可伸缩和模块化的HMI选项支持许多行业应用

灵活的人机界面(HMI)解决方案保持了现代硬件的高级功能，同时适应每个应用程序的需求。

通过埃里克•莱纳 2019年6月4日

现代人机界面(HMI)硬件应该使工厂车间的设备操作更加高效和直观。然而，如果机器制造商或用户选择了不适合该行业或应用的组件，就会增加挫败感。选择适合应用需求的HMI硬件是至关重要的，可以在前期和后期节省大量成本。一些工业供应商提供定制的HMI硬件，通过特定于应用程序的设计、定制选项和用户友好的功能，适应每个行业独特的操作员界面(OI)挑战。

HMI的物理设计和安装对于确保硬件的寿命和自动化系统的完整性至关重要。一些供应商只提供可安装在机柜上的HMI产品，或者他们提供用不太耐用的塑料材料制成的产品。这导致更短的产品寿命和更频繁的维修或更换。塑料外壳可以在某些情况下工作，但大多数工业环境要求耐用的HMI外壳由铝或钢制成。

对于很少考虑工厂环境的机器，有许多选择。然而，食品、制药和加工行业的工程师需要寻找额外的功能，如不锈钢HMI外壳。

食品、医药、其他卫生制造

对于食品生产和制药等行业，选择塑料HMI会影响产品质量和安全。对于柜式安装面板，正面防护等级应为IP65 (IEC标准60529国际防护标志)，以适应在空气中有水分和颗粒的环境中操作和典型的清洁程序。如果在机柜内进行保护，HMI的背面可以满足IP20等级。对于先进的外壳，面板可以内衬fda批准的蓝色硅密封。蓝色使它很容易从视觉上检测出食物颗粒和细菌。蓝色硅密封有助于食品生产和其他有严格卫生要求的应用。

可以安装在机柜外安装臂上的工业显示器，其所有侧面至少必须达到IP65的安全等级。这些面板应该能够在高湿度环境下工作。不锈钢人机界面在这些情况下被广泛使用。柜式和臂式的HMI还应在所有暴露的侧面拥有零平边，以使细菌难以在表面积聚。

主动的HMI选择，过程安全

防爆HMI硬件的选项为危险环境提供了必要的安全级别，而不牺牲新型号提供的功能。在2/22区使用的IECEx认证的控制面板和面板pc是潜在可燃条件应用的关键。这些面板对于处理石油、化学品、气体、酒精、面粉、木屑和其他易燃产品的设施至关重要。

在有严格安全限制的领域，hmi必须有适当的设计并保持高水平的功能。HMI设备由一整块铝制成，提高了硬件的完整性，并支持在危险环境中安全使用。区域2级HMI具有多种尺寸，具有多点触控技术和一根电缆技术(OCT)，可提供USB 2.0信号(DVI信号和电源通过一根电缆)，以支持高效、节省空间的安装。使用OCT解决方案，控制面板可在距离机器控制器最远100米的地方操作，这对于具有挑战性的工艺应用非常有用。

HMI定制，最后的修饰

今天的HMI有许多可定制的元素，它们提供了设计选项，从对供应商标准产品的轻微修改到改进的自定义外壳，看起来像整体机器设计的直接扩展。定制可以从一个简单的添加，如公司标志开始，并扩展到由大批量机器制造商提供的独特的房屋布局。

工程师应该与提供各种显示器尺寸的供应商合作，以确保他们能够找到理想的适合度和价格点。如今，多点触控和宽屏等现代功能是机器制造商和制造商的流行选择。一些供应商仍在使用和提供更传统的单点式和4:3/5:4比例的显示器。经济型线显示是伟大的小型机器和楼宇自动化应用。即使屏幕朝向和入门级价格较旧，仍然有可能找到价格实惠的面板，放弃塑料外壳，采用更高质量的金属外壳。

人力资源管理人员应该始终灵活和响应，以满足特定行业的需求。重要的是，hmi提供了创建自定义按钮布局以执行特定于应用程序的命令的选项。即使使用多点触控显示器，使用额外的机械按钮来完成特定的操作仍然是有益的。最受欢迎的按钮是经典的红色e-stop，但也有很多选择，包括开关、钥匙、操纵杆、射频识别(RFID)扫描仪和手轮。还有一些行业特定的按钮布局，符合包装、计算机数控(CNC)、金属加工和塑料等领域常见的机器类型，为任何领域的工程师提供了一个良好的起点。

除了无源控制面板，今天的面板pc还提供高性能和低功耗处理器的机器控制。面板pc也有类似控制面板的形式，但它们也利用当今的自动化软件实现一体化HMI和控制功能。

HMI软件，各种硬件

HMIs应该支持工厂操作的用户友好功能。同时运行核心应用软件的HMI硬件可以消除硬件和软件之间的通信问题。基于网络的HMI软件可以在移动设备上显示和推送通知，有助于简化工厂操作。

通过基于pc的自动化平台，特别是那些内置在集成开发环境(IDE)中的自动化平台，可以在同一软件中为HMI和控制进行编程。IDE通过使用简单的图形编辑器(允许程序员将命令和控件链接到实时变量)简化了编程过程。某些软件库带有预定义的模板，允许快速和轻松地启动应用程序。HMI项目可以应用于Oracle JavaScript或作为服务器扩展，允许工程师用高级语言创建扩展。

适合工程师使用的各种设备的HMI有助于从任何地方跟踪操作。无论是智能手机、平板电脑还是工业面板，一些软件可以根据每个设备的屏幕尺寸、分辨率和方向自动调整。

HMI与云服务的集成简化了与云的安全且有组织的数据通信。一些供应商已经将流行的支持语音的功能集成到自动化软件中，使用文本到语音应用程序，以应对更适合免提操作的情况。

所有这些特性都是为了使HMI更有用，更适合最终用户。为所有控制架构(包括本地客户端、多客户端、多运行时、多服务器和多协议)提供目标HMI选项的供应商使工程师能够使用不同的硬件和软件生态系统。

工程师应该权衡所有可用的选项，并选择适合特定应用的HMI，以提高工厂车间操作的效率。

埃里克•莱纳， IPC产品专家，倍福自动化。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．