人機(jī)界面（HMI）是近年來自動(dòng)化和控制領(lǐng)域發(fā)展與變化的亮點(diǎn)。軟硬件技術(shù)的進(jìn)步大大推動(dòng)了人機(jī)界面顯示器與所控制系統(tǒng)的復(fù)雜性與精確度不斷提高。圖像和動(dòng)畫功能日益豐富，能夠處理更復(fù)雜的任務(wù)，無線連接功能不斷提高，這都有助于推動(dòng)本領(lǐng)域的應(yīng)用不斷發(fā)展。 圖1：HMI軟件用戶當(dāng)前系統(tǒng)的特點(diǎn)之一在于輸入設(shè)備功能多種多樣。近一半輸入設(shè)備可在環(huán)境光較亮的情況下工作，也可以在一定距離范圍內(nèi)工作 在近期完成的在線調(diào)查中，Reed Business Information（www.reedbusiness.com）下屬的CONTROL ENGINEERING與Reed Research Group 就HMI軟件在制造業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)查，掌握了人們對(duì)HMI軟件的看法。調(diào)查結(jié)果來自近260名控制工程師，他們參與了HMI軟件的指定、推薦和/或購買工作。有關(guān)結(jié)果顯示出一些有趣的現(xiàn)象。 參加調(diào)查的人士中有超過半數(shù)（52%）因?yàn)楣S裝置的需求應(yīng)用HMI軟件?；緫?yīng)用中的42%用于滿足連續(xù)和批量生產(chǎn)任務(wù)的要求。離散式制造應(yīng)用占總數(shù)的11%。其它類型應(yīng)用所占的份額也很大，達(dá)22%，表明應(yīng)用類型的多樣性。 平均每位接受調(diào)查的人士過去12個(gè)月內(nèi)購買過59套HMI軟件，平均花銷達(dá)17萬5千美元，主要用于升級(jí)和實(shí)現(xiàn)新的功能。 GE Fanuc Automation公司Proficy軟件資深經(jīng)理Roy Kok指出：“HMI/SCADA正日益成為不斷擴(kuò)大的自動(dòng)化戰(zhàn)略中不可或缺的一部分。HMI/SCADA技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，促使我們?nèi)找嬷匾曌詣?dòng)化技術(shù)的自然發(fā)展，從而更好地利用HMI/SCADA信息。我們通過利用數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)來實(shí)現(xiàn)上述目的，長期提供數(shù)據(jù)檔案功能，并提供分析工具，在較長的時(shí)間內(nèi)為整個(gè)企業(yè)的工藝過程分析提供跨生產(chǎn)線的更多功能。就此而言，HMI/SCADA產(chǎn)品的價(jià)值既體現(xiàn)在它能夠立即實(shí)現(xiàn)集成功能，又體現(xiàn)在工廠智能化產(chǎn)品領(lǐng)域?！? 　　對(duì)比研究 人們就調(diào)查結(jié)果得出了不同的結(jié)論，于是也難以得到共識(shí)。舉例來說，接受調(diào)查的人士中近三分之二表示他們不使用Web界面來查看HMI信息，但是，大多數(shù)人都在當(dāng)前的系統(tǒng)中采用開放式網(wǎng)絡(luò)（56%）和/或OPC（53%）。五分之一使用無線連接，不過在今后兩年中這一比例預(yù)計(jì)還將上升至66%。 圖2：接受調(diào)查的人員中近一半認(rèn)為今后12個(gè)月內(nèi)HMI軟件購買量將上升 BizWareDirect公司（專門從事工業(yè)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)管理的軟件開發(fā)公司，網(wǎng)址為www.bizwaredirect.com）的市場傳訊專員Tonya R. York指出：“近三分之二的人目前還不使用基于Web的查看方式，對(duì)此我并不感到驚訝。許多人還沒有意識(shí)到基于Web的應(yīng)用能為工廠之間的信息通訊提供極大方便。對(duì)那些已經(jīng)采用了Web查看方式的客戶而言，他們從中受益匪淺，能夠通過工廠中的任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)快速便捷地存取記錄。最終，用戶必將進(jìn)一步了解該技術(shù)作為工業(yè)領(lǐng)域重要工具的功能優(yōu)勢(shì)。因此，我們預(yù)計(jì)今后使用并依賴于該技術(shù)的工廠比例將大幅上升?！? 接受調(diào)查的人士中有四成表示HMI系統(tǒng)有助于為規(guī)章管理遵循提供支持，如有助于落實(shí)21 CFR Part 11。相當(dāng)部分接受調(diào)查的人士（42%）將HMI軟件用于連續(xù)與批量制造，這一比例似乎應(yīng)當(dāng)更高才對(duì)。不過，Wonderware和ArchestrA業(yè)務(wù)部門的可視化產(chǎn)品市場經(jīng)理Renee Brandt則指出，HMI對(duì)連續(xù)與批量制造所起的作用正在發(fā)生變化。她說：“我們需要HMI來捕獲用戶的交互行為，特別是電子簽名等。不過，符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的第二部分涉及到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。就此而言，我們?cè)絹碓蕉嗟亻_始采用過程數(shù)據(jù)庫或以數(shù)據(jù)庫為中心的產(chǎn)品。