第28屆青島國際工業自動化技術及裝備展覽會
2026年7月16-19日|青島國際會展中心(紅島館)
盡管機器人正在成為工業制造中越來越普遍的功能,但沒有理由相信,人類能力很快將在工廠中變得無關緊要。實際上,隨著靈活的生產策略日益受到重視,人類的創造力比以往任何時候都更加重要-機器必須能夠利用它。
隨著自動化技術的進步,機械有更多機會直接響應人類操作員的輸入。但是,如果該設備缺少直觀的界面,操作員將難以使用全部功能。這就是為什么良好的人機界面(HMI)極為重要的原因。
HMI的典型應用涉及人必須與機器或過程進行交互的任何場景。如果操作員需要將信息推送到特定過程中涉及的設備中或從中讀取信息,則HMI技術使其成為可能。
HMI簡史
HMI最初是作為按鈕的替代品。很快就清楚了,對HMI型顯示器進行編程要比讓電工將每個面板上的各個按鈕和顯示設備接線的成本低。早期的HMI脫離了這樣一個世界:基本按鈕和指示燈構成了配置對象工具箱的核心。
這時,HMI設備中使用的處理器,內存和外圍硬件相當神秘。由于當時商用級硬件的相對脆弱性,許多制造商為HMI和控制系統的其余部分選擇了軍用級組件。這導致了高價格和有限的供應。
隨著個人計算機(PC)和移動設備的出現,硬件組件的耐用性大大提高。自從PC,手機和平板電腦開始推動緊湊型耐用組件的批量生產以來,價格也有所提高。實際上,觸摸屏早在它們出現在移動設備中之前就已經出現在工業HMI上。
HMI軟件和固件開發也發生了重大變化。現在,設計人員可以使用最新的精簡指令集計算(RISC)架構和設備(例如ARM或ATOM處理器)來代替匯編代碼和X86型處理器,這與當今的移動設備中使用的類似。
操作系統也在不斷發展。早期的HMI設備具有專有的操作系統,這些操作系統將熟悉度,可重用性和功能增長保持在相當低的水平。當前,有一種開放系統標準化的趨勢,這樣熟悉的工具可以在設計人才更為廣泛的地方經過幾代硬件重復使用。
當今最先進的HMI
當今市場上最先進的HMI具有強大的圖形對象,趨勢對象,配方工具,甚至是獨立的編程語言,例如C ++和VB.Net。模板可用于邏輯,運動,視覺,安全,機器人技術和網絡應用。一些PLC功能甚至被卸載到HMI,以便PLC可以做其他事情。
許多制造商正在利用在移動設備上對HMI進行遠程屏幕查看的優勢,以使監督人員可以隨時查看操作員所看到的內容并收集一些快速的機器狀態和與生產有關的信息。例如,主管可以在會議期間遠程查看操作員的屏幕,以確認特定過程的狀態。
在運行時在HMI上以流行格式顯示媒體的功能已成為必備功能。PDF,Excel,Word和視頻格式的查看器使HMI程序可以訓練操作員運行機器并解決問題。例如,機器卡紙可以記錄警報,然后顯示有關如何清除卡紙并使機器重新運行的視頻。
在許多新的HMI型號上都出現了寬屏高分辨率顯示。屏幕更寬,可以放置更多的控制對象,并減少特定過程或操作所需的屏幕更改次數。高分辨率控制面板還可以為機器賦予更大的價值,這往往會受到最終用戶的青睞。
制造商也開始偏愛帶有共享標簽數據庫和集成配置選項的環境。對于像Omron這樣可以提供端到端解決方案的自動化供應商來說,減少為實施解決方案而必須維護的編程包的數量非常重要。
使用一個制造商的優勢
隨著當今的自動化解決方案越來越依賴于數據分析來提高生產靈活性并改善預測性維護,擁有緊密集成的系統來促進數據收集和傳輸變得越來越重要。為了獲得數據的全部好處,操作員必須易于訪問以進行分析。
