隨著越來越多的移動(dòng)設(shè)備用于管理工業(yè)運(yùn)營(yíng)，基于網(wǎng)頁(yè)的人機(jī)界面（HMI）選項(xiàng)不斷增加?；贖TML5和JavaScript的靈活的操作員界面，允許從堅(jiān)固的工業(yè)平板電腦以及其他消費(fèi)類移動(dòng)設(shè)備（包括任何制造商的可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)和平板電腦）進(jìn)行訪問。最新的HMI軟件的進(jìn)步，提供了創(chuàng)建具響應(yīng)式、基于網(wǎng)頁(yè)的多點(diǎn)觸控操作員界面，以實(shí)現(xiàn)直觀操作的能力。盡管此軟件依賴于信息技術(shù)（IT）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但從工業(yè)角度來看，它必須具有較高的可靠性。此外，這些HMI操作和監(jiān)視需要特殊連接措施的多供應(yīng)商體系結(jié)構(gòu)。多年來，工程師僅將HMI集成到工廠內(nèi)部的控制面板中。當(dāng)使用移動(dòng)設(shè)備成為可能時(shí)，最初的界面只是對(duì)屏幕的粗略解釋，并帶有一些來自車間的報(bào)警和通知，工業(yè)顯示器上的多點(diǎn)觸摸功能在當(dāng)時(shí)還是一個(gè)夢(mèng)想。移動(dòng)優(yōu)先設(shè)計(jì)策略，對(duì)于確保HMI已為智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備做好準(zhǔn)備非常重要。最重要的是，必須將HMI視為一種響應(yīng)式操作工具，而不是一系列頁(yè)面。軟件應(yīng)充分利用移動(dòng)設(shè)備的功能和易用性。

HMI軟件應(yīng)支持控件工程師熟悉的圖形編輯器中的編程，例如微軟的Visual Studio，并提供標(biāo)準(zhǔn)工具來實(shí)現(xiàn)CSS主題并使用API構(gòu)建其它程序。本文圖片來源：倍福

　　響應(yīng)式HMI設(shè)計(jì)

　　術(shù)語(yǔ)“響應(yīng)”在這里表示HMI屏幕上的內(nèi)容應(yīng)根據(jù)屏幕的規(guī)格調(diào)整不同的布局。對(duì)于移動(dòng)設(shè)備尤其如此，在較小的屏幕上顯示大量文本和圖形很困難。導(dǎo)航時(shí)，手指的精度要比計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或鍵盤低得多。將HMI設(shè)計(jì)為具有可重復(fù)使用組件和主題的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，而不是每次都需要從頭開始構(gòu)建的靜態(tài)頁(yè)面，使工程師能夠創(chuàng)建適合每個(gè)用戶屏幕尺寸和設(shè)備類型的自適應(yīng)界面。這些問題應(yīng)在設(shè)計(jì)階段就開始考慮，而不是在“標(biāo)準(zhǔn)”HMI屏幕的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成之后才去考慮。通過選擇集成多點(diǎn)觸摸功能的控制面板和平板電腦，還可以使移動(dòng)觸摸界面與工業(yè)顯示器保持一致。在評(píng)估HMI軟件時(shí)，工程師應(yīng)確保平臺(tái)支持所有這些功能，不管其是工業(yè)應(yīng)用還是移動(dòng)屏幕。響應(yīng)式內(nèi)容首先將屏幕的布局劃分為多個(gè)塊，這些塊可以根據(jù)屏幕寬度自動(dòng)重新定位。例如，四個(gè)內(nèi)容塊可以一次全部顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或中型工業(yè)控制面板上。但是，在智能手機(jī)上，它們應(yīng)彼此疊放，使用戶可以在向下滾動(dòng)時(shí)逐個(gè)查看。同樣，在屏幕頂部的菜單欄應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為平板電腦上的下拉菜單圖標(biāo)，在移動(dòng)界面設(shè)計(jì)中這被稱為“漢堡包按鈕”。這不會(huì)減少可用內(nèi)容或功能的數(shù)量。相反，它使內(nèi)容更容易適應(yīng)所使用的硬件。這些原則是網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)師熟悉的，但是對(duì)于控件工程師而言，它們可能并不那么明顯。