這使我們能夠快速滿足電子記錄和自動(dòng)化報(bào)表（如電子批處理記錄）的要求，并能夠在較長時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息檢索，同時(shí)保證電子記錄不會(huì)被修改?！? 　　HMI特性簡介 我們向參加調(diào)查的人士深入詢問了他們對(duì)目前HMI系統(tǒng)的看法以及他們認(rèn)為哪些特性重要。具體說來，我們讓他們明確指出其HMI系統(tǒng)的四個(gè)部分：輸入設(shè)備、圖形功能、連接性以及操作系統(tǒng)。接受調(diào)查的人士指出，典型的系統(tǒng)是帶有彩色圖形功能、觸摸屏和鍵盤的開放式網(wǎng)絡(luò)，采用Microsoft Windows XP操作系統(tǒng)。 大部分接受調(diào)查的人士都已使用平面顯示屏，這一點(diǎn)值得重視。平面顯示屏非常薄，安裝方便，能放在狹小的空間內(nèi)，這使其在短時(shí)間內(nèi)迅速普及。 接受調(diào)查的人士一般采取開放式連接和/或OPC連接，約20％采取無線連接，11%采取MES連接，9%連接到ERP系統(tǒng)。幾乎所有接受調(diào)查的人士都采用彩色顯示（95%）和/或警報(bào)功能，趨勢(shì)功能（83%）和動(dòng)畫功能（74%）也較常見。 ABB公司的System 800xA市場經(jīng)理Roy Tanner就警報(bào)與趨勢(shì)功能所占比例較高的情況指出，近期在與客戶展開討論時(shí)，警報(bào)管理是經(jīng)常出現(xiàn)的課題，這是風(fēng)險(xiǎn)降低工作加強(qiáng)的緣故使然。他說：“警報(bào)過頻失去準(zhǔn)確性，或者警報(bào)管理戰(zhàn)略缺失，這都會(huì)影響工藝優(yōu)化工作，加大工廠設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，甚至造成安全事故?！彼€補(bǔ)充指出，系統(tǒng)警報(bào)特性和工具可幫助用戶執(zhí)行并維護(hù)適當(dāng)?shù)木瘓?bào)管理戰(zhàn)略，建立適當(dāng)?shù)木瘓?bào)標(biāo)準(zhǔn)，并將有效的報(bào)告應(yīng)用負(fù)諸實(shí)踐。 目前最常用的操作系統(tǒng)是Microsoft Windows XP和2000，接受調(diào)查者使用這兩種操作系統(tǒng)的各占大約一半（55%和50%），此外他們還使用Microsoft Windows NT（30%）、CE（25%）和Server 2003（16%）。接受調(diào)查者中只有約四分之一的系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)功能。值得指出的是，大多數(shù)人都采用多種操作系統(tǒng)，也就是說，很多情況下都是多種操作系統(tǒng)并用的。 Wonderware的Brandt解釋說：“就許多大型安裝而言，用戶運(yùn)行的操作系統(tǒng)可能比較老，不過并沒有遇到什么問題，因此也就沒有加以改變。但是，隨著生產(chǎn)能力的擴(kuò)大，或者用戶開始取代那些老化的硬件，這時(shí)原有的操作系統(tǒng)就不夠用了。用戶有時(shí)還會(huì)預(yù)先調(diào)換硬件，以利用新式軟件應(yīng)用功能并提高硬件的可靠性。較新的操作系統(tǒng)需要新式硬件的配合，因此通常我們也會(huì)同時(shí)升級(jí)軟件，這就導(dǎo)致工作中常常發(fā)生多種版本的應(yīng)用軟件乃至操作系統(tǒng)共存的現(xiàn)象?！? 　　放眼未來 升級(jí)現(xiàn)有HMI軟件主要是為了滿足新版本特性的需要（接受調(diào)查者中的42%如是指出）。不過，人們對(duì)待升級(jí)有兩種不同的態(tài)度。一方面，全部接受調(diào)查者中近四分之一（23%）每當(dāng)有新版本推出時(shí)都會(huì)進(jìn)行升級(jí)，而另一方面，有兩成人士只要完成了安裝、開始運(yùn)作之后就再也不進(jìn)行升級(jí)了，而且認(rèn)為只要系統(tǒng)還能工作，就沒什么必要的理由非要加以改變不可，不妨保持現(xiàn)狀。 就升級(jí)而言，13%的升級(jí)僅安裝補(bǔ)丁。我們?cè)儐柦邮苷{(diào)查者，他們都從HMI軟件供應(yīng)商處要求獲得哪些類型的服務(wù)，大多數(shù)人（87%）表示他們需要獲得更新和補(bǔ)丁。超過三分之二（69%）依靠軟件供應(yīng)商來提供培訓(xùn)，而且相當(dāng)數(shù)量（43%）的人士還與軟件供應(yīng)商合作開展程序定制和調(diào)整，這并不令人吃驚。 就未來而言，接受調(diào)查者中的43%表示他們將在下一年加大HMI軟件的購買（見圖2）。一半以上的人士將保持現(xiàn)有的購買水平。只有6%的人士估計(jì)購買開支會(huì)下降。預(yù)計(jì)購買增長的人士一致認(rèn)為，購買上升的原因在于新功能的出現(xiàn)以及軟件更新。預(yù)計(jì)購買開支下降的原因各不相同，包括公司不計(jì)劃開展大規(guī)模擴(kuò)張、缺少預(yù)算、整體業(yè)務(wù)下滑以及近期已經(jīng)完成了升級(jí)，等等。 總體說來，用戶對(duì)HMI軟件的投資得以持續(xù)，努力尋找降低成本和簡化應(yīng)用的途徑。隨著功能的增強(qiáng)，用戶將獲得更多便利，有助于他們推出新式應(yīng)用，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，并為促進(jìn)這一相當(dāng)活躍的業(yè)務(wù)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 來源：CONTROL ENGINEERING