Najpierw wprowadzenie do HMI
HMI to skrót od HumanMachineInterface, „interfejs-maszyna”, zwany także interfejsem człowieka-maszyna. Interfejs człowiek-maszyna (znany również jako interfejs użytkownika lub interfejs użytkownika) to medium interakcji i wymiany informacji pomiędzy systemem a użytkownikiem, które realizuje konwersję pomiędzy wewnętrzną formą informacji a formą akceptowalną dla człowieka. Wszędzie tam, gdzie zaangażowana jest w wymianę informacji człowiek-komputer w dziedzinie interfejsu człowiek-komputer.
Po drugie, typ interfejsu HMI
HMI posiada wiele rodzajów interfejsów, interfejs sieciowy RS232, RS485, CAN, RJ45.
Na przykład w fabryce musimy zebrać temperaturę, wilgotność i stan maszyny fabrycznej w każdym obszarze fabryki, a także inne informacje. Za pomocą głównego sterownika można monitorować i rejestrować te parametry, a w przypadku nieoczekiwanych warunków można sobie z tym poradzić. Jest to bardzo typowe wykorzystanie SCADA/HMI.
Ogólnie rzecz biorąc, systemy HMI muszą mieć kilka podstawowych możliwości:
Wyświetlanie trendów danych-w czasie rzeczywistym-, aby przechwycić informacje natychmiast wyświetlane na ekranie.
Automatyczne rejestrowanie danych- automatycznie przechowuje dane w bazie danych do późniejszego przeglądania.
Wyświetlanie trendów danych historycznych- wizualizuj dane w bazie danych.
Generowanie i drukowanie raportów- Dane można przekonwertować na format raportu i wydrukować.
Sterowanie interfejsem graficznym- operator może bezpośrednio sterować maszyną i innymi urządzeniami za pośrednictwem interfejsu graficznego.
Generowanie i nagrywanie alarmów- użytkownik może zdefiniować warunki generowania niektórych alarmów, np. nadmierna temperatura lub ciśnienie przekraczające wartość progową, w takich sytuacjach system wygeneruje alarm i poinformuje operatora o konieczności postępowania.
Interfejs HMI-maszyna HMI Podsumowanie ośmiu głównych punktów wiedzy
Po trzecie, skład i zasada działania produktów interfejsu człowiek-maszyna HMI
Produkty HMI składają się z dwóch części: sprzętu i oprogramowania. Część sprzętowa obejmuje procesor, jednostkę wyświetlacza, jednostkę wejściową, interfejs komunikacyjny, jednostkę przechowywania danych itp. Wydajność procesora określa wydajność produktów HMI i jest podstawową jednostką HMI. W zależności od różnych poziomów produktów HMI, można wybrać procesor 8-bitowy, 16-bitowy, 32-bitowy. Oprogramowanie HMI jest ogólnie podzielone na dwie części, a mianowicie działające w sprzęcie HMI w oprogramowaniu systemowym i działające na komputerze PC pod oprogramowaniem konfiguracyjnym ekranu systemu operacyjnego Windows. Użytkownicy muszą najpierw użyć oprogramowania konfiguracyjnego ekranu HMI, aby utworzyć „plik projektu”, a następnie za pośrednictwem portu komunikacji szeregowej komputera PC i produktów HMI przygotować „plik projektu” pobrany do procesora HMI w celu uruchomienia.
Po czwarte, podstawowe funkcje produktów interfejsu człowiek-maszyna HMI
(1) wyświetlanie stanu sprzętu
(2) dane, operacja wprowadzania tekstu, wydruk; (3) przechowywanie formuły produkcji, produkcja sprzętu.
(3) przechowywanie receptur produkcji, rejestrowanie danych produkcyjnych sprzętu.
(4) Prosta logika i operacje numeryczne.
(5) Można podłączyć do różnych sieci przemysłowych urządzeń sterujących.
Po piąte, wskaźniki wyboru produktu w interfejsie człowiek-maszyna HMI
(1) rozmiar i kolor wyświetlacza, rozdzielczość.
2) Szybkość procesora HMI.
(3) Tryb wprowadzania: ekran dotykowy lub klawiatura membranowa;
(4) pojemność ekranu. Należy zwrócić uwagę na to, czy jednostką pojemności podaną przez producenta jest bajt lub bit.
(5) typ i liczba portów komunikacyjnych, czy obsługują funkcję drukowania.
Po szóste, znajomość-interfejsu człowiek-maszyna HMI 8
1. Czy HMI może łączyć się tylko ze sterownikiem PLC?
Bynajmniej. Produkty HMI zostały zaprojektowane w celu rozwiązywania pojawiających się problemów związanych z interakcją PLC człowiek-komputer, ale wraz z rozwojem technologii komputerowej i technologii obwodów cyfrowych wiele przemysłowych urządzeń sterujących jest wyposażonych w możliwości komunikacji szeregowej, tak długo jak istnieją możliwości komunikacji szeregowej przemysłowych urządzeń sterujących, takich jak przetwornice częstotliwości, regulatory prędkości prądu stałego, oprzyrządowanie do kontroli temperatury, cyfrowy moduł akwizycji itp. można podłączyć do produktów HMI w celu osiągnięcia funkcja interakcji człowiek-komputer.
