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HMI

人機(jī)界面的新方案

2025China.cn   2014年12月15日

  更快的速度、更低的成本和更可靠的連接是所有企業(yè)成功必不可少的條件。通過引入的精益生產(chǎn)、六西格瑪,以及其他持續(xù)改進(jìn)的策略,操作必須要變得更加靈活,易于管理,更加便宜。

  為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),業(yè)務(wù)需要人性化的人機(jī)界面(HMI)圖形,能夠快速調(diào)出報警、整體設(shè)備效率(OEE)儀表板,以及更多的功能。除了在操作員的指尖能獲得可靠的信息,企業(yè)也希望通過各種設(shè)備完成HMI遠(yuǎn)程訪問。最后,他們希望有更直觀的界面,降低培訓(xùn)成本,提高操作員效能。

  幸運(yùn)的是,現(xiàn)在市場上有很多這樣的HMI軟件包,滿足所有這樣的要求。最新的HMI軟件解決方案,縮短了開發(fā)時間,能提供更好的遠(yuǎn)程訪問,并有更直觀的界面,減少了操作員和其他用戶的學(xué)習(xí)時間??傊?,這些改進(jìn)提供了更多的移動性和生產(chǎn)效率,同時降低了培訓(xùn)和設(shè)備成本。

  

 

  PC是最好的選擇嗎?

  在選擇一臺HMI時,首先考慮的是它應(yīng)該是一臺PC?;赑C的HMI有最好的表現(xiàn),最有歷史和最容易連接 -- 同時也需要較貴的軟件許可費(fèi)。不是基于PC的HMI通常運(yùn)行在嵌入式操作系統(tǒng)上。這些嵌入式HMI比基于PC的HMI在軟件許可費(fèi)方面要便宜得多,但在性能和功能方面略為遜色。

  在硬件方面,成本取決于HMI位于控制室、辦公室、還是在工廠現(xiàn)場。在良好環(huán)境中,一臺PC的價格比類似尺寸的嵌入式HMI更便宜。但在工廠現(xiàn)場,嵌入式HMI比工業(yè)PC機(jī)便宜得多。對于許多應(yīng)用,連接和遠(yuǎn)程訪問將決定是選擇PC還是嵌入式設(shè)備。

  移動性不再是一種選擇

  現(xiàn)在無法想象,一個成功的公司沒有遠(yuǎn)程訪問業(yè)務(wù)系統(tǒng);這在自動化企業(yè)中也是一樣的。因?yàn)槿斯べM(fèi)用的增長,10個退休員工現(xiàn)在只能招聘5個新人,移動性對提高生產(chǎn)力至關(guān)重要。員工不能整天呆在控制室或一個廠區(qū),因此HMI遠(yuǎn)程訪問能力是關(guān)鍵需求。

  移動性往往通過無線網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。雖然安全性是一個問題,但無線網(wǎng)絡(luò)正在迅速成為工業(yè)環(huán)境中公認(rèn)的通信媒介。隨著安全性的提高,較低的安裝和維護(hù)成本使無線對企業(yè)具有很大的吸引力。無線以太網(wǎng)(Wi – Fi)和藍(lán)牙具有實(shí)惠、快速和易于使用的特點(diǎn)。經(jīng)過加密和基于IEEE.802.11X可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議的演變,用戶的設(shè)備必須通過識別才能獲得對網(wǎng)絡(luò)的訪問。蜂窩網(wǎng)絡(luò)在許多情況下是無線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案,特別是當(dāng)速度提高而成本下降時。

  哪種遠(yuǎn)程訪問是最好的?

  在開發(fā)遠(yuǎn)程訪問的應(yīng)用時,必須考慮用戶類型、需求和成本。在評估了各種因素之后,從列表中選取最適當(dāng)?shù)姆椒ā?/FONT>

  請注意,多數(shù)公司會使用多種方法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問,混合和匹配取決于特定用戶的特定需求,涉及到費(fèi)用,以及組織的技術(shù)能力。

  幾乎每臺基于PC的HMI都支持四種遠(yuǎn)程訪問選項(xiàng),而多數(shù)嵌入式HMI只支持基于Web瀏覽器和應(yīng)用程序(App)的訪問。嵌入式HMI在大多數(shù)情況下是作為獨(dú)立設(shè)備,而基于PC的HMI通常是聯(lián)網(wǎng)PC和瘦客戶機(jī)的一部分。

