人機界面常識是對初學者來說是首要了解的知識，產品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等。

HMI軟件一般分為兩部分，即運行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于PC機Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件。本文為大家詳細介紹人機界面的10大常識。

人機界面(Human Machine Interaction，簡稱HMI)

常用的名詞：觸摸屏、HMI、人機界面

(一)人機界面產品的基本功能及選型指標

(1)基本功能：

設備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等;

數據、文字輸入操作，打印輸出;

生產配方存儲，設備生產數據記錄;

簡單的邏輯和數值運算;

可連接多種工業(yè)控制設備組網。

(2)選型指標：

顯示屏尺寸及色彩，分辨率;

HMI的處理器速度性能;

輸入方式-觸摸屏或薄膜鍵盤;

畫面存貯容量-容量單位是字節(jié)、還是位;

通訊口種類及數量，是否支持打印功能等。

(3)產品分類：

初級產品：薄膜鍵輸入式，顯示尺寸通常小于六英寸

中級產品：觸摸屏輸入式，顯示尺寸通常大于六英寸

高級產品：計算機輸入式、顯示尺寸通常大于十英寸

(二)人機界面的常規(guī)使用步驟

(1)明確監(jiān)控任務要求，選擇適合的HMI產品;

(2)在PC機上用畫面組態(tài)軟件編輯“工程文件”;

(3)測試并保存已編輯好的“工程文件” ;

(4)PC機連接HMI硬件，下載“工程文件”到HMI中;

(5)連接HMI和工業(yè)控制器(如PLC、儀表等)，實現人機交互。

(三)人機界面與人們常說的“觸摸屏”有什么區(qū)別?

從嚴格意義上來說，兩者是有本質上的區(qū)別的。因為“觸摸屏”僅是人機界面產品中可能用到的硬件部分，是一種替代鼠標及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設備。

人機界面產品則是一種包含硬件和軟件的人機交互設備。在工業(yè)中，人們常把具有觸摸輸入功能的人機界面產品稱為“觸摸屏”，但這是不科學的。

(四)人機界面和組態(tài)軟件有什么區(qū)別?

人機界面產品，常被大家稱為“觸摸屏”，包含HMI硬件和相應的專用畫面組態(tài)軟件，一般情況下，不同廠家的HMI硬件使用不同的畫面組態(tài)軟件，連接的主要設備種類是PLC。

組態(tài)軟件是運行于PC硬件平臺、windows操作系統(tǒng)下的一個通用工具軟件產品，和PC機或工控機一起也可以組成HMI產品;通用的組態(tài)軟件支持的設備種類非常多，如各種PLC、PC板卡、儀表、變頻器、模塊等設備，而且由于PC的硬件平臺性能強大(主要反應在在速度和存儲容量上)，通用組態(tài)軟件的功能也強很多，適用于大型的監(jiān)控系統(tǒng)中。

(五)人機界面產品中是否有操作系統(tǒng)?

任何人機界面產品都有系統(tǒng)軟件部分，系統(tǒng)軟件運行在HMI的處理器中，支持多任務處理功能，處理器中需有小型的操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)軟件的運行。基于平板計算機的高性能人機界面產品中，一般使用WinCE，Linux等通用的嵌入式操作系統(tǒng)。

(六)人機界面只能連接PLC嗎?

不是這樣的。人機界面產品是為了解決PLC的人機交互問題而產生的，但隨著計算機技術和數字電路技術的發(fā)展，很多工業(yè)控制設備都具備了串口通訊能力，所以只要有串口通訊能力的工業(yè)控制設備，如變頻器、直流調速器、溫控儀表、數采模塊等都可以連接人機界面產品，來實現人機交互功能。

(七)人機界面只能通過標準的串行通訊口與其它設備相連接嗎?

不是這樣的。但隨著計算機和數字電路技術的發(fā)展，人機界面產品的接口能力越來越強。除了傳統(tǒng)的串行(RS232、RS422/RS485)通訊接口外，很多人機界面產品已具有網口、并口、USB口等數據接口，它們就可與具有網口、并口、USB口等接口的工業(yè)控制設備相連接，來實現設備的人機的交互。

(八)是否有通訊功能的設備一定能和人機界面產品連接?

應該是這樣的。因為通用的人機界面產品都提供了大量的、可供選擇的常用設備通訊驅動程序;一般情況下，只要在人機界面的畫面組態(tài)軟件中選擇與連接設備相對應的通訊驅動程序，就可以完成HMI和設備的通訊連接。如果所選HMI產品的組態(tài)軟件中沒有要連接設備的通訊驅動程序，用戶則可以把要連接設備的通訊口類型和協(xié)議內容告知HMI產品的生產商，請HMI廠商代為編制該設備的通訊驅動程序。

(九)PC機加顯示屏，能否直接與PLC通訊，完成HMI的功能?

當然可以。不過PC機還要編制相應的組態(tài)軟件，才能使PC機成為一個真正的HMI產品。

(十)未來人機界面的發(fā)展趨勢是什么?

隨著數字電路和計算機技術的發(fā)展，未來的人機界面產品在功能上的高、中、低劃分將越來越不明顯，HMI的功能將越來越豐富;5.7寸以上的HMI產品將全部是彩色顯示屏，屏的壽命也將更長。

由于計算機硬件成本的降低，HMI產品將以平板PC計算機為HMI硬件的高端產品為主，因為這種高端的產品在處理器速度、存儲容量、通訊接口種類和數量、組網能力、軟件資源共享上都有較大的優(yōu)勢，是未來HMI產品的發(fā)展方向。

當然，小尺寸的(顯示尺寸小于5.7寸)HMI產品，由于其在體積和價格上的優(yōu)勢，隨著其功能的進一步增強(如增加IO功能)，將在小型機械設備的人機交互應用中得到廣泛應用。

有些機械行業(yè)，比如說機床、紡織機械、電子設備等行業(yè)，在國內已經發(fā)展有幾十年的歷史了，相對來說屬于比較成熟的行業(yè)，從長遠看，這些行業(yè)還存在著設備升級換代的需求。在這個升級換代的過程中，確實會有一些小的、一直使用比較低端產品的廠家被淘汰掉，但也有很多企業(yè)在設備更新過程中，將需求重新定位，去尋找那些能夠符合他們發(fā)展計劃，幫助他們提高自身生產力的設備供應商。

鑒于這種需求，以后人機界面的改變，將在形狀上、觀念上、應用場合等方面都有所改變，從而帶來工控機核心技術的一次次變革。總體來講，人機界面的未來發(fā)展趨勢是六個現代化：平臺嵌入化、品牌民族化、設備智能化、界面時尚化、通訊網絡化和節(jié)能環(huán)保化。

審核編輯：湯梓紅