交钥匙式人机界面适合你吗?
奶酪是孤独的，奶酪是孤独的。”这句话可能在童年的童谣中很有意义，但当涉及到人机界面和可视化系统时，这个概念就不适用了。曾经简单、独立的开关和按钮实体，hmi在制造环境中不再是孤立的。
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奶酪独自站着，奶酪独自站着。这句话在儿童时期的童谣中可能很有意义，但当涉及到人机界面和可视化系统时，这个概念就不适用了。曾经简单、独立的开关和按钮实体，hmi在制造环境中不再是孤立的。它们是更大系统的一部分，因此必须与业务和信息系统以及它们监视和控制的设备集成。
hmi已经发展到这个更大的角色，因为它们现在不仅仅是提供操作的可视化呈现或提供过程监控和控制机制。现代hmi是完整解决方案中的复杂组件。它们被广泛用于分析和执行复杂的系统活动。这些特点促使用户在指定和安装hmi时越来越多地考虑系统或交钥匙方法。
为什么总承包?
交钥匙解决方案通常意味着使用单一来源的供应商或与集成商合作-或两者兼而有之。这种系统方法有优点也有缺点。博世力士乐(Bosch Rexroth)电气驱动与控制部门的产品经理拉米•阿什卡尔(Rami Al-Ashqar)说:“一站式购物可能并不总是能让你得到最新的技术。”他补充说，某个特定的供应商可能在某个领域拥有最新的技术，但在另一个领域却没有。
Wonderware可视化产品营销经理Renee Brandt对此表示赞同。硬件供应商通常希望你使用他们的软件，但这可能不是最适合这项工作的软件。它可能不是最容易使用、升级或与其他系统集成的。在考虑交钥匙系统时，最终用户需要确保无论谁被选来做这项工作，都将选择最好的产品所有组件。
尽管有这些警告，利仍可能大于弊。阿什卡尔说，通过销售我们自己的完整系统——人机界面、PLC、电机、驱动器——我们可以更好地了解是否存在问题、问题在哪里以及如何解决问题。此外，他补充说，拥有单一的服务和维修来源意味着最终用户不必为了完成一件事而打电话给几个人。
罗克韦尔自动化RS View的产品营销经理Mark Hobbs从历史的角度总结了交钥匙方法:“10年或15年前，遇到一个客户编写自己的定制HMI代码并不罕见。没有太多的选择，如果他找不到他想要的，他就自己创造。这是交钥匙系统的一个层次。现在时代变了。大多数公司都没有这样的员工。他们需要的系统是全球性的，而不是地方性的。所以他们寻找现成的解决方案，可以根据自己的需求进行配置。这是另一个层面。如果这仍然超过了公司想要或能够做到的，系统集成商(SI)或主要供应商的服务团队可以创建整个HMI项目。
GE发那科自动化HMI/SCADA产品营销总监Roy Kok说，现在是一个把整个系统作为解决方案来讨论的有趣时代，“今天重要的是系统，而不是产品。GE发那科的Proficy就是集成技术解决方案的一个例子。这是一个模块化的产品。如果您只创建了一次，那么它就可以在系统的其他地方重用。如果你从一个供应商那里购买HMI，从另一个供应商那里购买PLC，从另一个供应商那里购买数据历史记录，那么这种集成是很难实现的。我们认识到这一挑战，Proficy的设计采用了开放和分层的概念，以促进与第三方产品的分层和集成。”
规划的重要性
交钥匙式方法需要大量的前期计划。Wonderware的勃兰特强调，“当你选择一个人来做一个交钥匙系统时，找到一个在工厂自己的领域有经验和成功安装记录的供应商是有益的。讨论你希望通过新系统实现什么。你想升级旧设备吗?你需要更好的质量吗?你必须遵守政府的规定吗?无论和你一起工作的人是谁，都需要知道该做什么，他负责什么。”
博世力士乐的阿什卡尔补充说，如果你打算采取这种方法，你需要知道自己的目的。你需要有一个设计和计划。谁会使用这个系统?操作员将被要求做什么?系统将在什么样的环境中运行?需要什么样的显示器?这些只是需要回答的部分问题之前你开始。”
倍福自动化(Beckhoff Automation)总裁格雷厄姆•哈里斯(Graham Harris)表示，终端用户最了解他的应用程序。解决方案提供商或系统集成商可以提供专业知识，但使用该系统的人需要将其视为自己的系统。我们可以提供我们的经验，但只有客户才能看到这一切。他必须仔细考虑从物理配置到控制循环再到实际显示，并确保他优化了每个元素。他需要同时考虑硬件和软件两个方面。
集成、互操作性
交钥匙系统必须在设备级进行接口而且业务和信息系统。事实上，连接性和开放架构可能是当今影响HMI系统的最重要的活动领域之一。以太网、用于远程系统监视和控制的Web浏览器、用于不同系统之间通信的OPC服务器以及无线功能的应用，提供了更多的机会，但也带来了重大挑战。