  通過PC遠(yuǎn)程訪問具有最佳的遠(yuǎn)程用戶體驗(yàn)。如果用戶已經(jīng)有PC,并正在使用,那么用它實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問,硬件成本是最低的,但用聯(lián)網(wǎng)PC的整體花費(fèi)較高,因?yàn)檐浖S可的成本非常高。如果遠(yuǎn)程訪問PC需要安裝在工廠現(xiàn)場,成本(硬件+軟件許可)就更高了。

  工廠現(xiàn)場遠(yuǎn)程訪問的一個更好方案是用瘦客戶端,有PC幾乎所有的功能而成本低廉,無論是軟件許可,還是硬件。瘦客戶機(jī)不僅購買便宜,而且在工廠現(xiàn)場安裝也便宜得多。它比PC的處理能力小很多,因此消耗的能量也更少。瘦客戶機(jī)維護(hù)也比PC便宜得多,因?yàn)榇蠖鄶?shù)軟件都在基于PC的服務(wù)器中安裝與維護(hù),而不在瘦客戶機(jī)上。

  無論HMI是基于PC還是嵌入式,瀏覽器和App是兩種遠(yuǎn)程訪問的選項(xiàng),應(yīng)該給予考慮和評估。

  瀏覽器還是App?

  在今天的工廠,操作員必須監(jiān)控不同地方的多個過程。他們可能在廠內(nèi)或廠外的任何地方,需要快速、容易地用移動設(shè)備訪問HMI信息。

  此外,“帶上你自己的設(shè)備” (BYOD)的增長趨勢意味著企業(yè)可以節(jié)省硬件和軟件費(fèi)用。BYOD也意味著授權(quán)用戶可以使用諸如:iPhone、Androids手機(jī)、iPad、平板電腦和PC等多種設(shè)備訪問HMI數(shù)據(jù)。

  為了響應(yīng)客戶的這種需求,HMI供應(yīng)商已經(jīng)推出了多種產(chǎn)品,通過Web瀏覽器或App實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交互。兩個方案各有優(yōu)缺點(diǎn),這取決于它們?nèi)绾卧L問。

  對PC用戶,瀏覽器訪問通??梢詽M意地工作,但Web屏幕在手持設(shè)備的小屏目上不能很好地縮放。屏幕加載要花費(fèi)較長的時間,有時只顯示一小部分畫面?;跒g覽器的訪問在成本方面往往是免費(fèi)的,但設(shè)計、部署、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)和Web服務(wù)器的費(fèi)用會較大。

  App針對手持設(shè)備的用戶,通常更快、更易操作。免費(fèi)或低成本的App專為小屏幕而創(chuàng)建,且下載速度較快,用于主機(jī)的軟件許可成本通常為零或很低。App為用戶提供更好的視覺效果和更快的交互功能,這是遠(yuǎn)程訪問的兩個關(guān)鍵屬性(圖1)。

  

App能夠精確顯示HMI圖形,還能快速互動

 

  使用App的缺點(diǎn)是,他們通常先為iPhone和iPad開發(fā)的,然后轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備,比如Android操作系統(tǒng)(OS),通常有時間的滯后。因?yàn)橛写罅康膹S商銷售平板電腦和智能手機(jī),而且缺乏標(biāo)準(zhǔn)化。

  單單基于Android的設(shè)備至少有七種屏幕尺寸。標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏使得開發(fā)的成本高昂,因?yàn)镠MI供應(yīng)商要為每種屏幕尺寸和操作系統(tǒng)開發(fā)App。此外,用戶不希望為特定設(shè)備的App等待幾個月或幾年。幸運(yùn)的是,有一種解決方案,這就是采用HTML5標(biāo)準(zhǔn)。

  新標(biāo)準(zhǔn)的到來

  對于成千上萬個用戶,使用手機(jī)或平板設(shè)備實(shí)現(xiàn)HMI訪問幾乎是個夢想。但是,發(fā)布的Windows7和8都支持HTML5技術(shù),承諾用戶能實(shí)現(xiàn)快速的遠(yuǎn)程連接,而不管他們的設(shè)備類型。支持HTML5的HMI軟件包允許用戶使用幾乎所有的設(shè)備同時遠(yuǎn)程訪問,而不必為特定設(shè)備開發(fā)App。 “一次設(shè)計,到處部署”使軟件供應(yīng)商可通過HTML5,支持任何設(shè)備遠(yuǎn)程訪問,無需考慮操作系統(tǒng)或屏幕尺寸(圖2)。

