一、HMI簡介

　　HMI是HumanMachineInterface的縮寫，“人機接口”，也叫人機界面。人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。

　　二、HMI的接口種類

　　HMI的接口種類很多，有RS232、RS485、CAN、RJ45網(wǎng)線接口。

　　舉個例子來說，在一座工廠里頭，我們要搜集工廠各個區(qū)域的溫度、濕度以及工廠中機器的狀態(tài)等等的信息。通過一臺主控器監(jiān)視并記錄這些參數(shù)，并在一些意外狀況發(fā)生的時候能夠加以處理。這便是一個很典型的SCADA/HMI的運用。

　　一般而言，HMI系統(tǒng)必須有幾項基本的能力：

　　實時的資料趨勢顯示——把擷取的資料立即顯示在屏幕上。

　　自動記錄資料——自動將資料儲存至數(shù)據(jù)庫中，以便日后查看。

　　歷史資料趨勢顯示——把數(shù)據(jù)庫中的資料作可視化的呈現(xiàn)。

　　報表的產(chǎn)生與打印——能把資料轉(zhuǎn)換成報表的格式，并能夠打印出來。

　　圖形接口控制——操作者能夠透過圖形接口直接控制機臺等裝置。

　　警報的產(chǎn)生與記錄——使用者可以定義一些警報產(chǎn)生的條件，比方說溫度過度或壓力超過臨界值，在這樣的條件下系統(tǒng)會產(chǎn)生警報，通知作業(yè)員處理。

　　三、HMI人機界面產(chǎn)品的組成及工作原理

　　人機界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于PC機Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過PC機和HMI產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”到HMI的處理器中運行。

　　四、HMI人機界面產(chǎn)品的基本功能

　　1）設(shè)備工作狀態(tài)顯示;

　　2）數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出;

　　3）生產(chǎn)配方存儲，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄;

　　4）簡單的邏輯和數(shù)值運算;

　　5）可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng)。

　　五、HMI人機界面產(chǎn)品的選型指標(biāo)

　　1）顯示屏尺寸及色彩，分辨率;

　　2）HMI的處理器速度性能;

　　3）輸入方式：觸摸屏或薄膜鍵盤;

　　4）畫面存貯容量，注意廠商標(biāo)注的容量單位是字節(jié)、還是位;

　　5）通訊口種類及數(shù)量，是否支持打印功能。

　　六、人機界面HMI的8大知識

　　1、人機界面只能連接PLC嗎？

　　不是這樣的。人機界面產(chǎn)品是為了解決PLC的人機交互問題而產(chǎn)生的，但隨著計算機技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，很多工業(yè)控制設(shè)備都具備了串口通訊能力，所以只要有串口通訊能力的工業(yè)控制設(shè)備，如變頻器、直流調(diào)速器、溫控儀表、數(shù)采模塊等都可以連接人機界面產(chǎn)品，來實現(xiàn)人機交互功能。

　　2、人機界面與人們常說的“觸摸屏”有什么區(qū)別？

　　從嚴(yán)格意義上來說，兩者是有本質(zhì)上的區(qū)別的。因為“觸摸屏”僅是人機界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標(biāo)及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備；而人機界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和軟件的人機交互設(shè)備。在工業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能的人機界面產(chǎn)品稱為“觸摸屏”，但這是不科學(xué)的。

　　3、人機界面產(chǎn)品中是否有操作系統(tǒng)？

　　任何人機界面產(chǎn)品都有系統(tǒng)軟件部分，系統(tǒng)軟件運行在HMI的處理器中，支持多任務(wù)處理功能，處理器中需有小型的操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)軟件的運行?；谄桨逵嬎銠C的高性能人機界面產(chǎn)品中，一般使用WinCE，Linux等通用的嵌入式操作系統(tǒng)。

　　4、人機界面和組態(tài)軟件有什么區(qū)別？

　　人機界面產(chǎn)品，常被大家稱為“觸摸屏”，包含HMI硬件和相應(yīng)的專用畫面組態(tài)軟件，一般情況下，不同廠家的HMI硬件使用不同的畫面組態(tài)軟件，連接的主要設(shè)備種類是PLC。而組態(tài)軟件是運行于PC硬件平臺、windows操作系統(tǒng)下的一個通用工具軟件產(chǎn)品，和PC機或工控機一起也可以組成HMI產(chǎn)品；通用的組態(tài)軟件支持的設(shè)備種類非常多，如各種PLC、PC板卡、儀表、變頻器、模塊等設(shè)備，而且由于PC的硬件平臺性能強大（主要反應(yīng)在在速度和存儲容量上），通用組態(tài)軟件的功能也強很多，適用于大型的監(jiān)控系統(tǒng)中。

　　5、是否有通訊功能的設(shè)備一定能和人機界面產(chǎn)品連接？

　　應(yīng)該是這樣的。因為通用的人機界面產(chǎn)品都提供了大量的、可供選擇的常用設(shè)備通訊驅(qū)動程序；一般情況下，只要在人機界面的畫面組態(tài)軟件中選擇與連接設(shè)備相對應(yīng)的通訊驅(qū)動程序，就可以完成HMI和設(shè)備的通訊連接。如果所選HMI產(chǎn)品的組態(tài)軟件中沒有要連接設(shè)備的通訊驅(qū)動程序，用戶則可以把要連接設(shè)備的通訊口類型和協(xié)議內(nèi)容告知HMI產(chǎn)品的生產(chǎn)商，請HMI廠商代為編制該設(shè)備的通訊驅(qū)動程序。

　　6、PC機加觸摸屏，能否直接與PLC通訊，完成HMI的功能？

　　當(dāng)然可以。不過還要編制相應(yīng)的HMI軟件，才能使PC機成為一個真正的HMI產(chǎn)品。

　　7、人機界面只能通過標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊口與其它設(shè)備相連接嗎？

　　大多數(shù)情況下是這樣的。但隨著計算機和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，人機界面產(chǎn)品的接口能力越來越強。除了傳統(tǒng)的串行（RS232、RS422/RS485）通訊接口外，有些人機界面產(chǎn)品已具有網(wǎng)口、并口、USB口等數(shù)據(jù)接口，它們就可與具有網(wǎng)口、并口、USB口等接口的工業(yè)控制設(shè)備相連接，來實現(xiàn)設(shè)備的人機的交互。

　　8、未來人機界面的發(fā)展趨勢是什么？

　　隨著數(shù)字電路和計算機技術(shù)的發(fā)展，未來的人機界面產(chǎn)品在功能上的高、中、低劃分將越來越不明顯，HMI的功能將越來越豐富；5.7寸以上的HMI產(chǎn)品將全部是彩色顯示屏，屏的壽命也將更長。由于計算機硬件成本的降低，HMI產(chǎn)品將以平板PC計算機為HMI硬件的高端產(chǎn)品為主，因為這種高端的產(chǎn)品在處理器速度、存儲容量、通訊接口種類和數(shù)量、組網(wǎng)能力、軟件資源共享上都有較大的優(yōu)勢，是未來HMI產(chǎn)品的發(fā)展方向。當(dāng)然，小尺寸的（顯示尺寸小于5.7寸）HMI產(chǎn)品，由于其在體積和價格上的優(yōu)勢，隨著其功能的進一步增強（如增加IO功能），將在小型機械設(shè)備的人機交互應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。