Iconics总裁阿格鲁萨(Russ Agrusa)说，每个单独的组件都可能很棒，但解决问题的是整个系统。“基于pc的HMI系统最大的问题是通信。开放系统解决方案需要能够使用数据历史学家、袖珍电脑、移动电话等。它需要与企业、It基础设施和ERP(企业资源规划)系统集成。如果你用来构建系统的产品通过了微软认证，并且符合OPC基金会(OPC Foundation)的标准，那么你的系统就很有可能协同工作。”
Opto 22的系统工程师James Davis表示，实现无缝集成是使用单一源系统的主要原因。戴维斯说:“供应商对项目的全面理解和开放系统概念应该是任何开始着手交钥匙系统的人的两个主要考虑因素。”系统需要使用开放协议与数据库集成。在开始之前讨论这些方面，讨论整个项目。确保和你一起工作的人都知道什么对你来说是重要的。”
交钥匙系统必须与现有系统一起工作，即使安装了新的硬件。Wonderware的勃兰特指出:“大多数时候，工厂不会更换所有的业务系统或控制系统。”他说，他们可能只是在升级一部分业务。一个关键因素是与你不想改变的产品整合的能力。
未来的可视化
Brandt认为，与交钥匙供应商或集成商合作可以让终端用户专注于业务问题，而不是成为HMI或软件专家。她说，公司可以集中精力提高生产率和质量，而不必担心新技术。
GE发那科自动化自动化解决方案商务总监Maria Piazza表示:“应用程序变得越来越复杂，客户正在进行性能/价格权衡。一个灵活的系统解决方案可以让他们选择他们想要和需要的功能，在系统中构建一个迁移路径，使升级变得简单和经济。”
在日新月异的技术中，人机交互是系统中一个完整的系统。罗克韦尔的霍布斯说，当今的人机界面技术进步，能够提供数据、图形和动画功能，这真的令人惊叹。它只会变得越来越容易，越来越好。“HMI解决方案影响整个制造过程，必须考虑到这一点。通过适当的设计、计划和执行，交钥匙方法可以获得许多好处。
网上临时演员
HMI面板在汽车工厂现代化中起着关键作用
在最近为期两年的规划和建设阶段，汽车制造商宝马(BMW)在德国雷根斯堡(Regensburg)新建了一家油漆车间，其中有两条符合最新全球标准的生产线。该项目包括使用55个自定义控制面板Beckhoff自动化处理应用系统的可视化。
宝马一直在为各种机器人和视觉系统寻找新的操作和可视化终端。现有的触摸屏和键盘鼠标系统占用了大量空间，外观老式，与宝马的进步形象不符。新的面板解决了美学挑战，更重要的是，提供了所需的功能。
在由Eisenmann设计和安装的机器人系统中，表面技术和物料流动自动化系统供应商的控制面板是缝密封和底密封应用的一部分。他们将细胞控制可视化，由库卡机器人处理。最后的油漆应用于填料和面漆应用线。Dürr Systems AG负责工厂的这一部分，并开发了喷漆机器人。控制面板主要用于系统可视化和视觉系统，在应用过程中负责2-D和3-D车身位置检测。
负责工厂表面技术控制的工程师Norbert Schottenheim和Harald Sandner说:“控制面板是根据我们的要求生产的，并考虑到了人体工程学。”“简单的操作，紧凑的设计，以及通过CP Link在100米远的PC上远程操作面板的选择是选择该系统的关键决定因素。”
将CP Link技术与特殊显卡相结合，实现3d可视化不是问题。PC机已安全放置在中央控制柜中。所有第三方组件，如电子钥匙系统或模式选择开关都集成到控制面板机箱中。外壳由固体铝块加工而成，适合苛刻的生产环境。
面板的特点是15英寸。TFT显示和触摸屏。左右键盘扩展每个都有32个全背光按钮，有三种可能的颜色，并由一个通过Profibus通信的高级控制器控制。安装支撑臂/升降系统使系统具有灵活性。控制面板可以向各个方向旋转。旋转键盘扩展增加了操作的易用性。最后，控制面板的外观采用了坚固而现代的工业设计。
“现代化的主要目的是提高我们的能力，”Sandner说，“但是视觉和美学问题——工厂的整体印象——也是我们的一个重要决定因素。”Schottenheim对实验结果也很满意。“在最初的项目会议上，我们用来制定需求的手绘草图和成品控制面板之间的比较表明，我们的规格完全实现了。”
大约30个相同的控制面板将用于公司在德国莱比锡新建工厂的油漆车间的可视化和操作。
人机交互系统是精密自动化工程的重要组成部分
TXI Chapparral Steel的生产数据令人印象深刻。但加工能力还不足以让这家结构钢产品供应商保持竞争优势。它需要保持可靠的自动化制造流程，以便按时发货。
