制造業(yè)的成本控制與機(jī)器控制一樣重要。因此，對(duì)成本特別敏感的制造商，在考慮是否投資新的自動(dòng)化和控制技術(shù)時(shí)可能會(huì)猶豫。對(duì)人機(jī)界面（HMI）硬件進(jìn)行升級(jí)也不例外。

供應(yīng)商和用戶一般認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)HMI應(yīng)該包括經(jīng)久耐用的觸摸屏面板，以及用于控制的CPU、以及用于特定功能（例如安全急停）的按鈕和按鍵。根據(jù)機(jī)器功能，可能還包括為提高塑料加工、包裝和機(jī)床等特定行業(yè)效率而布置在面板周圍的發(fā)光按鈕。

圖1：多點(diǎn)觸控面板使用戶能夠通過3DHMI軟件進(jìn)行縮放、切換和導(dǎo)航控制。本文圖片來源：倍福

生產(chǎn)制造商和自動(dòng)化公司在究竟是實(shí)施單點(diǎn)觸控面板還是多點(diǎn)觸控技術(shù)更合乎邏輯上面，經(jīng)常無法達(dá)成一致。可用于工業(yè)的多點(diǎn)觸控面板已經(jīng)上市多年，可以為運(yùn)營人員提供更多的功能，包括使用3DHMI軟件進(jìn)行縮放、切換和導(dǎo)航控制的功能。

雖然“新”通常意味著價(jià)格更高，但HMI硬件并不總是如此。根據(jù)制造商需求的不同，如果將屏幕尺寸、建造費(fèi)用和處理器性能等因素考慮進(jìn)去，多點(diǎn)觸控面板通常比單點(diǎn)觸控面板更便宜。

多點(diǎn)觸控面板操作不會(huì)很快過時(shí)，從而可以降低成本。可以部署支持多點(diǎn)觸控的面板，但在運(yùn)行時(shí)使用單點(diǎn)觸控模式，這樣未來就可以將其升級(jí)到更新的多點(diǎn)觸控軟件。由于不需要對(duì)硬件進(jìn)行額外的升級(jí)，因此如果需要將已部署的HMI系統(tǒng)升級(jí)為多點(diǎn)觸控軟件，相對(duì)來講比較容易。

為何要升級(jí)HMI硬件？

多點(diǎn)觸控面板可以為機(jī)器運(yùn)行人員提供功能改進(jìn)和效率提升，包括：

●能夠直觀地找到重要設(shè)備的狀態(tài)通知；

●快速切換瀏覽多個(gè)菜單屏幕；

●跨越機(jī)器線的圖形表示；

●附加安全功能，如雙手或雙指觸摸，以激活某些運(yùn)行模式。

類似的界面功能在智能手機(jī)和平板電腦上已經(jīng)應(yīng)用多年。隨著多點(diǎn)觸控軟件以及智能手機(jī)和平板電腦功能、機(jī)器控制、可視化方面的進(jìn)步，應(yīng)用程序也可在支持HTML5的移動(dòng)HMI軟件上使用。HTML5允許HMI屏幕自動(dòng)轉(zhuǎn)換為平板電腦或智能手機(jī)尺寸。以前，如果想要在不同尺寸設(shè)備上顯示，需要重新對(duì)畫面進(jìn)行編程。

使用基于網(wǎng)頁的HMI屏幕，在機(jī)器上顯示的HMI可以在移動(dòng)設(shè)備上顯示。在工業(yè)應(yīng)用中，越來越多地使用多點(diǎn)觸控面板，意味著一般用于檢查工作電子郵件或一般商業(yè)目的的移動(dòng)設(shè)備，可以在機(jī)器監(jiān)視和控制方面提供更多的功能。

多年來，多點(diǎn)觸控功能的面板和軟件包已被證明與傳統(tǒng)的HMI系統(tǒng)一樣可靠，在生產(chǎn)車間監(jiān)視領(lǐng)域正在獲得更高的市場份額。

