什么是HMI？人机界面设计及优缺点

在本文中，数维图小编将为您介绍HMI的定义、HMI 的类型、HMI 的选择、HMI 的优缺点。

什么是HMI?

人机界面简称HMI，是一种允许人类从控制制造过程的PLC发出指令和接收反馈的设备。换句话说，它是将人连接到机器、系统或设备的用户界面或仪表板。虽然从技术上讲，该术语可以应用于允许用户与设备交互的任何屏幕，但 HMI 最常用于工业过程。

HMI 可以采用多种形式，包括计算机上的图形用户界面 (GUI)、触摸屏或带有按钮和显示器的物理控制面板。它们用于向操作员提供过程数据，允许操作员输入命令和设定值，并显示警报和其他信息。

HMI 通常连接到可编程逻辑控制器(PLC)，该控制器负责根据 HMI 和现场传感器的输入控制过程。HMI只是向操作员提供信息，并允许他们输入命令，然后将命令发送到PLC进行实施。

HMI的类型

人机界面 (HMI) 有几种不同类型，可以根据应用的需要采用多种形式。

一些常见的 HMI 类型包括：

图形用户界面 (GUI)：这些是基于计算机的 HMI，使用图形界面来显示过程数据并允许操作员输入命令。可以使用 Microsoft Windows 或专用 HMI 软件包等软件创建 GUI。

触摸屏：这些是使用触摸屏显示器来显示过程数据并允许操作员输入命令的人机界面。它们通常用于物理控制面板不实用的应用，例如空间有限的环境中。

物理控制面板：这些是物理HMI，使用按钮、开关和显示器来显示过程数据并允许操作员输入命令。它们通常用于 GUI 或触摸屏可能不实用的工业环境，例如在振动或灰尘含量高的环境中。

基于 Web 的 HMI：这些HMI 使用 Web浏览器来显示过程数据并允许操作员输入命令。它们可以从任何带有网络浏览器的设备访问，允许操作员远程监控和控制过程。

HMI的选择

在为工业过程或系统选择人机界面 (HMI) 时，需要考虑几个因素，以确保 HMI 最适合特定应用。

兼容性：选择与其将要控制的设备和系统兼容的 HMI 非常重要。这包括与控制系统、通信协议和设备使用的数据格式的兼容性。

耐用性：HMI 的设计应坚固耐用，适合安装环境。它应该能够承受它将暴露的温度、湿度和振动。

清晰度：HMI 应具有清晰、易于阅读和易于导航的显示屏。屏幕应具有良好的分辨率，具有高质量的显示和背光。

可用性：HMI应易于操作和理解，具有直观的导航和清晰简洁的显示。它应该易于具有不同专业水平的操作员使用和理解。

可视化：HMI 应该能够以清晰而有意义的方式显示数据，使用图形、图表和其他类型的可视化表示来帮助操作员了解流程并做出明智的决策。

定制性：HMI应该是可定制的，能够适应过程或设备的特定需求，以及操作员的偏好。

扩展性：HMI应设计为可扩展的，随着流程或设备变得更加先进，能够处理更多的复杂性和数据。

远程访问：HMI应设计为允许远程访问，以便操作员可以从远程位置监视和控制过程。

售后支持：HMI 供应商应提供良好的技术支持和文档，以及软件更新和升级。

HMI的优点

人机界面 (HMI) 具有几个优点，可用于控制和监控工业过程：

提高效率：HMI允许操作员轻松访问过程数据和输入命令，从而提高被控制过程的效率。通过以清晰简洁的方式呈现数据，操作员可以做出更明智的决策，并在必要时及时采取行动。

提高安全性：HMI 可以通过向操作员显示警报和其他重要信息来提高安全性。这使操作员能够及时采取行动，在潜在问题变得严重之前解决它们。

远程监控：许多HMI可以远程访问，使操作员能够从远处监视和控制过程。这在过程位于偏远或危险位置的应用中特别有用。

易于使用：HMI 设计易于使用，即使对于可能没有技术专长的操作员也是如此。这使它们成为控制和监控工业过程的可访问工具。

HMI的缺点

人机界面 (HMI) 有一些潜在的缺点，在决定是否使用人机界面时应考虑这些缺点：

错误操作：操作员在使用 HMI 时可能会犯错误，例如输入错误的命令或未能注意到警报。这可能会导致被控制的过程出现问题。

额外费用：实施 HMI 可能会产生额外费用，因为它需要购买和安装 HMI 本身以及其他相关的硬件和软件。

高复杂性：某些 HMI 可能很复杂，这可能使它们难以使用或需要对操作员进行额外培训。

HMI的应用

人机界面 (HMI) 用于各种工业应用，它们可以帮助提高被控过程的效率、安全性和可访问性。

HMI的一些常见应用包括：

制造：HMI 通常用于制造环境中，以控制和监控生产过程，例如工厂车间的生产过程。它们可用于向操作员提供过程数据，允许他们输入命令和设定值，并显示警报和其他重要信息。

发电：HMI 还用于发电厂，例如使用化石燃料或可再生能源的发电厂，以监测和控制锅炉运行、涡轮机控制以及发电和配电等过程。

水和废水处理：HMI 用于水和废水处理厂，以控制和监控泵送、处理和分配等过程。

石油和天然气：HMI 用于石油和天然气生产和精炼，以控制和监控钻井、泵送和精炼等过程。

化学加工：HMI在化学加工厂中用于控制和监控混合、反应和蒸馏等过程。

HMI的设计

HMI编程与大多数其他编程语言不同。原因是 HMI 是制造车间正在发生的事情的可视化表示。因此，实际的 HMI 编程通常被称为 HMI 开发，因为大部分时间都花在设计屏幕布局上，而不是编写传统意义上的代码。选择合适的HMI可视化开发工具将事半功倍。例如数维图Sovit2D，它是一款强大的低代码装配式可视化开发工具，采用标准HTML5技术，基于B/S架构进行开发，简单的拖拽即可完成可视化页面的编排设计，用于快速开发高性能人机界面 (HMI)、SCADA、IIOT系统 等，广泛应用于工业、水利、电力、能源、油气、环境、园区、交通等领域。

审核编辑：汤梓红