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“在自動化行業(yè)中，HMI最早是將實際的現(xiàn)場閘門、按鈕、觀測器等狀態(tài)傳遞至計算機顯示窗口，并向操作員提供可進行生產(chǎn)過程監(jiān)視和操作的平臺。如今，HMI已不僅僅限于之前簡單的狀態(tài)顯示和界面提供，而是逐漸具備更多的功能，變得日益強大�！闭憬锌丶夹g股份有限公司研發(fā)中心HMI技術經(jīng)理費振華向記者表示。
面對大屏幕，通過操縱手柄，你可以在一個虛擬的三維工廠中自由地走動，你可以隨時打開工廠管路設備的閥門，你可以查看儀器儀表的當前顯示數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)，你還可以了解工廠鍋爐當前的溫度……這是一個大型的3D游戲？不，這是工業(yè)自動化中HMI(人機界面)最前沿的解決方案之一。上述的這些操作都能與現(xiàn)實中的控制室雙向互動，從而帶給員工身臨其境的感受。
功能日益豐富
“在自動化行業(yè)中，HMI最早是將實際的現(xiàn)場閘門、按鈕、觀測器等狀態(tài)傳遞至計算機顯示窗口，并向操作員提供可進行生產(chǎn)過程監(jiān)視和操作的平臺。如今，HMI已不僅僅限于之前簡單的狀態(tài)顯示和界面提供，而是逐漸具備更多的功能，變得日益強大�！闭憬锌丶夹g股份有限公司研發(fā)中心HMI技術經(jīng)理費振華向記者表示。
目前，在大部分制造工業(yè)(流程工業(yè)、離散工業(yè))中，現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)從以往的車間獨立管理、工段分離生產(chǎn)的模式，轉變?yōu)榻y(tǒng)籌計劃、統(tǒng)一調(diào)度、合理考核、關注成本的工廠整體管理和控制模式。隨著大型實時數(shù)據(jù)庫的成熟、網(wǎng)絡通信技術的日益提升，以及集群等計算機技術的進一步發(fā)展，HMI已不僅限于之前簡單的狀態(tài)顯示和界面提供，而是逐步整合更強大的功能，如：對海量數(shù)據(jù)的過濾、隔離、匯總、分析和統(tǒng)計；支持現(xiàn)場設備的檢測管理；對全廠異常狀態(tài)進行監(jiān)視、分級報警并給出各類故障的操作和提示指導；通過優(yōu)化控制和自動執(zhí)行批量任務，減少生產(chǎn)消耗、提高生產(chǎn)效率；支持Web化方式進行瀏覽；普及遠程化的生產(chǎn)控制分析模式，提供對操作工的培訓，工藝的仿真等。部分HMI產(chǎn)品甚至將傳統(tǒng)的HMI功能與MES、ERP等層面的功能揉為一體�！皬陌l(fā)展趨勢來說，基于工廠整體應用的HMI正逐步往集成度更高、開放性更好、數(shù)據(jù)處理能力更強、操作更準確高效、界面更人性化的方向發(fā)展。”費振華表示。施耐德電氣HMI市場部經(jīng)理楊華軍也表示：“HMI的應用從早期的數(shù)據(jù)監(jiān)控發(fā)展到網(wǎng)絡/多媒體廣泛應用，繼而又開始涉足控制領域。HMI軟件也從單一的畫面編輯擴展為集成系統(tǒng)配置、PLC邏輯編程和HMI畫面編輯的自動化軟件平臺�！睋�(jù)介紹，施耐德電氣今年推出的MagelisXBTGC系列人機控制器，就是一款集成PLC控制功能的人機界面產(chǎn)品，實現(xiàn)了一個軟件編程、一次傳輸程序、一個項目文件管理。而羅克韋爾自動化推出的FactoryTalkViewPoint軟件就是基于Web網(wǎng)頁的人機界面，從而使用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器便能對生產(chǎn)運行情況進行觀察和管理，遠程監(jiān)控工廠車間的運行狀態(tài)。GEFanuc智能平臺則通過在ProficyHMI/SCADA中部署組件，實現(xiàn)解決方案的可視化和高級分析能力。
虛擬現(xiàn)實技術融入HMI
[$page] 對于虛擬現(xiàn)實(VR)技術大家并不陌生，經(jīng)常玩3D游戲的人更是深有體會。但如果將虛擬現(xiàn)實技術運用于工控領域，并與現(xiàn)實中的控制室相連，大家可能還是頭一次接觸。英維思過程系統(tǒng)(IPS)全球咨詢總監(jiān)MaurizioRovaglio在接受《中國電子報》記者采訪時表示，VR作為流程界面用于離線和在線解決方案，在流程行業(yè)可以說是完全創(chuàng)新的，它將改變HMI的未來。他強調(diào)：“未來的控制室不應該是平面的！”
據(jù)介紹，IPS推出的“身臨其境的虛擬現(xiàn)實流程(IVR)”技術可以為一個真正的或假設的工廠，創(chuàng)建一個三維立體的、計算機生成的替代物。通過具有立體視覺效果的頭戴式面具，用戶可以進入一個完全身臨其境的環(huán)境，在這個環(huán)境中他們能夠在工廠中任意移動。令這種自由成為可能的原因是，虛擬環(huán)境是以每秒60幀的速度進行呈現(xiàn)的，這比通過傳統(tǒng)的、非實時呈現(xiàn)所取得的效果要快得多。除此之外，利用IVR可以與工廠維護數(shù)據(jù)相連通，這樣現(xiàn)場操作人員能夠檢查設備的詳細信息以及設備的剩余部件。用戶能夠檢查和評測設備的維護戰(zhàn)略，并在執(zhí)行任務之前對現(xiàn)場工作人員進行教育。由于IVR技術能夠將實時數(shù)據(jù)和新一代互動能力與軟件和系統(tǒng)相連接，而不需要使用鍵盤和鼠標，所以IVR的這種能力能夠更加有效地顯示數(shù)據(jù)，并且這種能力也將超越培訓層面，將VR應用到HMI的一個新的維度。“這種對復雜流程的模擬仿真，能使用戶直接地體驗到一個隨著時間進行變化的環(huán)境，從而更有效地使員工在培訓中所學到的技能應用到實際工作環(huán)境中。而且，由于一些平時很少演練的不穩(wěn)定任務，例如工廠停工等，都可以在一個穩(wěn)定的、現(xiàn)實的環(huán)境中進行預演。這樣，用戶和操作學員有機會在預演中進行學習、甚至犯錯誤，從而避免讓員工自己、團體或者環(huán)境遇到真正的風險。不僅如此，使用真正設備的計算機模型，可以進行無數(shù)次的實驗，根本就不用設備離線，從而減輕生產(chǎn)的風險。”MaurizioRovaglio表示。由此可見，融入VR技術的HMI將從培訓領域逐漸發(fā)展到實時操作運營領域。
