一、人机界面（HMI）产品常识

1、人机界面产品的定义

　　 连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备,由硬件和软件两部分组成。

　　 2、人机界面（HMI）产品的组成及工作原理
　 　 人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等，其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高 低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的 系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件（如JB－HMI画面组态软件）。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件 ”，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件”下载到HMI的处理器中运行。

　　 3、人机界面产品的基本功能及选型指标

　　 基本功能：
　　设备工作状态显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等
　　数据、文字输入操作，打印输出
　　生产配方存储，设备生产数据记录
　　简单的逻辑和数值运算
　　可连接多种工业控制设备组网

　　 选型指标：
　　显示屏尺寸及色彩，分辨率
　　HMI的处理器速度性能

　　输入方式：触摸屏或薄膜键盘
　　画面存贮容量，注意厂商标注的容量单位是字节（byte）、还是位（bit）
　　通讯口种类及数量，是否支持打印功能

　　 4、人机界面产品分类
　　薄膜键输入的HMI，显示尺寸小于5.7ˊ，画面组态软件免费，属初级产品。如POP－HMI 小型人机界面
　　触摸屏输入的HMI，显示屏尺寸为5.7ˊ～12.1ˊ，画面组态软件免费，属中级产品
　　基于平板PC计算机的、多种通讯口的、高性能HMI，显示尺寸大于10.4ˊ，画面组态软件收费，属高端产品

　　 5、人机界面的使用方法
　　明确监控任务要求，选择适合的HMI产品
　　在PC机上用画面组态软件编辑“工程文件”
　　测试并保存已编辑好的“工程文件”
　　PC机连接HMI硬件，下载“工程文件”到HMI中
　　连接HMI和工业控制器（如PLC、仪表等），实现人机交互

二、人机界面产品问答

　　 1、人机界面与人们常说的“触摸屏”有什么区别？
　 　 从严格意义上来说，两者是有本质上的区别的。因为“触摸屏”仅是人机界面产品中可能用到的硬件部分，是一种替代鼠标及键盘部分功能，安装在显示屏前端的输 入设备；而人机界面产品则是一种包含硬件和软件的人机交互设备。在工业中，人们常把具有触摸输入功能的人机界面产品称为“触摸屏”，但这是不科学的。

　　 2、人机界面和组态软件有什么区别？
　 　 人机界面产品，常被大家称为“触摸屏”，包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件，一般情况下，不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件，连接的主要 设备种类是PLC。而组态软件是运行于PC硬件平台、windows操作系统下的一个通用工具软件产品，和PC机或工控机一起也可以组成HMI产品；通用 的组态软件支持的设备种类非常多，如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块等设备，而且由于PC的硬件平台性能强大（主要反应在在速度和存储容量 上），通用组态软件的功能也强很多，适用于大型的监控系统中。

　　 3、人机界面产品中是否有操作系统？
　　 任何人机界面产品都有系统软件部分，系统软件运行在HMI的处理器中，支持多任务处理功能，处理器中需有小型的操作系统管理系统软件的运行。基于平板计算机的高性能人机界面产品中，一般使用WinCE,Linux等通用的嵌入式操作系统。

　　 4、人机界面只能连接PLC吗？
　 　 不是这样的。人机界面产品是为了解决PLC的人机交互问题而产生的，但随着计算机技术和数字电路技术的发展，很多工业控制设备都具备了串口通讯能力，所以 只要有串口通讯能力的工业控制设备，如变频器、直流调速器、温控仪表、数采模块等都可以连接人机界面产品，来实现人机交互功能。

　　 5、人机界面只能通过标准的串行通讯口与其它设备相连接吗？
　 　 大多数情况下是这样的。但随着计算机和数字电路技术的发展，人机界面产品的接口能力越来越强。除了传统的串行（RS232、RS422/RS485）通讯 接口外，有些人机界面产品已具有网口、并口、USB口等数据接口，它们就可与具有网口、并口、USB口等接口的工业控制设备相连接，来实现设备的人机的交 互。

　　 6、是否有通讯功能的设备一定能和人机界面产品连接？
　　 应该是这样的。因为通用的人机界面产品都提供了大量的、可供选择的常用设备通讯驱动程序；一般情况下，只要在人机界面的画面组态软件中选择与连接设备相对 应的通讯驱动程序，就可以完成HMI和设备的通讯连接。如果所选HMI产品的组态软件中没有要连接设备的通讯驱动程序，用户则可以把要连接设备的通讯口类 型和协议内容告知HMI产品的生产商，请HMI厂商代为编制该设备的通讯驱动程序。

　　 7、PC机加触摸屏，能否直接与PLC通讯，完成HMI的功能？
　　 当然可以。不过还要编制相应的HMI软件，才能使PC机成为一个真正的HMI产品。

　　 8、未来人机界面的发展趋势是什么？
　 　 随着数字电路和计算机技术的发展，未来的人机界面产品在功能上的高、中、低划分将越来越不明显，HMI的功能将越来越丰富；5.7寸以上的HMI产品将全 部是彩色显示屏，屏的寿命也将更长。由于计算机硬件成本的降低，HMI产品将以平板PC计算机为HMI硬件的高端产品为主，因为这种高端的产品在处理器速 度、存储容量、通讯接口种类和数量、组网能力、软件资源共享上都有较大的优势，是未来HMI产品的发展方向。当然，小尺寸的（显示尺寸小于5.7 寸）HMI产品，由于其在体积和价格上的优势，随着其功能的进一步增强（如增加IO功能），将在小型机械设备的人机交互应用中得到广泛应用。