hmi: Web访问技术如何影响可视化工作

安迪·巴尔德森、布伦特·梅兰达著

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有时，“信息时代”的变革似乎完全跳过了工厂车间。不要误解我们的意思:hmi(人机界面)在过去几年里有了巨大的改进，自从计算机第一次开始取代有线按钮和继电器以来，我们已经走了很长一段路。但事实是，今天的大多数HMI和SCADA(监控和数据采集)系统都是独立的应用程序。当涉及到信息共享时，工厂车间根本没有跟上商业世界的步伐。

例如:你最后一次看到有人在办公室使用剪贴板是什么时候?我猜是有一段时间了，但我敢打赌，你在工厂里走动时，很难不看到许多剪贴板、笔和纸被用来记录生产计划和停机时间。你还可能会看到操作员的小抄和打印的作业指导书一起贴在工作台上。您可能会注意到一两个电子数据收集器，但在许多情况下，它们都在忠实地记录数据，短时间内没有人会将其作为信息来处理。

这与办公室环境形成了鲜明的对比，后者完全采用了数据共享技术，如电子邮件、即时消息、MRP/ERP系统、办公室生产力套件和电子项目跟踪。那么为什么会有这种差异呢?这一切都是关于性能和稳定性。

在过去的几年中，已经出现了大量提供Web访问或Web发布的HMI包。然而，在大多数情况下，这些包的底层技术不能满足工厂车间的需求。事实上，它们的设计根本不允许它们这样做。

发布Web数据最直接的方法是使用标准HTML(超文本标记语言)。这是万维网的原始语言，旨在使用任何Web浏览器都支持的通用语言显示静态页面。虽然这项技术在查看静态数据页面时效果很好，但在试图查看不断变化的数据或提供对机器的实时控制时却失败了。

方法:客户端驱动，屏幕抓取，浏览器插件
原因是HTML被设计成客户端驱动的。换句话说，客户端浏览器负责请求新数据，服务器没有机制将新数据“推送”到客户端。为了获得实时更新，客户端必须通过定期请求刷新来“轮询”服务器，由于这意味着重新发送整个页面的数据，更新频率受到严重限制。这使得需要即时警报通知、实时数据监控或交互式动画的应用程序不切实际。

远程监视和控制的另一个常用选项是一类称为“屏幕抓取”的技术。这是当今大多数远程HMI产品所采用的方法。顾名思义，这些技术本质上是从服务器屏幕上抓取图像并将其传输到客户端。然后，客户端机器显示服务器的屏幕图像，并将其自己的用户输入传输到服务器，允许操作员与机器交互，就像他或她在它面前一样。

这种技术方法用于当今许多“Web发布”的hmi中，虽然它允许远程访问，但它不是实时的。事实上，这种方法的主要问题是性能。由于传输了如此多的数据，屏幕抓取需要高速连接才能发挥作用，而且它严重限制了客户端的数量。想象一下，一个简单的按钮可以在激活时将镜片颜色从红色变为绿色。屏幕抓取需要将整个屏幕重新传输到客户端应用程序，只是为了更新一个镜头的颜色变化。此外，服务器和所有客户端必须显示相同的屏幕数据。不同的操作符不能查看不同的数据，也不能使用不同的语言进行交互。

另一种常用方法是创建一个自定义浏览器插件，该插件负责与服务器通信并将信息传输到远程瘦客户机。如果程序设计得好，这种方法可以通过消除轮询数据而只传输已更改的信息来解决带宽问题。这种方法还可以允许远程操作人员查看与服务器显示的不同的屏幕。然而，在实践中，这些解决方案通常过于复杂，难以设置和管理。它们还需要在每个客户端系统上安装定制的、通常价格昂贵的应用程序。

有一些现成的浏览器技术，如Adobe Flash，可以解决这些问题。超过98%的桌面Web浏览器已经在其系统上安装了Flash，其安装基础确保了广泛的接受和持续的支持。利用这一点，我们可以把横扫现代经济其他领域的生产率提高带到工厂车间。在未来，能够成功的HMI系统将是那些支持信息共享、分析和分发的系统。

Andy Balderson是产品销售经理，Brent Meranda是HMI软件工程经理帕克机电自动化部门．

-资深编辑彼得·韦兰德编辑
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