高質(zhì)量的工業(yè)顯示器，其生命周期可以長達(dá)十年或更長。為了短期利益，選擇單點(diǎn)觸控面板而不是多點(diǎn)觸控面板，未來可能會(huì)給用戶帶來很多不便。多點(diǎn)觸控和基于網(wǎng)頁的HMI軟件的進(jìn)一步發(fā)展，可能會(huì)讓決定是沿用現(xiàn)有功能較少的系統(tǒng)，或者升級(jí)仍然正常工作的單點(diǎn)觸控面板時(shí)，帶來一定的困惑。更好的策略是部署多點(diǎn)觸控面板，并將其設(shè)置為單點(diǎn)觸控模式，直到應(yīng)用程序需要HMI的全部功能為止。

圖2：HMI為滿足行業(yè)應(yīng)用而進(jìn)行配置，例如集成工業(yè)PC、加固、沖洗、戴手套或日光可見性需求。

平板電腦和計(jì)算能力

另一個(gè)趨勢是減少整體設(shè)備和機(jī)器的占地面積。重要的是需要考慮，是否確實(shí)有必要安裝節(jié)省空間的平板電腦，以便取消控制柜中獨(dú)立的工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）。

選擇多點(diǎn)觸控平板電腦可能是正確的策略，但它可能不適合所有應(yīng)用。平板電腦應(yīng)具備足夠的處理能力、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和板載診斷工具，以便為應(yīng)用提供適當(dāng)?shù)男阅堋?/p>

無源多點(diǎn)觸控面板和獨(dú)立IPC裝置的優(yōu)點(diǎn)是，即使IPC升級(jí)到更強(qiáng)大的型號(hào)，面板也可以使用多年。如果無源面板損壞，更換過程也比較容易。無源面板以及帶有集成CPU的平板電腦，可以是安裝在臂或桿上的全封閉裝置，因此無需在單獨(dú)的HMI外殼中開孔。

減少面板布線的策略是使用單電纜連接技術(shù)。使用簡單、低成本的硬件適配器，IPC可以向100米外的面板發(fā)送數(shù)字視頻接口信號(hào)、USB2.0信號(hào)并提供電源。這樣可以在生產(chǎn)現(xiàn)場節(jié)省更多空間，同時(shí)還可以為將來HMI硬件的升級(jí)提供一定的靈活性。

圖3：觸摸屏可以消除某些HMI應(yīng)用程序中對(duì)單獨(dú)鍵盤的需求。如果將屏幕尺寸、建造和處理器性能考慮進(jìn)去時(shí)，多點(diǎn)觸控面板通常比單點(diǎn)觸控面板更便宜。

集成HMI系統(tǒng)的安全性

基于PC的開放式平臺(tái)是集成HMI的理想選擇。基于PC的控制器可以像PLC和運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目一樣輕松運(yùn)行HMI軟件。考慮垂直通信，IPC和平板電腦非常適合開放平臺(tái)通信統(tǒng)一架構(gòu)（OPCUA）通信。這為云和邊緣計(jì)算方案構(gòu)建了安全和加密的數(shù)據(jù)傳輸。

系統(tǒng)安全通常在軟件和網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，但新的HMI硬件可以防止未經(jīng)授權(quán)的現(xiàn)場應(yīng)用和錯(cuò)誤。例如，使用安裝在員工門禁卡或鑰匙卡中的射頻識(shí)別（RFID）芯片。配置RFID閱讀器的HMI，可以根據(jù)工作職責(zé)授權(quán)用戶的訪問權(quán)限。

因此，員工只能通過HMI使用部分機(jī)器功能，具體取決于他們的崗位和職責(zé)。作為一種更高效、更有效的安全守衛(wèi)，RFID不需要手動(dòng)輸入用戶名和密碼。

選擇多點(diǎn)觸控HMI硬件，并確保平板電腦能夠長期提供足夠的處理能力，是一種明智的策略。部署標(biāo)準(zhǔn)化多點(diǎn)觸控面板，可以讓工廠為未來的發(fā)展進(jìn)步做好準(zhǔn)備。

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