人机界面软件打破界限

现在，制造工艺改进的机会来自机器生产线以外的领域。仅提供控制器内部外观的人机界面(HMI)软件包正迅速变得不足。随着信息技术(IT)程序员和分析师寻找实时信息，HMI供应商正在为控制工程师提供解决方案。

通过Gary A. Mintchell，控制工程一九九九年三月一日

关键字

人机界面软件
制造执行系统(MES)
信息系统
企业资源规划(ERP)

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定义

现在，制造工艺改进的机会来自机器生产线以外的领域。仅提供控制器内部外观的人机界面(HMI)软件包正迅速变得不足。随着信息技术(IT)程序员和分析师寻找实时信息，HMI供应商正在为控制工程师提供解决方案。

一些HMI包实际上包含了制造执行系统(MES)的许多功能。这种层的减少是为了提高数据的速度。事实上，MES和企业资源规划(ERP)供应商正在寻找从控制器获取数据的方法。几乎所有的人机界面软件都内置了通信功能，用于向网络服务器提供信息。微软的Windows技术比比皆是，但也发现了其他互联网技术，如Sun Microsystems的基于java的编程和浏览器。

USDATA(理查德森，德克萨斯州)的特殊项目经理Mitchell Vaughn追溯了基于pc的人机界面的发展历程，“在20世纪80年代早期，大多数设计工作都集中在专有硬件设计上。然后，个人电脑席卷了整个行业。”

“设计现在集中在软件上，”沃恩继续说。在DOS系统下，图形很难处理，所以专有软件取代了专有硬件。一旦Windows赢得了PC操作系统之战，图形就变得容易多了。现在，像微软Windows DNA(分布式互联网架构)这样的通用技术允许相对容易的数据交换。ODBC(开放数据库连接)现在使MES功能成为可能。”

来自USDATA的FactoryLink具有关系数据库支持和多用户功能，可以与MES混合使用，也可以自己执行这些功能。Xfactory是一个面向对象的数据库应用程序，它对产品在制造过程中的流动进行建模，并将数据绑定到产品上。

软件有DNA

Dynapro(新威斯敏斯特，不列颠哥伦比亚省，加拿大)高级系统架构师Kevin Gordon解释说:“Windows DNA提供了一个统一的体系结构，将控制室集成到董事会会议室。Dynapro的可扩展架构将COM (DNA的一个组件)整合到其整个HMI产品中。Microsoft Visual Basic for Applications (VBA)是将体系结构结合在一起的粘合剂。该软件可扩展到在Windows CE和NT机器上运行。”

Total Control Products的首席技术官Bernie Anger说:“改变为浏览器类型的前端将会消除很多现在必须完成的集成。”“重点是一个整合数据的工具，并使其可供任何系统使用。最好的比喻是手指伸向控制数据。”

Total Control的FactoryWeb在ISA ' 98上介绍，它使用工厂中每个设备的模型发布其相关信息。任何需要这些信息的设备、控制器或系统都可以订阅它。Internet上普及的协议包括以太网、TCP/IP、HTTP。

智力中心(马萨诸塞州诺伍德)FIX Dynamics是一项名为i-Core的技术。它基于Microsoft DNA技术的组合，如Windows NT、OLE、ActiveX和OPC，并具有一些独特的智能贡献。嵌入式VBA为客户提供了一个熟悉的定制环境。

为用户增加价值

Dale Hodgins是环境专业公司的控制工程师和网络管理员，他说:“有了FIX Dynamics，我们能够在提供更多价值的同时降低客户成本。”自动化控制系统总裁Dan Perrier补充道:“我们能够缩短集成时间并增加功能。”

通用电气发那科自动化公司(弗吉尼亚州夏洛茨维尔)的simplicity营销经理Ralph Rio指出:“制造业中基本上有三层信息:业务计划(ERP)、材料计划(MES)和控制。ERP和HMI供应商都在增加功能，使系统更加兼容。例如，“跟踪器”已添加到simplicity HMI中，以跟踪制造中的材料并添加批处理功能。这有助于客户压缩成本，并朝着建立客户订单的能力迈进。”

