什麽是人機(jī)界面，人機(jī)界面跟觸摸屏有什麽區别
2019-06-29
人機(jī)界面與人們常說的“觸摸屏”有什麽區别？從(cóng)嚴格意義上(shàng)來說，兩者是有本質上(shàng)的區别的。因為(wèi)“觸摸屏”僅是人機(jī)界面産品中可能(néng)用到(dào)的硬件(jiàn)部分，是一(yī)種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(jī)界面産品則是一(yī)種包含硬件(jiàn)和軟件(jiàn)的人機(jī)交互設備。在工(gōng)業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能(néng)的人機(jī)界面産品稱為(wèi)“觸摸屏”，但這是不科學的。
人機(jī)界面（HMI）基本概念和問題
一(yī)、 人機(jī)界面（HMI）産品基本常識
1. 人機(jī)界面産品的定義
連接可編程序控制器(qì)（PLC）、變頻器(qì)、直流調速器(qì)、儀表等工(gōng)業(yè)控制設備，利用顯示屏顯示，通(tōng)過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠标等）寫入工(gōng)作參數或輸入操作命令，實現人與機(jī)器(qì)信息交互的數字設備,由硬件(jiàn)和軟件(jiàn)兩部分組成。HMI為(wèi)英文Human-Machine Interface的縮寫。
2. 人機(jī)界面（HMI）産品的組成及工(gōng)作原理
人機(jī)界面産品由硬件(jiàn)和軟件(jiàn)兩部分組成，硬件(jiàn)部分包括處理器(qì)、顯示單元、輸入單元、通(tōng)訊接口、數據存貯單元等，其中處理器(qì)的性能(néng)決定了HMI産品的性能(néng)高(gāo)低(dī)，是HMI的核心單元。根據HMI的産品等級不同，處理器(qì)可分别選用8位、16位、32位的處理器(qì)。HMI軟件(jiàn)一(yī)般分為(wèi)兩部分，即運行于HMI硬件(jiàn)中的系統軟件(jiàn)和運行于PC機(jī)Windows操作系統下(xià)的畫(huà)面組态軟件(jiàn)（如JB－HMI畫(huà)面組态軟件(jiàn)）。使用者都必須先使用HMI的畫(huà)面組态軟件(jiàn)制作“工(gōng)程文件(jiàn)”，再通(tōng)過PC機(jī)和HMI 産品的串行通(tōng)訊口，把編制好的“工(gōng)程文件(jiàn)”下(xià)載到(dào)HMI的處理器(qì)中運行。
3. 人機(jī)界面産品的基本功能(néng)及選型指标
基本功能(néng)：
設備工(gōng)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(shēng)産配方存儲，設備生(shēng)産數據記錄；簡單的邏輯和數值運算(suàn)；可連接多(duō)種工(gōng)業(yè)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(qì)速度性能(néng)；
輸入方式：觸摸屏或薄膜鍵盤；
畫(huà)面存貯容量，注意廠商标注的容量單位是字節（byte）、還(hái)是位（bit）；
通(tōng)訊口種類及數量，是否支持打印功能(néng)。
4. 人機(jī)界面産品分類
薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小(xiǎo)于5.7ˊ，畫(huà)面組态軟件(jiàn)免費(fèi)，屬初級産品。如POP－HMI 小(xiǎo)型人機(jī)界面；
觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為(wèi)5.7ˊ～12.1ˊ，畫(huà)面組态軟件(jiàn)免費(fèi)，屬中級産品；
基于平闆PC計算(suàn)機(jī)的、多(duō)種通(tōng)訊口的、高(gāo)性能(néng)HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫(huà)面組态軟件(jiàn)收費(fèi)，屬高(gāo)端産品。
5. 人機(jī)界面的使用方法
明确監控任務要求，選擇适合的HMI産品；
在PC機(jī)上(shàng)用畫(huà)面組态軟件(jiàn)編輯“工(gōng)程文件(jiàn)”；
測試并保存已編輯好的“工(gōng)程文件(jiàn)” ；
PC機(jī)連接HMI硬件(jiàn)，下(xià)載“工(gōng)程文件(jiàn)”到(dào)HMI中；
連接HMI和工(gōng)業(yè)控制器(qì)（如PLC、儀表等），實現人機(jī)交互。
二、 人機(jī)界面産品問答
1、人機(jī)界面與人們常說的“觸摸屏”有什麽區别？
從(cóng)嚴格意義上(shàng)來說，兩者是有本質上(shàng)的區别的。因為(wèi)“觸摸屏”僅是人機(jī)界面産品中可能(néng)用到(dào)的硬件(jiàn)部分，是一(yī)種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(jī)界面産品則是一(yī)種包含硬件(jiàn)和軟件(jiàn)的人機(jī)交互設備。在工(gōng)業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能(néng)的人機(jī)界面産品稱為(wèi)“觸摸屏”，但這是不科學的。
