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HMI(人机界面)工业自动化中最前沿的解决方案

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年08月28日浏览:315

面对大屏幕,通过操纵手柄,你可以在一个虚拟的三维工厂中自由地走动,你可以随时打开工厂管路设备的阀门,你可以查看仪器仪表的当前显示数据及历史数据,你还可以了解工厂锅炉当前的温度……这是一个大型的3D游戏?不,这是工业自动化中HMI(人机界面)最前沿的解决方案之一。上述的这些操作都能与现实中的控制室双向互动,从而带给员工身临其境的感受。


HMI(人机界面)工业自动化中最前沿的解决方案

功能日益丰富
“在自动化行业中,HMI最早是将实际的现场闸门、按钮、观测器等状态传递至计算机显示窗口,并向操作员提供可进行生产过程监视和操作的平台。如今,HMI已不仅仅限于之前简单的状态显示和界面提供,而是逐渐具备更多的功能,变得日益强大。”浙江中控技术股份有限公司研发中心HMI技术经理费振华向记者表示。

目前,在大部分制造工业(流程工业、离散工业)中,现代企业的生产已经从以往的车间独立管理、工段分离生产的模式,转变为统筹计划、统一调度、合理考核、关注成本的工厂整体管理和控制模式。随着大型实时数据库的成熟、网络通信技术的日益提升,以及集群等计算机技术的进一步发展,HMI已不仅限于之前简单的状态显示和界面提供,而是逐步整合更强大的功能,如:对海量数据的过滤、隔离、汇总、分析和统计;支持现场设备的检测管理;对全厂异常状态进行监视、分级报警并给出各类故障的操作和提示指导;通过优化控制和自动执行批量任务,减少生产消耗、提高生产效率;支持Web化方式进行浏览;普及远程化的生产控制分析模式,提供对操作工的培训,工艺的仿真等。部分HMI产品甚至将传统的HMI功能与MES、ERP等层面的功能揉为一体。“从发展趋势来说,基于工厂整体应用的HMI正逐步往集成度更高、开放性更好、数据处理能力更强、操作更准确高效、界面更人性化的方向发展。”费振华表示。施耐德电气HMI市场部经理杨华军也表示:“HMI的应用从早期的数据监控发展到网络/多媒体广泛应用,继而又开始涉足控制领域。HMI软件也从单一的画面编辑扩展为集成系统配置、PLC逻辑编程和HMI画面编辑的自动化软件平台。”据介绍,施耐德电气今年推出的MagelisXBTGC系列人机控制器,就是一款集成PLC控制功能的人机界面产品,实现了一个软件编程、一次传输程序、一个项目文件管理。而罗克韦尔自动化推出的FactoryTalkViewPoint软件就是基于Web网页的人机界面,从而使用户通过网页浏览器便能对生产运行情况进行观察和管理,远程监控工厂车间的运行状态。GEFanuc智能平台则通过在ProficyHMI/SCADA中部署组件,实现解决方案的可视化和高级分析能力。


HMI(人机界面)工业自动化中最前沿的解决方案


虚拟现实技术融入HMI
对于虚拟现实(VR)技术大家并不陌生,经常玩3D游戏的人更是深有体会。但如果将虚拟现实技术运用于工控领域,并与现实中的控制室相连,大家可能还是头一次接触。英维思过程系统(IPS)全球咨询总监MaurizioRovaglio在接受《中国电子报》记者采访时表示,VR作为流程界面用于离线和在线解决方案,在流程行业可以说是完全创新的,它将改变HMI的未来。他强调:“未来的控制室不应该是平面的!”

据介绍,IPS推出的“身临其境的虚拟现实流程(IVR)”技术可以为一个真正的或假设的工厂,创建一个三维立体的、计算机生成的替代物。通过具有立体视觉效果的头戴式面具,用户可以进入一个完全身临其境的环境,在这个环境中他们能够在工厂中任意移动。令这种自由成为可能的原因是,虚拟环境是以每秒60帧的速度进行呈现的,这比通过传统的、非实时呈现所取得的效果要快得多。除此之外,利用IVR可以与工厂维护数据相连通,这样现场操作人员能够检查设备的详细信息以及设备的剩余部件。用户能够检查和评测设备的维护战略,并在执行任务之前对现场工作人员进行教育。由于IVR技术能够将实时数据和新一代互动能力与软件和系统相连接,而不需要使用键盘和鼠标,所以IVR的这种能力能够更加有效地显示数据,并且这种能力也将超越培训层面,将VR应用到HMI的一个新的维度。“这种对复杂流程的模拟仿真,能使用户直接地体验到一个随着时间进行变化的环境,从而更有效地使员工在培训中所学到的技能应用到实际工作环境中。而且,由于一些平时很少演练的不稳定任务,例如工厂停工等,都可以在一个稳定的、现实的环境中进行预演。这样,用户和操作学员有机会在预演中进行学习、甚至犯错误,从而避免让员工自己、团体或者环境遇到真正的风险。不仅如此,使用真正设备的计算机模型,可以进行无数次的实验,根本就不用设备离线,从而减轻生产的风险。”MaurizioRovaglio表示。由此可见,融入VR技术的HMI将从培训领域逐渐发展到实时操作运营领域。


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