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自动化使人机界面更具人性化

   日期:2020-02-07     浏览:133    评论:0    
核心提示:随着自动化技术的进步,机械有更多机会直接响应人类操作员的输入。但是,如果该设备缺少直观的界面,操作员将难以使用全部功能。这就是为什么良好的人机界面(HMI)极为重要的原因。

机械有更多机会直接响应人工操作员的输入。先进的触摸屏技术提供了高分辨率界面,可帮助制造商改善工艺并最大程度地缩短开发时间。随着对性能不断提高的需求,HMI使使用高分辨率用户界面轻松控制完整的自动化解决方案成为可能。那么究竟为什么说自动化使人机界面更具人性化?

自动化使人机界面更具人性化

尽管机器人正在成为工业制造中越来越普遍的功能,但没有理由相信,人类能力很快将在工厂中变得无关紧要。实际上,随着灵活的生产策略日益受到重视,人类的创造力比以往任何时候都更加重要-机器必须能够利用它。

随着自动化技术的进步,机械有更多机会直接响应人类操作员的输入。但是,如果该设备缺少直观的界面,操作员将难以使用全部功能。这就是为什么良好的人机界面(HMI)极为重要的原因。

HMI的典型应用涉及人必须与机器或过程进行交互的任何场景。如果操作员需要将信息推送到特定过程中涉及的设备中或从中读取信息,则HMI技术使其成为可能。

HMI简史

HMI最初是作为按钮的替代品。很快就清楚了,对HMI型显示器进行编程要比让电工将每个面板上的各个按钮和显示设备接线的成本低。早期的HMI脱离了这样一个世界:基本按钮和指示灯构成了配置对象工具箱的核心。

这时,HMI设备中使用的处理器,内存和外围硬件相当神秘。由于当时商用级硬件的相对脆弱性,许多制造商为HMI和控制系统的其余部分选择了军用级组件。这导致了高价格和有限的供应。 

随着个人计算机(PC)和移动设备的出现,硬件组件的耐用性大大提高。自从PC,手机和平板电脑开始推动紧凑型耐用组件的批量生产以来,价格也有所提高。实际上,触摸屏早在它们出现在移动设备中之前就已经出现在工业HMI上。

HMI软件和固件开发也发生了重大变化。现在,设计人员可以使用最新的精简指令集计算(RISC)架构和设备(例如ARM或ATOM处理器)来代替汇编代码和X86型处理器,这与当今的移动设备中使用的类似。

操作系统也在不断发展。早期的HMI设备具有专有的操作系统,这些操作系统将熟悉度,可重用性和功能增长保持在相当低的水平。当前,有一种开放系统标准化的趋势,这样熟悉的工具可以在设计人才更为广泛的地方经过几代硬件重复使用。

当今最先进的HMI

当今市场上最先进的HMI具有强大的图形对象,趋势对象,配方工具,甚至是独立的编程语言,例如C ++和VB.Net。模板可用于逻辑,运动,视觉,安全,机器人技术和网络应用。一些PLC功能甚至被卸载到HMI,以便PLC可以做其他事情。

许多制造商正在利用在移动设备上对HMI进行远程屏幕查看的优势,以使监督人员可以随时查看操作员所看到的内容并收集一些快速的机器状态和与生产有关的信息。例如,主管可以在会议期间远程查看操作员的屏幕,以确认特定过程的状态。

在运行时在HMI上以流行格式显示媒体的功能已成为必备功能。PDF,Excel,Word和视频格式的查看器使HMI程序可以训练操作员运行机器并解决问题。例如,机器卡纸可以记录警报,然后显示有关如何清除卡纸并使机器重新运行的视频。

在许多新的HMI型号上都出现了宽屏高分辨率显示。屏幕更宽,可以放置更多的控制对象,并减少特定过程或操作所需的屏幕更改次数。高分辨率控制面板还可以为机器赋予更大的价值,这往往会受到最终用户的青睐。

制造商也开始偏爱带有共享标签数据库和集成配置选项的环境。对于像Omron这样可以提供端到端解决方案的自动化供应商来说,减少为实施解决方案而必须维护的编程包的数量非常重要。

使用一个制造商的优势

随着当今的自动化解决方案越来越依赖于数据分析来提高生产灵活性并改善预测性维护,拥有紧密集成的系统来促进数据收集和传输变得越来越重要。为了获得数据的全部好处,操作员必须易于访问以进行分析。

用户友好的界面对于此目的至关重要。现代的可编程逻辑控制器(PLC)可以在内部存储数据并将该数据传递到系统的其他部分,但是对于操作员而言,没有简单的方法就可以在没有HMI的情况下直接进行数据处理。如果HMI对于操作员来说太难理解了,那么很多机器数据的价值将丢失。

本地和远程HMI可能对于实时监视机器行为和过程控制都是必需的。当PLC和HMI来自不同的制造商时,可能很难使此功能正常工作。如果两种技术都来自同一制造商,那么棘手的集成工作将已经完成。

HMI的未来

预测HMI技术的发展方向并不容易。就是说,鉴于在整个制造过程中都强调灵活性和模块化设计,我们很可能会看到HMI中包含的功能捆绑包可以满足最终用户的需求。最终,用户只想为他们将要使用的功能付费,同时保留以后购买其他功能的能力。

云技术已将许多全新概念引入了工业控制领域。最终,HMI和控制系统的某些部分可能驻留在私有或公共云中。可能会根据所需的特定功能发展一些模型,在这些模型中,可以购买HMI或其他控制硬件,也可以租用HMI或其他控制硬件。

这些功能可能会使用唯一的物联网(IoT)标识符(例如MAC ID或IP地址)或与客户购买或租用的设备相关的序列号从云中下载到硬件。云还可以提供一种存储机器控制不直接需要的信息的方式。

如果与合规性有关的数据,操作员活动数据,安全记录,产品可追溯性数据,预测性维护数据,警报历史记录等都可以作为服务存储在云中,那么真正需要保留在机器本地的唯一数据将是以控制为中心的数据。云最终可以最大程度地减少控制工程师的IT工作。 

有了柔性有机发光二极管(OLED)显示器和柔性电路板,我们可能会看到HMI显示器具有足够的柔性,可以安装在不平坦的表面上,并在易振动的环境中提供更高的耐久性。还正在开发使用眼动和手势来修改对象或功能的概念。

可以肯定的是,我们与机器交互的方式将不断发展。在欧姆龙,我们努力走在帮助人类更灵活,更直观地与机器交互的努力的最前沿。

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