  

支持HTML5的HMI App可用于各種便攜設(shè)備,無需昂貴和費(fèi)時的定制軟件開發(fā)

 

  App最初僅是蘋果平臺的一個特色,對一些HMI軟件供應(yīng)商仍是問題。而其他智能手機(jī)和平板電腦的App市場需求非常巨大,很多HMI供應(yīng)商已開始開發(fā)支持HTML5的App了。

  多點(diǎn)觸控能提高效率

  可靠和快速的遠(yuǎn)程訪問使企業(yè)獲益很容易看到,而多點(diǎn)觸控功能似乎更多的是噱頭,用來吸引年輕的員工。雖然這是事實(shí),未來的員工可能會較少地使用鼠標(biāo)或其他定位設(shè)備,而多點(diǎn)觸控確實(shí)能讓所有的員工提高效率。

  多點(diǎn)觸控HMI比單點(diǎn)觸屏、鍵盤和定點(diǎn)設(shè)備有更多的優(yōu)勢。它能識別幾個觸摸位置和手指的移動,這被稱為“手勢” 。培訓(xùn)的時間較短,因?yàn)檫@些手勢 – 抓捏、縮放、輕掃和更多 – 與使用智能手機(jī)和平板電腦是相同的。

  通過使用手勢,操作員執(zhí)行命令的速度比普通觸摸屏要快三倍。可在屏幕上輕松操作對象,還可幫助他們迅速找到問題的確切位置。例如,當(dāng)操作員得到某臺設(shè)備發(fā)出的報警時,使用多點(diǎn)觸控技術(shù),他或她可以在屏幕上輕松地轉(zhuǎn)動一臺設(shè)備,移動到某個特定區(qū)域,然后放大這個區(qū)域 -- 所有動作手指都不用離開屏幕。當(dāng)一個事件發(fā)生時,操作員可以迅速對準(zhǔn)感興趣的區(qū)域,而不是把時間浪費(fèi)在下拉菜單或滾動多屏上。

  觸控平板電腦因運(yùn)動部件少(沒有鍵盤和鼠標(biāo)),是在多塵、潮濕和腐蝕性環(huán)境下最好的選擇。工業(yè)平板電腦在這些地方還有耐用性要求,而且多數(shù)可以戴手套操作。此外,通過創(chuàng)建不允許執(zhí)行的命令,可以提高員工的安全,除非雙手都在屏幕上。

  雖然企業(yè)不可能把所有屏幕都換成多點(diǎn)觸控屏幕,但極有可能的是把損壞的屏幕都換成多點(diǎn)觸控屏,因?yàn)檫@種設(shè)備的價格低。多點(diǎn)觸控功能也有望更加普及,因?yàn)樵谛碌腤indows操作系統(tǒng)中支持這項(xiàng)技術(shù)。最終,所有屏幕可能都具備多點(diǎn)觸控功能,所以選擇支持這項(xiàng)技術(shù)的HMI軟件包是明智的。

  自動化領(lǐng)域使用新技術(shù)的步子相對比較慢,但由于被迫要提高性能和降低成本,這就需要一種幫助實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的技術(shù)。有遠(yuǎn)見的HMI廠商已經(jīng)準(zhǔn)備迎接這些挑戰(zhàn)。這些供應(yīng)商已看到了BYOD,因?yàn)檫@是常態(tài)而不是例外。提供支持HTML5的解決方案,能讓企業(yè)快速、方便地使用各種各樣的便攜式設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接。雖然多點(diǎn)觸控對自動化公司是新事物,但應(yīng)該意識到即將到來的改變,這些改變能為企業(yè)帶來翻天覆地的變化。

  現(xiàn)在比以往任何時候,都使看似未來的技術(shù)和應(yīng)用能迅速成為當(dāng)今企業(yè)的主流,實(shí)施這些進(jìn)步的企業(yè)將在激烈的競爭中脫穎而出。

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:羅克韋爾自動化 人機(jī)界面 PC 我要反饋