開放式 HMI 展示強(qiáng)勁增幅

    全球開放式 HMI 市場正迅猛增長。根據(jù) IMS Research 的報(bào)告，2003 年 HMI 市場的價(jià)值約為 4880萬 美元，預(yù)計(jì)到 2008 年將上升到 1.513 億美元，復(fù)合年增長率 (CAGR) 可達(dá) 25.4%。其中，美洲和 EMEA 地區(qū) HMI 市場的增長率預(yù)測分別為 26.7% 和 20.7%。
開放式 HMI 是使用開放式操作系統(tǒng)（一般為 Windows CE）的人機(jī)界面。近來提供此類產(chǎn)品的公司不斷增多，市面上的產(chǎn)品也隨之豐富起來，再加上行銷層次的提高，用戶對(duì)開放式 HMI 的認(rèn)識(shí)將繼續(xù)得到培養(yǎng)和深化。增長率的預(yù)測受到這些因素的很大影響。開放式 HMI 填補(bǔ)了傳統(tǒng)的專用 HMI 產(chǎn)品和完全開放的工業(yè)平板電腦之間的市場缺口。開放式HMI 的功能性和靈活性優(yōu)于傳統(tǒng)的 HMI，而成本低于工業(yè)電腦。


    開放式 HMI 使用戶能夠針對(duì)特定應(yīng)用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行配置，方法是訪問操作系統(tǒng)并按需要進(jìn)行調(diào)整。這些產(chǎn)品還采用改良的數(shù)據(jù)處理方式和標(biāo)準(zhǔn)的接口/通訊，可以提供某些比傳統(tǒng)HMI 更先進(jìn)的功能。

    多數(shù)制造商認(rèn)為開放式 HMI 將開辟新的應(yīng)用，盡管它們也將“吞噬”一些當(dāng)前 HMI 的銷售。某些專業(yè)生產(chǎn) HMI的制造商甚至確信，到 2008 年，開放式 HMI 將占據(jù)其出貨量的一半，幾乎完全取代較大屏幕產(chǎn)品的銷售。

    前景雖然喜人，但用戶必須在產(chǎn)品的配置上投入時(shí)間和精力。許多用戶仍偏愛傳統(tǒng)的HMI，其嵌入式操作系統(tǒng)可以提供更具即插即用性的解決方案。正是這一點(diǎn)制約了開放式 HMI 的發(fā)展?jié)摿Α?br />
    如今，要作出合理的決定，及時(shí)掌握準(zhǔn)確的信息比以往任何時(shí)候都要關(guān)鍵。這些要求提升了 HMI 所扮演角色的重要性。流程已經(jīng)變得越來越多層化，對(duì)設(shè)備和工廠功能性的需求也持續(xù)上升。操作員是其中的核心力量。他們必須及時(shí)掌握信息和知識(shí)，盡可能作出最好的決定。高效的 HMI 能夠使他們做到這一點(diǎn)。對(duì) HMI 的每次創(chuàng)新我們的目標(biāo)都是化繁為簡。我們打造 HMI 技術(shù)的未來并將它轉(zhuǎn)化為前沿的解決方案。

    如今的 HMI 已遠(yuǎn)不僅是生產(chǎn)現(xiàn)場的圖形化表示，已經(jīng)成長為跨越自動(dòng)化系統(tǒng)和 IT 系統(tǒng)的橋梁。展望未來，我們有理由相信，HMI 將繼續(xù)吸納新技術(shù)，在 e-Manufacturing 中發(fā)揮更大的作用。

    HMI 的現(xiàn)狀

    要緊跟不斷演變的市場需求，HMI 系統(tǒng)必須轉(zhuǎn)變模式，由僅僅通過機(jī)器整合操作員轉(zhuǎn)變?yōu)檎蠈?shí)際的生產(chǎn)流程本身。要成為一個(gè)整合平臺(tái)，HMI 必須與生產(chǎn)現(xiàn)場多家供貨商的控制系統(tǒng)相整合，其中包括來自各個(gè)供貨商的 PC 控制系統(tǒng)。整合現(xiàn)場控制系統(tǒng)是 HMI 的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域。提供 PLC 控制系統(tǒng)的 HMI 經(jīng)銷商可以將單獨(dú)的系統(tǒng)組件緊密地整合在一起（HMI、梯形邏輯等），以此提升配置效率，同時(shí)減少開發(fā)錯(cuò)誤。

