人機界面(miàn)與人們常說的“觸摸屏”有什麼(me)區别？從嚴格意義上來說，兩(liǎng)者是有本質上的區别的。因爲“觸摸屏”僅是人機界面(miàn)産品中可能(néng)用到的硬件部分，是一種(zhǒng)替代鼠标及鍵盤部分功能(néng)，安裝在顯示屏前端的輸入設備；而人機界面(miàn)産品則是一種(zhǒng)包含硬件和軟件的人機交互設備。在工業中，人們常把具有觸摸輸入功能(néng)的人機界面(miàn)産品稱爲“觸摸屏”，但這(zhè)是不科學(xué)的。

 

人機界面(miàn)（HMI）基本概念和問題

 

一、 人機界面(miàn)（HMI）産品基本常識

 

1. 人機界面(miàn)産品的定義

 

 連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調速器、儀表等工業控制設備，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠标等）寫入工作參數或輸入操作命令，實現人與機器信息交互的數字設備,由硬件和軟件兩(liǎng)部分組成(chéng)。HMI爲英文Human-Machine Interface的縮寫。

 

2. 人機界面(miàn)（HMI）産品的組成(chéng)及工作原理

 

人機界面(miàn)産品由硬件和軟件兩(liǎng)部分組成(chéng)，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等，其中處理器的性能(néng)決定了HMI産品的性能(néng)高低，是HMI的核心單元。根據HMI的産品等級不同，處理器可分别選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分爲兩(liǎng)部分，即運行于HMI硬件中的系統軟件和運行于PC機Windows操作系統下的畫面(miàn)組态軟件（如JB－HMI畫面(miàn)組态軟件）。使用者都(dōu)必須先使用HMI的畫面(miàn)組态軟件制作“工程文件”，再通過(guò)PC機和HMI 産品的串行通訊口，把編制好(hǎo)的“工程文件”下載到HMI的處理器中運行。
 

 

3. 人機界面(miàn)産品的基本功能(néng)及選型指标

 

基本功能(néng)：

 

    設備工作狀态顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等；數據、文字輸入操作，打印輸出；生産配方存儲，設備生産數據記錄；簡單的邏輯和數值運算；可連接多種(zhǒng)工業控制設備組網。
 

    選型指标：

    顯示屏尺寸及色彩，分辨率；

    HMI的處理器速度性能(néng)；

    輸入方式：觸摸屏或薄膜鍵盤；

    畫面(miàn)存貯容量，注意廠商标注的容量單位是字節（byte）、還(hái)是位（bit）；

    通訊口種(zhǒng)類及數量，是否支持打印功能(néng)。
 

    4. 人機界面(miàn)産品分類

 

    薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7ˊ，畫面(miàn)組态軟件免費，屬初級産品。如POP－HMI 小型人機界面(miàn)；

    觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸爲5.7ˊ～12.1ˊ，畫面(miàn)組态軟件免費，屬中級産品；

    基于平闆PC計算機的、多種(zhǒng)通訊口的、高性能(néng)HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫面(miàn)組态軟件收費，屬高端産品。
 

    5. 人機界面(miàn)的使用方法

 

    明确監控任務要求，選擇适合的HMI産品；

    在PC機上用畫面(miàn)組态軟件編輯“工程文件”；

    測試并保存已編輯好(hǎo)的“工程文件” ；

    PC機連接HMI硬件，下載“工程文件”到HMI中；

    連接HMI和工業控制器（如PLC、儀表等），實現人機交互。

    二、 人機界面(miàn)産品問答

 

    1、人機界面(miàn)與人們常說的“觸摸屏”有什麼(me)區别？

 

    從嚴格意義上來說，兩(liǎng)者是有本質上的區别的。因爲“觸摸屏”僅是人機界面(miàn)産品中可能(néng)用到的硬件部分，是一種(zhǒng)替代鼠标及鍵盤部分功能(néng)，安裝在顯示屏前端的輸入設備；而人機界面(miàn)産品則是一種(zhǒng)包含硬件和軟件的人機交互設備。在工業中，人們常把具有觸摸輸入功能(néng)的人機界面(miàn)産品稱爲“觸摸屏”，但這(zhè)是不科學(xué)的。

 

    2、人機界面(miàn)和組态軟件有什麼(me)區别？

 