土星公司(Saturn Corp.)位于田纳西州斯普林希尔(Spring Hill)的彩绘面板业务正遭遇低产量。工厂。一项调查发现了三个因素:过度的生产停机时间，手动重新安排报废设备，以及低比例的顺序库存。simplicity Tracker提供了跟踪和路由面板集的能力。

根据Saturn的高级系统项目工程师Mary Beth Ryan的说法，“Tracker提供的信息不仅由Saturn的定制应用程序使用，而且也可用于分布式应用程序。”土星管理信息系统运营主管Randy Fowler补充道:“土星的可用库存提高了30%，加班时间大幅减少，成本大幅节省。”

密歇根州安娜堡的Think & Do Software公司是PLC的成员之一直接在其控制和人机界面软件包中增加了对象链接和嵌入过程控制(OPC)功能。产品经理Gary Marchuk表示:“OPC提高了通信性能，促进了程序间的数据交换。”

通用动力公司最近将Think & Do软件集成到发动机测功机测试单元中。系统控制总共500个I/O点，监控和数据采集(SCADA)软件同时运行。OPC客户机/服务器技术实现了它们之间的通信。通用动力公司的电气工程专家Kurt Rose评论道:“OPC工具很容易实现，它极大地提高了我们的性能。我们发现标准的DDE(动态数据交换)太慢了。我们现在在20毫秒内更新了近400个I/O点。”

看看结果

Wonderware(加州欧文市)FactorySuite营销总监卡尔•亨宁指出:“客户对功能或技术的兴趣不如对结果的兴趣。例如，FactorySuite应用程序中的一个常见主题是将过程信息放在产品信息的上下文中。它们并没有显示出烤箱温度随时间的变化趋势，而是显示了17号拍品退火时的烤箱温度变化趋势。”

例如，Delta Motor Corp. (Struandale, Republic of South Africa)与系统集成商ISIS Ltd.使用InTrack实现了一个制造执行系统。该系统接收工作指令并将生产数据返回到6公里外总部的带有SAP R/2业务系统的主机。它还与车辆分配系统通信。

将经销商订单信息与12个月计划系统合并，每天向工厂下达工作订单。InTrack接受订单并使用线路平衡算法计划日常生产。计划者浏览日程安排，必要时手动更改。这种植物现在的产量比南非的同类植物高出50%左右。

Ci Technologies公司(Charlotte, N.C.;Citect for Windows产品支持ODBC、DDE、COM/DCOM和OPC通信。澳大利亚西部矿业公司的一个项目正在监测45万个变量。Citect有一个与Microsoft SQL Server 7的接口，并已成功地与SAP和Oracle一起使用。Citect Internet Display Client反映了Internet技术的行业趋势，允许带有web浏览器的瘦服务器连接到服务器。

罗克韦尔自动化公司(West Allis, wisconsin)的HMI营销主管Joe Bartolomeo说:“客户希望能够在需要的时候和方式访问适当的信息。”例如，工程和集成公司Coating Technologies Associates (CTA)希望开发一种自动化的涂层工艺，该工艺可以与来自不同系统的零件数据库无缝运行。

CTA控制工程师Bryan Graves表示:“我们希望能够快速轻松地创建定制产品，而无需编写自己的定制软件。”带有VBA的RSView32 HMI软件使CTA能够与其他数据库系统和第三方应用程序集成。用户可以通过HMI访问主要部件，进行保存在主数据库中的必要更改。vba开发的表单允许用户自动生成关于流程运行情况和特定部分执行情况的报告。

来自三菱电机自动化(弗农山，伊利诺伊州)的Melsoft计算机控制(MC2)包括与几个流行的HMI/SCADA软件包紧密集成的选项。MC2处理控制处理，而Windows NT处理HMI、SCADA和企业数据处理任务。一些可用的连接技术包括DDE、Fast DDE、OLE 2.0、OPC服务器和用于自定义应用程序的动态链接库(DLL)工具包。

