操作员界面：更强的功能满足更多的需求

发布时间：2004-02-09 Jeanine Katzel, Control Engineering高级编辑

　　操作员界面（Operator Interface, OI）-- 更精致、更高效及功能更强大。今天的OI系统比以往任何时候都要复杂，它们能为其监视的过程带来更精确的监控，其功能可从PLC终端至功能强大的处理平台。在其基本形式中，界面对数据进行处理，并可从众多方式中选择一种来将信息--从文本到动画图形--呈现在操作员面前。今天，应用的大小及范围都在不断增加，这要感谢技术带来的进步。虽然人们已经在构建各种不同的OI以满足更多的需求，但用户的需求仍在继续增长。
　　最近由Reed Research Group主持的一项CONTROL ENGINEERING读者调查，其结果支持那些了解此类产品强劲的增长势头以及更广泛应用的人士所作出的观察。在246名接受此项调查的人士中，几乎所有人都预计在未来12个月内他们对操作员界面终端的需求将增加（占46%）或保持不变（占49%），只有5%的人预计对OI的需求将减少。在预计其OI需求将增加的人员中，大约有四分之三预计其需求增长将介于1% 及 30% 之间。

　　“技术上的进步以及连通性的增强，是应用不断增长的主要原因。以太网的使用、嵌入式基于PC的技术以及不断增强的故障诊断能力等，都在驱动市场增长”，Eaton Electrical操作员界面事业部产品经理Clyde Thomas评论说，“将以太网作为一种自动化通信媒介的趋势还在继续。事实上，以太网的运用正在得到更多智能设备的推动，比如一些同样能与PLC进行通信的视觉系统、传感器、驱动器以及电源控制结构等”。
　　以太网的广泛使用为OI应用提供了更多的机会，对此Advantech公司产品经理George Liao表示赞同。 “除采用以太网外，OI系统的发展趋势还包括定制平台、遥控/监控及低成本等 ”，他指出，“所有这些基于PC的OI产品主要市场，预计一直到2005年都能拥有两位数的增长”。

　　稳定的模式
　　根据调查，使用这些设备的方式似乎没有多少变化，这与去年调查的结果很接近。其中最多的（占49%）是将OI同时用于连续及批制造；其次是只用于连续制造（占16%），比去年同期下降3%，而且也是过去12个月中仅有的明显变化；紧随其后是用于离散制造（占15%），用于批制造的占7%，另有13%的人选择“其他”来作为其主要的OI终端应用。
　　购买模式也反映出这种连贯性。在过去5年中，94%的被调查者购买相同数量或更多的个人计算机。同样地，有相当数量的被调查者购买更多或相同数量的触摸屏（占90%），以及增加彩色功能（占97%）、增加图形功能（占96%）或增加联网功能（占93%）等。
　　在过去5年中，90%的答卷者说他们计划购买更多、或者至少与过去一样多的个人计算机；90%的人说他们期望为其应用增添同样数量或更多的触摸屏；97%期望增加同样或更多的彩色功能；96%将增加同样水平或更多的图形功能；96%将增加同样或更多的彩色功能；96%将购买更多或至少同样数量的可联网的OI。
　　也许最有意思的发现是在瘦客户机及无线OI方面。在这两种情形中，90%或更多的被调查者说他们期望在随后5年中购买同样数量或更多的无线及瘦客户机操作员界面设备。约有80%的人说他们在这方面的购买在过去5年都一直保持不变或有增加。

　　得到了吗？赶快得到它！
　　OI无疑是一种特性丰富的系统，而且特性还在不断增加。被访者的期望列表显示，尽管他们拥有的系统已经带有众多的选项，但他们还想得到更多。以下是其中一些重点：约有三分之二的被访者拥有平板显示器，有超过半数的被访者想在其以后购买的OI中拥有平板显示器。在期望列表中排在前面的还有远距离可读性及高亮环境光下可读性等--大约有一半的被访者表示对这些特性感兴趣。
　　如果估计准确，则上述这些要求中至少有一部分能被满足。据GE Fanuc Automation的OI经理Paul Daugherty称，有越来越多的客户正在将OI产品用于户外应用中。“将来”，他说，“将出现具有大约900尼特光强的明亮太阳光环境下的可读显示器产品”。
　　在联网应用方面，Reed Research Group的调查结果显示，超过三分之一的被访者已经拥有开放式网络，且有近一半的人表示仍需要这些网络。在软件及操作系统方面，约有三分之二的被调查者在使用Microsoft Windows NT，同时有三分之一表示希望下一步将购买这种操作系统；约有五分之一的被访者（19%）在使用Windows CE，另有20%希望在其以后的OI中采用这种操作系统。将近20%的被访者已经在使用基于Web浏览器的软件，另有三分之一的被访者希望在以后的购买中增加此项功能。NEMA等级仍很重要，约有一半的被访者拥有4/4X 及12等级系统，有超过三分之一的被访者计划增加这样的系统。