    人機界面(miàn)産品，常被(bèi)大家稱爲“觸摸屏”，包含HMI硬件和相應的專用畫面(miàn)組态軟件，一般情況下，不同廠家的HMI硬件使用不同的畫面(miàn)組态軟件，連接的主要設備種(zhǒng)類是PLC。而組态軟件是運行于PC硬件平台、windows操作系統下的一個通用工具軟件産品，和PC機或工控機一起(qǐ)也可以組成(chéng)HMI産品；通用的組态軟件支持的設備種(zhǒng)類非常多，如各種(zhǒng)PLC、PC闆卡、儀表、變頻器、模塊等設備，而且由于PC的硬件平台性能(néng)強大（主要反應在在速度和存儲容量上），通用組态軟件的功能(néng)也強很多，适用于大型的監控系統中。

 

    3、人機界面(miàn)産品中是否有操作系統？

 

    任何人機界面(miàn)産品都(dōu)有系統軟件部分，系統軟件運行在HMI的處理器中，支持多任務處理功能(néng)，處理器中需有小型的操作系統管理系統軟件的運行。基于平闆計算機的高性能(néng)人機界面(miàn)産品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系統。

 

    4、人機界面(miàn)隻能(néng)連接PLC嗎？

 

    不是這(zhè)樣(yàng)的。人機界面(miàn)産品是爲了解決PLC的人機交互問題而産生的，但随著(zhe)計算機技術和數字電路技術的發(fā)展，很多工業控制設備都(dōu)具備了串口通訊能(néng)力，所以隻要有串口通訊能(néng)力的工業控制設備，如變頻器、直流調速器、溫控儀表、數采模塊等都(dōu)可以連接人機界面(miàn)産品，來實現人機交互功能(néng)。 

    

    5、人機界面(miàn)隻能(néng)通過(guò)标準的串行通訊口與其它設備相連接嗎？

 

    大多數情況下是這(zhè)樣(yàng)的。但随著(zhe)計算機和數字電路技術的發(fā)展，人機界面(miàn)産品的接口能(néng)力越來越強。除了傳統的串行（RS232、RS422/RS485）通訊接口外，有些人機界面(miàn)産品已具有網口、并口、USB口等數據接口，它們就可與具有網口、并口、USB口等接口的工業控制設備相連接，來實現設備的人機的交互。 

    

    6、是否有通訊功能(néng)的設備一定能(néng)和人機界面(miàn)産品連接？

 

    應該是這(zhè)樣(yàng)的。因爲通用的人機界面(miàn)産品都(dōu)提供了大量的、可供選擇的常用設備通訊驅動程序；一般情況下，隻要在人機界面(miàn)的畫面(miàn)組态軟件中選擇與連接設備相對(duì)應的通訊驅動程序，就可以完成(chéng)HMI和設備的通訊連接。如果所選HMI産品的組态軟件中沒(méi)有要連接設備的通訊驅動程序，用戶則可以把要連接設備的通訊口類型和協議内容告知HMI産品的生産商，請HMI廠商代爲編制該設備的通訊驅動程序。

    

    7、PC機加觸摸屏，能(néng)否直接與PLC通訊，完成(chéng)HMI的功能(néng)？

 

    當然可以。不過(guò)還(hái)要編制相應的HMI軟件，才能(néng)使PC機成(chéng)爲一個真正的HMI産品。

    

    8、未來人機界面(miàn)的發(fā)展趨勢是什麼(me)？

 

    随著(zhe)數字電路和計算機技術的發(fā)展，未來的人機界面(miàn)産品在功能(néng)上的高、中、低劃分將(jiāng)越來越不明顯，HMI的功能(néng)將(jiāng)越來越豐富；5.7寸以上的HMI産品將(jiāng)全部是彩色顯示屏，屏的壽命也將(jiāng)更長(cháng)。由于計算機硬件成(chéng)本的降低，HMI産品將(jiāng)以平闆PC計算機爲HMI硬件的高端産品爲主，因爲這(zhè)種(zhǒng)高端的産品在處理器速度、存儲容量、通訊接口種(zhǒng)類和數量、組網能(néng)力、軟件資源共享上都(dōu)有較大的優勢，是未來HMI産品的發(fā)展方向(xiàng)。當然，小尺寸的（顯示尺寸小于5.7寸）HMI産品，由于其在體積和價格上的優勢，随著(zhe)其功能(néng)的進(jìn)一步增強（如增加IO功能(néng)），將(jiāng)在小型機械設備的人機交互應用中得到廣泛應用。