西门子能源与自动化公司(Alpharetta, Ga.)的人机界面软件营销人员Wolfgang Neitzke表示:“开放接口推动了人机界面软件的重大变革

就几年。例如，我们的WinCC使用OPC与SAP等ERP系统进行通信

的通信系统

ERP层通过WinCC HMI、WinAC控制软件，基于MP270 pc的控制器到远程I/O设备，然后返回。

霍尼韦尔(亚利桑那州凤凰城)统一业务开发和桌面产品经理Phil Couling说:“我们的客户为整个组织的一系列用户提供决策支持能力。Uniformance产品套件集成并统一了来自质量、生产会计、计划和ERP系统的过程数据。从专有的hmi迁移到熟悉的环境可以减少学习时间、计算机上安装的产品数量和IT管理成本。”

企业连接性

当然，也可以完全绕过HMI软件，将数据从控制器直接传递到MES或ERP系统。来自VMIC (Huntsville, Ala.)的IOWorks是一个基于pc的控制平台，它使用OPC、ODBC和OLE等技术来实现这一目标。

ASAP (Chagrin Falls, O.)将HMI和数据通信能力构建到其基于ASIC-300 pc的控制软件中。这种集成为从车间到企业的无缝连接提供了一个联系点。

CTC帕克自动化公司(米尔福德，O.)将DDE构建到其交互人机界面中，用于与企业进行数据通信。

卡特勒-哈默/伊顿公司(Westerville, O.)推出了用于人机界面的NetPoiNT。它基于Wizcon与PC Soft (Mansfield, Mass.;Petach-Tivka,以色列)。这些包的特点是Java技术将Internet功能扩展到HMI软件。OPC客户端/服务器功能将在1999年春季增加。

来自施耐德自动化(N. Andover, Mass.)的Modicon FactoryLink ECS在支持的硬件平台范围和随应用程序增长的能力方面都具有可扩展性。使用基于异常的处理和开放软件总线，只处理数据点的变化，提高了系统的整体性能。这也允许用户部署更大的系统。虽然FactoryLink可以用作HMI，但它与数据库的连接意味着它可以用于更大的信息处理上下文中。

Trihedral Engineering的WEB HMI产品构建了ODBC格式的数据记录器，以便于移植到企业系统。

传统MES

这些变化并没有让MES供应商像受惊的兔子一样冻住。随着他们在人机界面软件中看到更多的功能，他们看到了连接到比以前更多的制造过程的机会。

例如，Camstar的InSite MES软件包现在可以集成到Intellution的Fix Dynamics或Rockwell Software的RSView32中。据说InSite是生产的“看守人”，它对生产过程进行建模，并跟踪产品和在制品库存。通过HMI显示的这些信息，计划人员可以微调工艺效率并优化产量。

Hilco Technologies总裁Bob Hill认为，在处理和呈现数据的完整HMI软件包之上构建MES是非常困难的。“一种称为‘模型-视图’的当代架构将处理与表示分离开来，这样一个应用程序可以有多个视图，一个视图可以跨越多个应用程序。不同的人应该有不同的观点，这取决于他们的角色，但应该只有一个应用程序。”Hilco确实反映了与HMI集成的趋势。其产品“rtMP”现在可以通过罗克韦尔的RSLinx网关直接从Allen-Bradley plc收集数据，并通过RSView32支持HMI。

来自ORSI America (Milford, Mass)的“Cube”是一个三层的方法。基于Java和Microsoft DNA及其ActiveX和DCOM技术，Cube可以利用Internet功能。ORSI提供了一个包含所有功能的胖客户端，一个只包含任务所需模块的瘦客户端，或者一个仅仅是标准浏览器的瘦客户端。模块化方法允许集成商使用现有的HMI或数据库来集成MES应用程序所必需的那些模块。