2. Jaka jest różnica pomiędzy HMI a tak zwanym „ekranem dotykowym”?
Ściśle mówiąc, te dwie rzeczy różnią się zasadniczo. Ponieważ „ekran dotykowy” to jedynie część sprzętowa, która może być wykorzystywana w produktach interfejsu człowiek-maszyna, stanowi on alternatywę dla części funkcyjnej myszy i klawiatury, instalowanej z przodu wyświetlacza urządzenia wejściowego; podczas gdy produkty interfejsu człowiek-maszyna to rodzaj sprzętu do interakcji człowiek-komputer, który zawiera sprzęt i oprogramowanie. W tej branży ludzie często korzystają z funkcji wprowadzania dotykowego w interfejsach człowiek-maszyna, zwanej „ekranem dotykowym”, ale nie jest to podejście naukowe.
3. Czy produkt HMI zawiera system operacyjny?
Każdy produkt interfejsu człowiek-maszyna zawiera część oprogramowania systemowego, oprogramowanie systemowe działa w procesorze HMI i obsługuje funkcje wielozadaniowe-, a procesor musi mieć mały system operacyjny do zarządzania działaniem oprogramowania systemowego. Wysokowydajne-produkty HMI oparte na tabletach, zazwyczaj wykorzystują WinCE, Linux i inne wbudowane systemy operacyjne-ogólnego przeznaczenia.
4. Jaka jest różnica pomiędzy HMI a oprogramowaniem konfiguracyjnym?
Produkty HMI, często określane jako „ekran dotykowy”, w tym sprzęt HMI i odpowiednie specjalne oprogramowanie do konfiguracji ekranu. Ogólnie rzecz biorąc, różni producenci sprzętu HMI korzystają z różnych programów do konfiguracji ekranów, podłączonych do głównych typów sprzętu to PLC. Oprogramowanie konfiguracyjne działa na platformie sprzętowej komputera PC, systemie operacyjnym Windows w ramach ogólnego oprogramowania narzędziowego, a komputer PC lub przemysłowa maszyna sterująca może również składać się z produktów HMI; ogólne oprogramowanie konfiguracyjne do obsługi bardzo szerokiej gamy urządzeń, takich jak różnorodne sterowniki PLC, płytki drukowane, liczniki, falowniki, moduły i inne urządzenia, a ponieważ wydajność platformy sprzętowej komputera PC jest wysoka (głównie reaguje na szybkość i pojemność pamięci), ogólne oprogramowanie konfiguracyjne jest również bardzo silną funkcją, mającą zastosowanie w systemach monitorowania-na dużą skalę.
5. Czy sprzęt z funkcją komunikacyjną można połączyć z produktami HMI?
Tak powinno być. Ponieważ popularne produkty HMI zapewniają do wyboru dużą liczbę powszechnie używanych sterowników komunikacyjnych urządzeń; ogólnie rzecz biorąc, jeśli oprogramowanie konfiguracyjne ekranu w interfejsie HMI wybierze i podłączy urządzenie odpowiadające sterownikowi komunikacyjnemu, można wykonać połączenie komunikacyjne pomiędzy HMI a urządzeniem. Jeżeli oprogramowanie konfiguracyjne wybranego produktu HMI nie posiada drajwera komunikacyjnego dla podłączanego urządzenia, użytkownik może poinformować producenta produktu HMI o rodzaju portu komunikacyjnego oraz zawartości protokołu urządzenia, które ma zostać podłączone, a także poprosić producenta HMI o przygotowanie drajwera komunikacyjnego dla urządzenia w imieniu producenta.
6. Komputer plus ekran dotykowy, czy można bezpośrednio komunikować się ze sterownikiem PLC w celu uzupełnienia funkcji HMI?
Oczywiście. Musimy jednak także przygotować odpowiednie oprogramowanie HMI, aby komputer PC stał się prawdziwym produktem HMI.
7. HMI można podłączyć do innych urządzeń tylko poprzez standardowy port komunikacji szeregowej?
W większości przypadków tak jest. Jednakże wraz z rozwojem technologii komputerów i obwodów cyfrowych możliwości interfejsów produktów HMI stają się coraz większe. Oprócz tradycyjnego interfejsu komunikacyjnego szeregowego (RS232, RS422/RS485), niektóre produkty HMI są wyposażone w port sieciowy, port równoległy, port USB i inne interfejsy danych. Mogą mieć port sieciowy, port równoległy, port USB i inne interfejsy podłączone do przemysłowego sprzętu sterującego, aby zapewnić interakcję człowieka-z maszyną.
8. Jaki jest przyszły trend rozwoju interfejsu człowiek-maszyna?
Wraz z rozwojem obwodów cyfrowych i technologii komputerowej przyszłość interfejsów człowiek-maszyna w funkcji wysokiego, średniego i niskiego podziału będzie coraz mniej oczywista, a funkcje HMI będą coraz bogatsze; Wyświetlacz 5,7 cala nad produktami HMI będzie w całości kolorowy, a żywotność ekranu będzie dłuższa. Ze względu na obniżenie kosztów sprzętu komputerowego, produkty HMI będą komputerami PC z płaskim-panelem dla sprzętu HMI dla produktów-z najwyższej półki, ponieważ te-produkty z najwyższej półki pod względem szybkości procesora, pojemności pamięci, rodzaju i liczby interfejsów komunikacyjnych, możliwości sieciowych i współdzielenia zasobów oprogramowania mają większą przewagę w przyszłym kierunku rozwoju produktów HMI. Oczywiście małe produkty HMI (wielkość wyświetlacza mniejsza niż 5,7 cala) ze względu na zalety związane z rozmiarem i ceną, a także dalsze udoskonalenie funkcjonalności (takie jak zwiększenie funkcji I/O) będą szeroko stosowane w małych maszynach i sprzęcie do zastosowań związanych z interakcją człowiek-komputer.