HMI市场现状分析

开放式 HMI 展示强劲增幅

    全球开放式 HMI 市场正迅猛增长。根据 IMS Research 的报告，2003 年 HMI 市场的价值约为 4880万 美元，预计到 2008 年将上升到 1.513 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 可达 25.4%。其中，美洲和 EMEA 地区 HMI 市场的增长率预测分别为 26.7% 和 20.7%。
开放式 HMI 是使用开放式操作系统（一般为 Windows CE）的人机界面。近来提供此类产品的公司不断增多，市面上的产品也随之丰富起来，再加上行销层次的提高，用户对开放式 HMI 的认识将继续得到培养和深化。增长率的预测受到这些因素的很大影响。开放式 HMI 填补了传统的专用 HMI 产品和完全开放的工业平板电脑之间的市场缺口。开放式HMI 的功能性和灵活性优于传统的 HMI，而成本低于工业电脑。


    开放式 HMI 使用户能够针对特定应用对产品进行配置，方法是访问操作系统并按需要进行调整。这些产品还采用改良的数据处理方式和标准的接口/通讯，可以提供某些比传统HMI 更先进的功能。

    多数制造商认为开放式 HMI 将开辟新的应用，尽管它们也将“吞噬”一些当前 HMI 的销售。某些专业生产 HMI的制造商甚至确信，到 2008 年，开放式 HMI 将占据其出货量的一半，几乎完全取代较大屏幕产品的销售。

    前景虽然喜人，但用户必须在产品的配置上投入时间和精力。许多用户仍偏爱传统的HMI，其嵌入式操作系统可以提供更具即插即用性的解决方案。正是这一点制约了开放式 HMI 的发展潜力。

    如今，要作出合理的决定，及时掌握准确的信息比以往任何时候都要关键。这些要求提升了 HMI 所扮演角色的重要性。流程已经变得越来越多层化，对设备和工厂功能性的需求也持续上升。操作员是其中的核心力量。他们必须及时掌握信息和知识，尽可能作出最好的决定。高效的 HMI 能够使他们做到这一点。对 HMI 的每次创新我们的目标都是化繁为简。我们打造 HMI 技术的未来并将它转化为前沿的解决方案。

    如今的 HMI 已远不仅是生产现场的图形化表示，已经成长为跨越自动化系统和 IT 系统的桥梁。展望未来，我们有理由相信，HMI 将继续吸纳新技术，在 e-Manufacturing 中发挥更大的作用。

    HMI 的现状

    要紧跟不断演变的市场需求，HMI 系统必须转变模式，由仅仅通过机器整合操作员转变为整合实际的生产流程本身。要成为一个整合平台，HMI 必须与生产现场多家供货商的控制系统相整合，其中包括来自各个供货商的 PC 控制系统。整合现场控制系统是 HMI 的一个主要应用领域。提供 PLC 控制系统的 HMI 经销商可以将单独的系统组件紧密地整合在一起（HMI、梯形逻辑等），以此提升配置效率，同时减少开发错误。

    通过 OPC（用于过程控制的 OLE ）等标准整合到多元化的现场控制性系统后，混合 HMI 和第三方控制器所带来的连接不确定性得到了最大程度的降低。对于数据的移动和表达，HMI 采用了 Microsoft 标准。如今的 HMI 都构建在开放式数据库上，很多 HMI 通过 ODBC（开放式数据库连接）访问数据。HMI 可以方便地与 MS Excel、MS Word、MS Access 等办公室软件共享数据，分别用于报表、嵌入式帮助文档以及配方系统等。

    随着 HMI 不断得到新的应用并且重要性越趋显著，这些系统有望实现 24/7 不间断运行，等待时间可以降至最低甚至为零。这就要求采用客户机-服务器架构，其中 HMI 必须作为服务器而且其后端数据库必须支持冗余。HMI 必须能够自动切换客户机和工厂控制系统的冗余通讯，在某些应用中还必须支持冗余控制器的自动切换。

    当前 HMI 系统的任务是获取生产现场的信息然后递交到决策者手中，因此信息的交换成为重中之重。IT 业内标准网络技术和拓扑的使用，结合自动化中的开放式 HMI 系统，可以称得上是天作之合。

    如今的 HMI 提供 web 技术，这些技术不但加入了本地操作员安全系统，也具备了远程 Internet 防火墙安全性。

    通过使用 web 技术，实时的流程描绘使制造商的流程专家能够远程排除生产过程的故障。这可以保证系统故障得以更快速地准确解决。

    HMI 的将来

    HMI 系统演变过程的下一个阶段将向 e-Manufacturing 迈进，重点在制造执行系统(MES)。对 HMI 的要求不是执行 MES 或企业资源规划 (ERP) 应用程序，而是要求它整合到这些应用程序中。近期对 HMI 的要求是将其应用程序的某些部分转化为较小的嵌入式设备，将 HMI 扩展到完全可分布的企业解决方案，并通过无线通讯更好地支持公司的移动职员。

    HMI 系统一直以来都与其操作系统 Windows 并肩发展。因此，将 HMI 构建在下一代的 Microsoft .NETFramework 上是完全可以设想的。其实 .NET Framework 上已经构建了一个子集，专门解决 HMI 领域的问题。

    .NET Compact Framework

    .NET Compact Framework 是一个独立于硬件的程序运行环境，适用于受资源限制的电脑设备。这些设备包括移动电话、个人数据助理 (PDA)、机顶盒以及用户定制的嵌入式装置。.NET Compact Framework 支持 .NET Framework类库的一个子集，并将壮大为包含专门为 .NET Compact Framework 设计的类。从本质上讲，HMI 面板在这里是一个不带键盘并且连接到工业设备或 PLC 的 Handheld PC Pro 设备。工程师们可以利用 .NET Compact
Framework 的功能通过使用 Visual Studio .NET 的扩展在台式计算机中开发应用程序，并将开发结果下载到嵌入式设备中。这些工程师可以使用 C#、VB .NET 等高级语言，而不一定要用梯形逻辑编程。此外 .NET CompactFramework 还使设备能够访问后端服务器和 web 服务器，使工厂的管理更加灵活。

    工厂自动化基础设施的安装和维护目前还是一件很令人头痛的事情。支持通用即插即用的 Windows CE .NET 将使自动安装成为现实。它可以自动检测新设备并进行注册，也可以自动检测出有故障的设备。

    总结

    有一点是不容置疑的，随着能够满足制造商需要的新技术不断涌现，人机界面系统将继续向前发展，未来的工业应用将因此获得更多的价值。