2、人機(jī)界面和組态軟件(jiàn)有什麽區别？
人機(jī)界面産品，常被大家稱為(wèi)“觸摸屏”，包含HMI硬件(jiàn)和相(xiàng)應的專用畫(huà)面組态軟件(jiàn)，一(yī)般情況下(xià)，不同廠家的HMI硬件(jiàn)使用不同的畫(huà)面組态軟件(jiàn)，連接的主要設備種類是PLC。而組态軟件(jiàn)是運行于PC硬件(jiàn)平台、windows操作系統下(xià)的一(yī)個(gè)通(tōng)用工(gōng)具軟件(jiàn)産品，和PC機(jī)或工(gōng)控機(jī)一(yī)起也可以組成HMI産品；通(tōng)用的組态軟件(jiàn)支持的設備種類非常多(duō)，如各種PLC、PC闆卡、儀表、變頻器(qì)、模塊等設備，而且由于PC的硬件(jiàn)平台性能(néng)強大（主要反應在在速度和存儲容量上(shàng)），通(tōng)用組态軟件(jiàn)的功能(néng)也強很多(duō)，适用于大型的監控系統中。
3、人機(jī)界面産品中是否有操作系統？
任何人機(jī)界面産品都有系統軟件(jiàn)部分，系統軟件(jiàn)運行在HMI的處理器(qì)中，支持多(duō)任務處理功能(néng)，處理器(qì)中需有小(xiǎo)型的操作系統管理系統軟件(jiàn)的運行。基于平闆計算(suàn)機(jī)的高(gāo)性能(néng)人機(jī)界面産品中，一(yī)般使用WinCE,Linux等通(tōng)用的嵌入式操作系統。
4、人機(jī)界面隻能(néng)連接PLC嗎(ma)？
不是這樣的。人機(jī)界面産品是為(wèi)了解決PLC的人機(jī)交互問題而産生(shēng)的，但随著(zhe)計算(suàn)機(jī)技(jì)術(shù)和數字電(diàn)路(lù)技(jì)術(shù)的發展，很多(duō)工(gōng)業(yè)控制設備都具備了串口通(tōng)訊能(néng)力，所以隻要有串口通(tōng)訊能(néng)力的工(gōng)業(yè)控制設備，如變頻器(qì)、直流調速器(qì)、溫控儀表、數采模塊等都可以連接人機(jī)界面産品，來實現人機(jī)交互功能(néng)。
5、人機(jī)界面隻能(néng)通(tōng)過标準的串行通(tōng)訊口與其它設備相(xiàng)連接嗎(ma)？
大多(duō)數情況下(xià)是這樣的。但随著(zhe)計算(suàn)機(jī)和數字電(diàn)路(lù)技(jì)術(shù)的發展，人機(jī)界面産品的接口能(néng)力越來越強。除了傳統的串行（RS232、RS422/RS485）通(tōng)訊接口外，有些人機(jī)界面産品已具有網口、并口、USB口等數據接口，它們就(jiù)可與具有網口、并口、USB口等接口的工(gōng)業(yè)控制設備相(xiàng)連接，來實現設備的人機(jī)的交互。
6、是否有通(tōng)訊功能(néng)的設備一(yī)定能(néng)和人機(jī)界面産品連接？
應該是這樣的。因為(wèi)通(tōng)用的人機(jī)界面産品都提供了大量的、可供選擇的常用設備通(tōng)訊驅動程序；一(yī)般情況下(xià)，隻要在人機(jī)界面的畫(huà)面組态軟件(jiàn)中選擇與連接設備相(xiàng)對應的通(tōng)訊驅動程序，就(jiù)可以完成HMI和設備的通(tōng)訊連接。如果所選HMI産品的組态軟件(jiàn)中沒有要連接設備的通(tōng)訊驅動程序，用戶則可以把要連接設備的通(tōng)訊口類型和協議内容告知HMI産品的生(shēng)産商，請HMI廠商代為(wèi)編制該設備的通(tōng)訊驅動程序。
7、PC機(jī)加觸摸屏，能(néng)否直接與PLC通(tōng)訊，完成HMI的功能(néng)？
當然可以。不過還(hái)要編制相(xiàng)應的HMI軟件(jiàn)，才能(néng)使PC機(jī)成為(wèi)一(yī)個(gè)真正的HMI産品。
8、未來人機(jī)界面的發展趨勢是什麽？
随著(zhe)數字電(diàn)路(lù)和計算(suàn)機(jī)技(jì)術(shù)的發展，未來的人機(jī)界面産品在功能(néng)上(shàng)的高(gāo)、中、低(dī)劃分将越來越不明顯，HMI的功能(néng)将越來越豐富；5.7寸以上(shàng)的HMI産品将全部是彩色顯示屏，屏的壽命也将更長(cháng)。由于計算(suàn)機(jī)硬件(jiàn)成本的降低(dī)，HMI産品将以平闆PC計算(suàn)機(jī)為(wèi)HMI硬件(jiàn)的高(gāo)端産品為(wèi)主，因為(wèi)這種高(gāo)端的産品在處理器(qì)速度、存儲容量、通(tōng)訊接口種類和數量、組網能(néng)力、軟件(jiàn)資源共享上(shàng)都有較大的優勢，是未來HMI産品的發展方向。當然，小(xiǎo)尺寸的（顯示尺寸小(xiǎo)于5.7寸）HMI産品，由于其在體積和價格上(shàng)的優勢，随著(zhe)其功能(néng)的進一(yī)步增強（如增加IO功能(néng)），将在小(xiǎo)型機(jī)械設備的人機(jī)交互應用中得到(dào)廣泛應用。
