本文是對人機(jī)界面基礎(chǔ)知識的介紹，?？磳Τ醮谓佑|人機(jī)界面的e-Works的新讀者有所幫助。

一、人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品常識

1、人機(jī)界面產(chǎn)品的定義

連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等產(chǎn)業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過輸進(jìn)單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等）寫進(jìn)工作參數(shù)或輸進(jìn)操縱命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備,由硬件和軟件兩部分組成。

2、人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理

人機(jī)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、輸進(jìn)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的核心單元。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(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)bbbbbbs操縱系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件（如JB－HMI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(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運(yùn)行。

圖1 人機(jī)界面硬件構(gòu)成

圖2 人機(jī)界面軟件構(gòu)成
3、人機(jī)界面產(chǎn)品的基本功能及選型指標(biāo)

基本功能：

設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等
數(shù)據(jù)、文字輸進(jìn)操縱，打印輸出
生產(chǎn)配方存儲，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄
簡單的邏輯和數(shù)值運(yùn)算
可連接多種產(chǎn)業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng)

選型指標(biāo)：

顯示屏尺寸及色彩，分辨率
HMI的處理器速度性能
輸進(jìn)方式：觸摸屏或薄膜鍵盤
畫面存貯容量，留意廠商標(biāo)注的容量單位是字節(jié)（byte）、還是位（bit）
通訊口種類及數(shù)目，是否支持打印功能

4、人機(jī)界面產(chǎn)品分類

薄膜鍵輸進(jìn)的HMI，顯示尺寸小于5.7ˊ，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬低級產(chǎn)品。如POP－HMI 小型人機(jī)界面
觸摸屏輸進(jìn)的HMI，顯示屏尺寸為5.7ˊ～12.1ˊ，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬中級產(chǎn)品
基于平板PC計(jì)算機(jī)的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4ˊ，畫面組態(tài)軟件收費(fèi)，屬高端產(chǎn)品

5、人機(jī)界面的使用方法

明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品
在PC機(jī)上用畫面組態(tài)軟件編輯“工程文件”
測試并保存已編輯好的“工程文件”
PC機(jī)連接HMI硬件，下載“工程文件”到HMI中
連接HMI和產(chǎn)業(yè)控制器（如PLC、儀表等），實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互

二、人機(jī)界面產(chǎn)品問答

1、人機(jī)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。由于“觸摸屏”僅是人機(jī)界面產(chǎn)品中可能用到的硬件部分，是一種替換鼠標(biāo)及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前真?zhèn)€輸進(jìn)設(shè)備；而人機(jī)界面產(chǎn)品則是一種包含硬件和軟件的人機(jī)交互設(shè)備。在產(chǎn)業(yè)中，人們常把具有觸摸輸進(jìn)功能的人機(jī)界面產(chǎn)品稱為“觸摸屏”，但這是不科學(xué)的。

2、人機(jī)界面和組態(tài)軟件有什么區(qū)別？

人機(jī)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(yùn)行于PC硬件平臺、bbbbbbs操縱系統(tǒng)下的一個(gè)通用工具軟件產(chǎn)品，和PC機(jī)或工控機(jī)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(qiáng)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(qiáng)很多，適用于大型的監(jiān)控系統(tǒng)中。

3、人機(jī)界面產(chǎn)品中是否有操縱系統(tǒng)？

任何人機(jī)界面產(chǎn)品都有系統(tǒng)軟件部分，系統(tǒng)軟件運(yùn)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縱系統(tǒng)治理系統(tǒng)軟件的運(yùn)行?；谄桨逵?jì)算機(jī)的高性能人機(jī)界面產(chǎn)品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌進(jìn)式操縱系統(tǒng)。

4、人機(jī)界面只能連接PLC嗎？

不是這樣的。人機(jī)界面產(chǎn)品是為了解決PLC的人機(jī)交互題目而產(chǎn)生的，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，很多產(chǎn)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產(chǎn)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(jī)界面產(chǎn)品，來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能。

5、人機(jī)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(jì)算機(jī)和數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面產(chǎn)品的接口能力越來越強(qiáng)。除了傳統(tǒng)的串行（RS232、RS422/RS485）通訊接口外，有些人機(jī)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口等接口的產(chǎn)業(yè)控制設(shè)備相連接，來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的人機(jī)的交互。

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

應(yīng)該是這樣的。由于通用的人機(jī)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(jī)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。假如所選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。

7、PC機(jī)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(jī)成為一個(gè)真正的HMI產(chǎn)品。

8、未來人機(jī)界面的發(fā)展趨勢是什么？

隨著數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，未來的人機(jī)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(jì)算機(jī)硬件本錢的降低，HMI產(chǎn)品將以平板PC計(jì)算機(jī)為HMI硬件的高端產(chǎn)品為主，由于這種高真?zhèn)€產(chǎn)品在處理器速度、存儲容量、通訊接口種類和數(shù)目、組網(wǎng)能力、軟件資源共享上都有較大的上風(fēng)，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(jià)格上的上風(fēng)，隨著其功能的進(jìn)一步增強(qiáng)（如增加IO功能），將在小型機(jī)械設(shè)備的人機(jī)交互應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。