　　仍是关注的焦点
　　调查显示，认证及网络参数选择仍是受人们关注的领域。对危险环境下使用认证的兴趣在继续攀升。16%的被访者已经拥有Class I, Div. 1认证，但仍有近40%的人需要它们。同样，18%的被访者已经拥有Class II, Div. 2认证，但仍有近30%的人期望在他们的系统中拥有这种认证。
　　UL认证很平常，有85%的被访者已经拥有这种认证，另有74%的被访者希望在他们以后的购买中拥有这种认证。对CE标记及加拿大标准协会（CSA）认证的需求并没有这么强烈。约有43%的被访者在其目前的系统中拥有CE标记，但只有40%的被访者想在其未来的系统中拥有它。同样，有37%的被访者拥有带CSA认证的系统，但只有36%的被访者表明希望在其以后购买的OI系统中拥有它。
　　在网络方面中，支持“试过后再用”观点的人占绝大多数。有近80%的被访者说他们已经在使用以太网TCP/IP，并计划在未来12月中继续使用。当然也有很多人选择RS-232（占76%）、RS-485（占71%）及4~20 mA（占63%）。
　　其他受被访者关注的网络包括：FOUNDATION Fieldbus、Profibus、ControlNet、DeviceNet、HART以及Modbus。超过一半的被访者（53%）在使用或计划使用 DeviceNet；46%的在使用或计划使用ControlNet；23%的选择Fieldbus；36%的选择HART；29%的选择Profibus-DP；以及大约40%的在使用或计划使用Modbus或Modbus TCP/IP。有将近三分之一的被访者目前正在使用专用网络，并计划在未来12月内继续使用。

　　光辉的前景？
　　OI市场的前景如何？所有箭头都指向更大、更好及更多。Eaton Electrical公司的Clyde Thomas说，“OI厂商在支持与第三方设备的通信方面需要有更多的灵活性，这意味着需要更快地采用像OPC这样更开放的通信标准。成本与性能之间的平衡以及易于使用等，也要求采用更多的嵌入式技术。对于用户来说，虽然他们拥有很多潜在的收益，但要了解这些新OI平台所具有的缺陷及障碍，仍需要有更多的培训与知识”。
　　Ann Arbor科技公司主管工程设计的副总裁Rick Barnich看到了未来采用基于服务器的技术以及更大屏幕显示器的趋势。他指出，他的公司可提供基于更小的嵌入式平板计算机格式以及标准工业计算机配置的更新型OI系统。
　　Barnich说：“我们注意到应用正在变得更为服务器中心化，因为这能使许可证、维护及安全成本更低。为适应这种体系结构以及能控制成本，操作员界面产品正在变成嵌入式Linux或嵌入式XP客户机。而且，由于这些应用所固有的尺寸及复杂性，操作员界面产品的平均尺寸正在不断加大.”。
　　但这也表明操作员界面对于自动化及控制具有无可争辩的重要性。系统正在被要求能做更多的事，且自动化及控制工程师还在继续要求更多的功能。无论是复杂的控制及无线网络，还是更大及效果更好的显示器，未来优秀的OI产品无疑都将是紧俏货。

中国人机界面市场概况及发展趋势

　　人机界面是在上世纪90年代中期进入中国市场的，最早进入中国的是DIGITAL和三菱电机两个品牌。它能体现这几方面的优势：降低设计成本，强大的数据储存和数据处理能力，节省空间、成本，提高产品档次。随着人机界面在中国市场的不断发展和价格不断下降，中国的用户已普遍接受它。
　　综观目前在中国市场销售的人机界面，大致可分为两个档次。一种是低档次的产品，具有触摸屏的基本功能，屏幕尺寸小于5.7英寸(含5.7英寸), 显示效果一般从黑白到64色，由于价格较低，被许多用户像包装，制冷等对成本较敏感的行业大量采用。
　　另一种是中、高档人机界面，屏幕尺寸大于5.7英寸，显示屏一般为256色~65000色高分辨率高亮度，除了基本功能外，还配有镁合金外壳，软件仿真功能，多种通信连接方式，人体感应器功能，摄像头等功能。国内的一些制药、印刷等行业的出口机型和高档机型中采用此类人机界面。由于其价格较高，在国内的市场占有率较小。
　　人机界面在中国被用户接受后这几年都保持着20%的增长率。另一方面中国的用户偏好于选择廉价的产品，人机界面也不例外。怪不得近来低价新品不断涌现，像Hitech, Easyview等着实让市场震撼了一下。许多企业特别是私营企业对成本控制得很严，也促成了市场向低价产品倾斜。一些大公司如三菱电机、欧姆龙、DIGITAL等都专门针对中国市场开发低价产品来满足用户的需要。但是在不久的将来，市场会有一个理性的回归，随着WTO 的不断发展，中国会继续扮演世界工厂的角色，那么我国的制造也会渐渐去迎合世界的标准；另外，我国政府和行业协会都会出台一系列的产品或行业标准，像制药行业的GMP标准，就会淘汰一批竞争力弱的企业，带动整个行业向上发展。所以人机界面的市场终将会摆脱低层次的恶性竞争，向高端发展。