用戶友好的界面對于此目的至關重要。現代的可編程邏輯控制器(PLC)可以在內部存儲數據并將該數據傳遞到系統的其他部分,但是對于操作員而言,沒有簡單的方法就可以在沒有HMI的情況下直接進行數據處理。如果HMI對于操作員來說太難理解了,那么很多機器數據的價值將丟失。
本地和遠程HMI可能對于實時監視機器行為和過程控制都是必需的。當PLC和HMI來自不同的制造商時,可能很難使此功能正常工作。如果兩種技術都來自同一制造商,那么棘手的集成工作將已經完成。
HMI的未來
預測HMI技術的發展方向并不容易。就是說,鑒于在整個制造過程中都強調靈活性和模塊化設計,我們很可能會看到HMI中包含的功能捆綁包可以滿足最終用戶的需求。最終,用戶只想為他們將要使用的功能付費,同時保留以后購買其他功能的能力。
云技術已將許多全新概念引入了工業控制領域。最終,HMI和控制系統的某些部分可能駐留在私有或公共云中。可能會根據所需的特定功能發展一些模型,在這些模型中,可以購買HMI或其他控制硬件,也可以租用HMI或其他控制硬件。
這些功能可能會使用唯一的物聯網(IoT)標識符(例如MAC ID或IP地址)或與客戶購買或租用的設備相關的序列號從云中下載到硬件。云還可以提供一種存儲機器控制不直接需要的信息的方式。
如果與合規性有關的數據,操作員活動數據,安全記錄,產品可追溯性數據,預測性維護數據,警報歷史記錄等都可以作為服務存儲在云中,那么真正需要保留在機器本地的唯一數據將是以控制為中心的數據。云最終可以最大程度地減少控制工程師的IT工作。
有了柔性有機發光二極管(OLED)顯示器和柔性電路板,我們可能會看到HMI顯示器具有足夠的柔性,可以安裝在不平坦的表面上,并在易振動的環境中提供更高的耐久性。還正在開發使用眼動和手勢來修改對象或功能的概念。
盡管機器人正在成為工業制造中越來越普遍的功能,但沒有理由相信,人類能力很快將在工廠中變得無關緊要。實際上,隨著靈活的生產策略日益受到重視,人類的創造力比以往任何時候都更加重要-機器必須能夠利用它。
隨著自動化技術的進步,機械有更多機會直接響應人類操作員的輸入。但是,如果該設備缺少直觀的界面,操作員將難以使用全部功能。這就是為什么良好的人機界面(HMI)極為重要的原因。
HMI的典型應用涉及人必須與機器或過程進行交互的任何場景。如果操作員需要將信息推送到特定過程中涉及的設備中或從中讀取信息,則HMI技術使其成為可能。
HMI簡史
HMI最初是作為按鈕的替代品。很快就清楚了,對HMI型顯示器進行編程要比讓電工將每個面板上的各個按鈕和顯示設備接線的成本低。早期的HMI脫離了這樣一個世界:基本按鈕和指示燈構成了配置對象工具箱的核心。
這時,HMI設備中使用的處理器,內存和外圍硬件相當神秘。由于當時商用級硬件的相對脆弱性,許多制造商為HMI和控制系統的其余部分選擇了軍用級組件。這導致了高價格和有限的供應。
隨著個人計算機(PC)和移動設備的出現,硬件組件的耐用性大大提高。自從PC,手機和平板電腦開始推動緊湊型耐用組件的批量生產以來,價格也有所提高。實際上,觸摸屏早在它們出現在移動設備中之前就已經出現在工業HMI上。
HMI軟件和固件開發也發生了重大變化。現在,設計人員可以使用最新的精簡指令集計算(RISC)架構和設備(例如ARM或ATOM處理器)來代替匯編代碼和X86型處理器,這與當今的移動設備中使用的類似。