为了实现这一目标，该公司与合作伙伴AMI为这家钢铁供应商65万平方英尺的弗吉尼亚工厂设计、指定并实施了集成自动化系统。这些工作包括安装90-70系列和90-30系列plc、Genius I/O模块和Cimplicity HMI软件GE发那科自动化．
所有的制造过程都是相互关联的。在整个操作过程中，钢铁必须无缝移动，首先是将可回收废料撕碎成拳头大小的碎片。连铸机将钢水定型并冷却成可用的钢坯，钢坯在轧制过程中形成可销售的I型和h型梁、圆和薄板。精加工包括矫直、裁剪长度和绑扎。
工厂的所有流程和设备都由智能I/O模块控制，与plc通信，并通过Genius局域网驱动。信息通过以太网从控制系统发送到运行在整个设施终端上的HMI软件。据报道，该自动化系统的操作界面易于使用，并提供了扩展的功能，包括具有更多颜色和梯度的更高质量的屏幕，以及更快的通信，从而实现快速刷新率。
TXI Chapparal自动化经理David Quesenberry说:“我们为我们的流程建立了如此近距离的可视化表示，任何新的操作员都可以在不知道我们在做什么的情况下进入工厂，并迅速了解工厂的运行情况以及每件设备的位置，这大大节省了培训费用，并提高了操作员的反应能力。”
工厂数据被常规捕获，并通过GE发那科的Proficy history传输到公司的业务信息系统，该系统可以实时高速收集、存档和分发工厂车间过程信息。全面自动化解决方案的优点包括更高的可靠性，及时的发货，并大大减少操作员的学习曲线和培训成本。
DAQ + HMI =泵送问题的全面解决方案
一种新的控制和数据采集系统，包括详细的定制控制屏幕，为装瓶操作提供了全面的解决方案。
可口可乐的Dasani品牌饮用水是在密苏里州南部靠近鲁比杜地层的一家工厂装瓶的，那里是北美一些最纯净的水的来源。可口可乐公司购买该工厂时，并不知道该工厂的设备无法满足其生产过程中1000gpm的泵送需求。然而，由于采用了新的控制和DAQ系统，该公司的泵送速度超过了1500gpm。该装置节省了地板空间，减少了能源使用，并有助于确保水的纯度。
完整的系统(硬件和软件)由光电子的22由系统集成商自动化有限责任公司设计和安装。SI使用Opto 22工具从头开始构建控制系统面板，该工具可以在任何实际编程完成之前创建系统的图形表示，并允许随时轻松添加或修改点和变量。
一个光电终端- g70，一个以太网支持的触摸屏，作为操作员监视控制系统的主要界面。它连接到SNAP终极I/O控制器，这是整个系统的中央控制设备。通信是通过无线以太网完成的。
该设备控制着从Roubidoux地层抽水到工厂的三口井。每口井都有一个水泵和变频驱动器，确保只泵出满足当前需求的精确水量——不多也不少。由于基于以太网的无线配置，控制系统可以精确监控泵送活动，在几毫秒内调整流量。
快速的响应时间使工厂始终以最高效率运行。这种精度使该公司省去了一个30,000加仑的水箱，用来储存等待装瓶的水。
集成商为交钥匙HMIs增加了所需的视角
交钥匙式HMI安装通常意味着最终用户将求助于系统集成商，将多方面工作的许多方面整合在一起。有效地与集成商合作需要理解双方的期望。当集成商和最终用户走到一起时，这里有一些建议要记住。
首先，最终用户必须知道他想让系统做什么。Progressive Software Solutions的高级系统工程师Jeff Baxter指出:“没有客户的参与，没有单一的来源可以提供解决方案。”“‘交钥匙’这个词并不能免除客户的责任。”
百特建议遵循既定的流程，提供检查点来帮助塑造和控制期望。他警告说，如果没有它们，预期很容易超出最初项目的意图，并导致更多的成本。
以下是一些明确的步骤:
定义功能/概念需求。
Baxter说，一个做得好的概念过程在开始时是一个很好的机制，并有助于形成最终的结果。他说，你需要一个人机界面安装的蓝图，就像你盖房子一样。
制定实施计划。了解系统要做什么，以及安装将如何实现它。
对系统进行测试和调试。确保最终产品是指定的，并且能按计划工作。
每个步骤都有独特的元素，随着项目的不同而不同。所有这些对整个过程都很重要。巴克斯特表示，如今的客户更关心的是解决方案，而不是产品的品牌。他说，他们购买我们的专业知识，通常也愿意听从我们的指示。Baxter强调，积分器还将客观性放在首位。他说，由于我们没有议程安排，所以我们可以对该项目提供公正的看法和客观的评估。
Baxter还指出，如今HMI很少是集成商提供的唯一组件。“我们的大多数解决方案都超越了人机界面。它们涉及其他元素，如数据历史记录、到其他业务系统的连接以及到维护包的链接。我们几年前看到的独立HMI是罕见的。hmi正被紧密地整合到整个工厂的信息结构中。”
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