　相关产品介绍

　　研华科技：轻薄外形设计
　　TPC-1260触摸屏计算机为无风扇、轻薄型设计，拥有功能强大的微处理器。该设备拥有12.1英寸的SVGA TFT LCD触摸屏、无轴存储器及Transmeta Crusoe 5400型微处理器；同时还拥有128 MB 的在板DRAM及紧凑型闪盘驱动器。它支持Microsoft Windows XP/CE操作系统，安装在一个带有符合NEMA 4/IPC 65标准前面板的铝镁机壳中，从而能在严酷的环境下工作。对于那些无轴存储器不是关键因素的应用，可选择2.5英寸的轻薄型硬盘驱动器。   www.advantech.com.cn   350   

　　GE Fanuc公司：捆绑功能
　　QuickPanel控制及可视化解决方案，整合了QuickPanel系列触摸屏、Cimplicity Machine Edition （Cimplicity机器版）软件以及Microsoft Windows CE操作系统。这款设备将多项功能捆绑在一个平台上，因而可提高生产力及效费比。触摸屏通过坚固的硬件平台并结合自动化软件可提供灵活及可扩展性能。Cimplicity机器版-- 一种适用于机器级编程的开放式集成软件，便于进行应用开发。
　　www.gefanuc.com    351   

　　欧姆龙公司：透明访问
　　NS高级操作员界面可从单一显示屏上来访问多达3种网络上的PLC信息，即可同时从以太网、ControllerLink网（即控制器链路网，为Omron公司的专用网）以及两个串口上来访问信息。HMI拥有的 4路视频输入模块可显示来自可光学检测传感器的数码影像；优异的连通性可为用户提供网络范围的数据访问；梯形监视工具使操作员无需笔记本或桌面PC即能从系统菜单上来监视PLC梯形程序
www.info.omron.com   352      

  菱电自动化（上海）有限公司：节能型操作员界面
　　A985GOT 运用了人体感测器，能检测到人体存在并自动显示屏幕。当没有任何人在GOT附近时，背景显示被关闭，可节省能源。尺寸紧凑、轻薄，12寸TFT显示器，能显示256色清晰的高质量图像。亮度达到350cd/m2，有8档亮度调节。机器运行状态可由语音报告，消息和报警也可由语音输出，通过使用Windows的WAV文件，可方便创建音频资讯。可用梯形图格式监控CPU程式。    
　　www.ryoden-automation.com.cn   353         
                                                                
　　韩国M2I公司：TOP 品牌触摸屏
 TOP8TA 采用 12.1 寸 TFT LCD，256 色真彩，分辨率800x600 。4M Flash Memory，精密电阻触摸（1024 x 1024）。采用32位206MHZ RISC处理器实现高速图形处理，自带256K配方功能及实时时钟，除配方外另有8个LOGGING日志功能，可实现配方相同功能。电源模块可选择 24伏或220伏。可与40多种100多类 PLC通讯，可以和两种不同品牌、不同协议的PLC同时通讯。支持多国语言显示（中文, 英文, 日文, 韩文）。
　　www.m2i.co.kr   354   

　　Siemens公司：TP270-10系列
　　TP270-10系列操作员界面是10.4寸彩色面板, 640 X 480 分辨率,清晰逼真的256色显示。在Windows CE环境中，标准硬件和软件接口均可用于SIMATIC TP 270面板。因此使用全新、先进的通讯功能即可访问办公环境，使用来自不同制造商的组件即可升级系统。CF卡插槽可用于存档或存储设备中的存储器升级，备份/恢复或作为附加接口。任选以太网（TCP/IP）访问通过网卡与上位计算机以及中央数据管理系统/项目管理系统进行数据交换。集成USB接口用于开机状态下“即插即用”（键盘、鼠标、打印机和读码器）。
　　www.siemens.com.cn   355   

　　北京昆仑通态自动化软件科技有限公司：嵌入式终端电脑
　　TPC105-TB23 为 TPC 嵌入式增强型智能人机界面，是一套以嵌入式低功耗PⅢ级  Transmeta Crusoe CPU为核心（主频533MHz ~ 800MHz），高亮度10.4英寸TFT液晶显示屏（分辨率 640×480），四线电阻式触摸屏（分辨率 4096×4096），预装微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE . NET（中文版）和MCGS嵌入版组态软件（运行版）。内存64M，可扩至256M。存储设备 CF卡32M（可扩至512M），20G笔记本硬盘（可选）。接口方式有RS232、USB、10/100Mbps等。
　　www.mcgs.com.cn   356

　　若要以上产品的更详细信息，请访问下列网站或进入
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