操作系統也在不斷發展。早期的HMI設備具有專有的操作系統,這些操作系統將熟悉度,可重用性和功能增長保持在相當低的水平。當前,有一種開放系統標準化的趨勢,這樣熟悉的工具可以在設計人才更為廣泛的地方經過幾代硬件重復使用。
當今最先進的HMI
當今市場上最先進的HMI具有強大的圖形對象,趨勢對象,配方工具,甚至是獨立的編程語言,例如C ++和VB.Net。模板可用于邏輯,運動,視覺,安全,機器人技術和網絡應用。一些PLC功能甚至被卸載到HMI,以便PLC可以做其他事情。
許多制造商正在利用在移動設備上對HMI進行遠程屏幕查看的優勢,以使監督人員可以隨時查看操作員所看到的內容并收集一些快速的機器狀態和與生產有關的信息。例如,主管可以在會議期間遠程查看操作員的屏幕,以確認特定過程的狀態。
在運行時在HMI上以流行格式顯示媒體的功能已成為必備功能。PDF,Excel,Word和視頻格式的查看器使HMI程序可以訓練操作員運行機器并解決問題。例如,機器卡紙可以記錄警報,然后顯示有關如何清除卡紙并使機器重新運行的視頻。
在許多新的HMI型號上都出現了寬屏高分辨率顯示。屏幕更寬,可以放置更多的控制對象,并減少特定過程或操作所需的屏幕更改次數。高分辨率控制面板還可以為機器賦予更大的價值,這往往會受到最終用戶的青睞。
制造商也開始偏愛帶有共享標簽數據庫和集成配置選項的環境。對于像Omron這樣可以提供端到端解決方案的自動化供應商來說,減少為實施解決方案而必須維護的編程包的數量非常重要。
使用一個制造商的優勢
隨著當今的自動化解決方案越來越依賴于數據分析來提高生產靈活性并改善預測性維護,擁有緊密集成的系統來促進數據收集和傳輸變得越來越重要。為了獲得數據的全部好處,操作員必須易于訪問以進行分析。
用戶友好的界面對于此目的至關重要。現代的可編程邏輯控制器(PLC)可以在內部存儲數據并將該數據傳遞到系統的其他部分,但是對于操作員而言,沒有簡單的方法就可以在沒有HMI的情況下直接進行數據處理。如果HMI對于操作員來說太難理解了,那么很多機器數據的價值將丟失。
本地和遠程HMI可能對于實時監視機器行為和過程控制都是必需的。當PLC和HMI來自不同的制造商時,可能很難使此功能正常工作。如果兩種技術都來自同一制造商,那么棘手的集成工作將已經完成。
HMI的未來
預測HMI技術的發展方向并不容易。就是說,鑒于在整個制造過程中都強調靈活性和模塊化設計,我們很可能會看到HMI中包含的功能捆綁包可以滿足最終用戶的需求。最終,用戶只想為他們將要使用的功能付費,同時保留以后購買其他功能的能力。
云技術已將許多全新概念引入了工業控制領域。最終,HMI和控制系統的某些部分可能駐留在私有或公共云中。可能會根據所需的特定功能發展一些模型,在這些模型中,可以購買HMI或其他控制硬件,也可以租用HMI或其他控制硬件。
這些功能可能會使用唯一的物聯網(IoT)標識符(例如MAC ID或IP地址)或與客戶購買或租用的設備相關的序列號從云中下載到硬件。云還可以提供一種存儲機器控制不直接需要的信息的方式。
如果與合規性有關的數據,操作員活動數據,安全記錄,產品可追溯性數據,預測性維護數據,警報歷史記錄等都可以作為服務存儲在云中,那么真正需要保留在機器本地的唯一數據將是以控制為中心的數據。云最終可以最大程度地減少控制工程師的IT工作。
有了柔性有機發光二極管(OLED)顯示器和柔性電路板,我們可能會看到HMI顯示器具有足夠的柔性,可以安裝在不平坦的表面上,并在易振動的環境中提供更高的耐久性。還正在開發使用眼動和手勢來修改對象或功能的概念。