操作：操作員在使用 HMI 時(shí)可能會(huì)犯錯(cuò)誤，例如輸入錯(cuò)誤的命令或未能注意到警報(bào)。這可能會(huì)導(dǎo)致被控制的過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題。

額外費(fèi)用：實(shí)施 HMI 可能會(huì)產(chǎn)生額外費(fèi)用，因?yàn)樗枰?gòu)買和安裝 HMI 本身以及其他相關(guān)的硬件和軟件。

高復(fù)雜性：某些 HMI 可能很復(fù)雜，這可能使它們難以使用或需要對(duì)操作員進(jìn)行額外培訓(xùn)。

HMI的應(yīng)用

人機(jī)界面 (HMI) 用于各種工業(yè)應(yīng)用，它們可以幫助提高被控過(guò)程的效率、安全性和可訪問(wèn)性。

HMI的一些常見(jiàn)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(guò)程，例如工廠車間的生產(chǎn)過(guò)程。它們可用于向操作員提供過(guò)程數(shù)據(jù)，允許他們輸入命令和設(shè)定值，并顯示警報(bào)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(cè)和控制鍋爐運(yùn)行、渦輪機(jī)控制以及發(fā)電和配電等過(guò)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(guò)程。

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

化學(xué)加工：HMI在化學(xué)加工廠中用于控制和監(jiān)控混合、反應(yīng)和蒸餾等過(guò)程。

HMI的設(shè)計(jì)

HMI編程與大多數(shù)其他編程語(yǔ)言不同。原因是 HMI 是制造車間正在發(fā)生的事情的可視化表示。因此，實(shí)際的 HMI 編程通常被稱為 HMI 開(kāi)發(fā)，因?yàn)榇蟛糠謺r(shí)間都花在設(shè)計(jì)屏幕布局上，而不是編寫(xiě)傳統(tǒng)意義上的代碼。選擇合適的HMI可視化開(kāi)發(fā)工具將事半功倍。例如數(shù)維圖Sovit2D，它是一款強(qiáng)大的低代碼裝配式可視化開(kāi)發(fā)工具，采用標(biāo)準(zhǔn)HTML5技術(shù)，基于B/S架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)單的拖拽即可完成可視化頁(yè)面的編排設(shè)計(jì)，用于快速開(kāi)發(fā)高性能人機(jī)界面 (HMI)、SCADA、IIOT系統(tǒng) 等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、水利、電力、能源、油氣、環(huán)境、園區(qū)、交通等領(lǐng)域。

審核編輯：湯梓紅