　　熟悉的編程環(huán)境

　　雖然較大的公司可能擁有專門用于創(chuàng)建移動(dòng)界面的用戶體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，但許多工廠和機(jī)器制造商的原始設(shè)備制造商（OEM），往往都依賴控制工程師來進(jìn)行這些升級(jí)。某些HMI軟件可以通過熟悉的平臺(tái)（例如自動(dòng)化軟件）來支持編程，而不是要求工程師學(xué)習(xí)新的編程環(huán)境。這意味著在對(duì)HMI進(jìn)行編程時(shí)，控制工程師的學(xué)習(xí)曲線更短，部分原因是通過軟件可以在同一環(huán)境下管理所有機(jī)器代碼和項(xiàng)目。圖形編輯器應(yīng)允許工程師使用與機(jī)器控制編程相同的工具集和編程環(huán)境來構(gòu)建響應(yīng)式、基于HTML5和JavaScript的HMI。此外，軟件供應(yīng)商還應(yīng)提供一個(gè)帶有預(yù)制接口組件的工具箱，以覆蓋諸如按鈕、轉(zhuǎn)盤、滑塊和菜單布局之類的常見元素。擁有可重復(fù)使用的HMI控制組件可加快設(shè)計(jì)過程。其中包括在整個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行相同功能的各種按鈕和報(bào)警。工程師還應(yīng)該選擇支持層疊樣式表（CSS）主題的軟件來構(gòu)建新頁(yè)面，而不必為每個(gè)對(duì)象創(chuàng)建新的樣式參數(shù)。使用某些軟件包，會(huì)根據(jù)主題設(shè)計(jì)生成CSS，并在后臺(tái)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)更快的實(shí)現(xiàn)。例如，報(bào)警、內(nèi)容塊或正文的顏色和樣式會(huì)自動(dòng)應(yīng)用于新頁(yè)面。如果特定樣式需要調(diào)整或更新，則這些調(diào)整或更新將在中心位置進(jìn)行并在整個(gè)平臺(tái)上生效。HMI軟件也應(yīng)該是可擴(kuò)展的。如果預(yù)設(shè)控件無法滿足特定任務(wù)需求，則該軟件應(yīng)提供集成的應(yīng)用程序編程接口（API）。一些HMI軟件允許用戶一次性創(chuàng)建對(duì)象，并將其存儲(chǔ)為HMI軟件的可重用擴(kuò)展，以供將來使用。此功能使工程師能夠創(chuàng)建他們需要的任何C＃程序，只要有服務(wù)器連接就可以與硬件、其他API、陳舊的數(shù)據(jù)庫(kù)或自定義協(xié)議進(jìn)行通訊。

HMI服務(wù)器應(yīng)支持多客戶端、多服務(wù)器和多運(yùn)行環(huán)境，為本地或基于云的服務(wù)器和安全通信協(xié)議（例如OPCUA、自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范或基于MQTT的ADS）提供選項(xiàng)。

　　與物理世界的連接

　　移動(dòng)HMI使操作員可以通過網(wǎng)頁(yè)瀏覽器和安全連接，在現(xiàn)場(chǎng)或場(chǎng)外完成工廠車間的任務(wù)。但是，要為多客戶端、多服務(wù)器和多運(yùn)行環(huán)境應(yīng)用此功能，HMI服務(wù)器必須支持強(qiáng)大的體系結(jié)構(gòu)。某些軟件支持部署在本地設(shè)備或云中的服務(wù)器。結(jié)果，客戶端設(shè)備可以使用通信協(xié)議，例如OPC UA、自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范（ADS）或基于消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（MQTT）上的ADS，以確保設(shè)備與服務(wù)器之間可靠、安全的數(shù)據(jù)傳輸。通過數(shù)據(jù)綁定，工程師可以將HMI中的特定控件鏈接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。為了避免通過多種服務(wù)器和技術(shù)進(jìn)行通信所帶來的問題，某些軟件包通過OPC UA將HMI上的虛擬按鈕連接到可編程邏輯控制器（PLC）中的實(shí)際功能，以此作為供應(yīng)商獨(dú)立性和內(nèi)置安全機(jī)制的公認(rèn)協(xié)議。這些連接在樹形瀏覽菜單中表示，該菜單允許用戶瀏覽控制設(shè)備的內(nèi)存或?yàn)g覽啟用OPC設(shè)備的標(biāo)簽空間。盡管許多HMI平臺(tái)要求用戶預(yù)先完成耗時(shí)的映射過程，但也有另外一些平臺(tái)可在后臺(tái)執(zhí)行此功能以加快配置和編程速度。從服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)到響應(yīng)式設(shè)計(jì)，有效的移動(dòng)HMI確保工程師能夠以直觀的方式與實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行交互。如果系統(tǒng)需要遠(yuǎn)程故障排除或數(shù)據(jù)訪問，則此功能非常重要。移動(dòng)HMI可以使許多應(yīng)用程序現(xiàn)代化，并可以在任何地方訪問實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于HMI履行著至關(guān)重要的功能，因此工程師必須使用可靠的軟件來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)它，從而可以使控制工程師和用戶獲得最佳的體驗(yàn)。（作者：Daymon Thompson）