    通過 OPC（用于過程控制的 OLE ）等標(biāo)準(zhǔn)整合到多元化的現(xiàn)場控制性系統(tǒng)后，混合 HMI 和第三方控制器所帶來的連接不確定性得到了最大程度的降低。對(duì)于數(shù)據(jù)的移動(dòng)和表達(dá)，HMI 采用了 Microsoft 標(biāo)準(zhǔn)。如今的 HMI 都構(gòu)建在開放式數(shù)據(jù)庫上，很多 HMI 通過 ODBC（開放式數(shù)據(jù)庫連接）訪問數(shù)據(jù)。HMI 可以方便地與 MS Excel、MS Word、MS Access 等辦公室軟件共享數(shù)據(jù)，分別用于報(bào)表、嵌入式幫助文檔以及配方系統(tǒng)等。

    隨著 HMI 不斷得到新的應(yīng)用并且重要性越趨顯著，這些系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn) 24/7 不間斷運(yùn)行，等待時(shí)間可以降至最低甚至為零。這就要求采用客戶機(jī)-服務(wù)器架構(gòu)，其中 HMI 必須作為服務(wù)器而且其后端數(shù)據(jù)庫必須支持冗余。HMI 必須能夠自動(dòng)切換客戶機(jī)和工廠控制系統(tǒng)的冗余通訊，在某些應(yīng)用中還必須支持冗余控制器的自動(dòng)切換。

    當(dāng)前 HMI 系統(tǒng)的任務(wù)是獲取生產(chǎn)現(xiàn)場的信息然后遞交到?jīng)Q策者手中，因此信息的交換成為重中之重。IT 業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和拓?fù)涞氖褂?，結(jié)合自動(dòng)化中的開放式 HMI 系統(tǒng)，可以稱得上是天作之合。

    如今的 HMI 提供 web 技術(shù)，這些技術(shù)不但加入了本地操作員安全系統(tǒng)，也具備了遠(yuǎn)程 Internet 防火墻安全性。

    通過使用 web 技術(shù)，實(shí)時(shí)的流程描繪使制造商的流程專家能夠遠(yuǎn)程排除生產(chǎn)過程的故障。這可以保證系統(tǒng)故障得以更快速地準(zhǔn)確解決。

    HMI 的將來

    HMI 系統(tǒng)演變過程的下一個(gè)階段將向 e-Manufacturing 邁進(jìn)，重點(diǎn)在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。對(duì) HMI 的要求不是執(zhí)行 MES 或企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 應(yīng)用程序，而是要求它整合到這些應(yīng)用程序中。近期對(duì) HMI 的要求是將其應(yīng)用程序的某些部分轉(zhuǎn)化為較小的嵌入式設(shè)備，將 HMI 擴(kuò)展到完全可分布的企業(yè)解決方案，并通過無線通訊更好地支持公司的移動(dòng)職員。

    HMI 系統(tǒng)一直以來都與其操作系統(tǒng) Windows 并肩發(fā)展。因此，將 HMI 構(gòu)建在下一代的 Microsoft .NETFramework 上是完全可以設(shè)想的。其實(shí) .NET Framework 上已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)子集，專門解決 HMI 領(lǐng)域的問題。

    .NET Compact Framework

    .NET Compact Framework 是一個(gè)獨(dú)立于硬件的程序運(yùn)行環(huán)境，適用于受資源限制的電腦設(shè)備。這些設(shè)備包括移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理 (PDA)、機(jī)頂盒以及用戶定制的嵌入式裝置。.NET Compact Framework 支持 .NET Framework類庫的一個(gè)子集，并將壯大為包含專門為 .NET Compact Framework 設(shè)計(jì)的類。從本質(zhì)上講，HMI 面板在這里是一個(gè)不帶鍵盤并且連接到工業(yè)設(shè)備或 PLC 的 Handheld PC Pro 設(shè)備。工程師們可以利用 .NET Compact
Framework 的功能通過使用 Visual Studio .NET 的擴(kuò)展在臺(tái)式計(jì)算機(jī)中開發(fā)應(yīng)用程序，并將開發(fā)結(jié)果下載到嵌入式設(shè)備中。這些工程師可以使用 C#、VB .NET 等高級(jí)語言，而不一定要用梯形邏輯編程。此外 .NET CompactFramework 還使設(shè)備能夠訪問后端服務(wù)器和 web 服務(wù)器，使工廠的管理更加靈活。

    工廠自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)施的安裝和維護(hù)目前還是一件很令人頭痛的事情。支持通用即插即用的 Windows CE .NET 將使自動(dòng)安裝成為現(xiàn)實(shí)。它可以自動(dòng)檢測新設(shè)備并進(jìn)行注冊(cè)，也可以自動(dòng)檢測出有故障的設(shè)備。

    總結(jié)

    有一點(diǎn)是不容置疑的，隨著能夠滿足制造商需要的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，人機(jī)界面系統(tǒng)將繼續(xù)向前發(fā)展，未來的工業(yè)應(yīng)用將因此獲得更多的價(jià)值。