基于 Web 的工业 HMI：有什么区别？

随着“基于 Web”的 HMI 的出现越来越多，我也很大程度上一直有在使用这些设备，在这个过程中了解它们与图形 HMI的区别，并逐渐发现了对我们现代控制系统架构的影响。

HMI 或人机界面是用于工业自动化系统以促进机器控制的产品。我们今天使用的常见 HMI 系统与过去的设备完全不同。Zui初的 HMI是批处理接口，所有输入都是通过手动控制预先给出的，并且只有在所有处理完成后才生成基本数据，可能在 7 段显示器或 CRT显示器上。

后来，标准转移到了操作员必须输入指令的命令行界面。这些指令类似于编写软件代码——不是Zui人性化的机器操作方式，尤其是对于那些工业用户而言。我们今天使用的图形界面起源于1980 年代，为我们广泛使用的直观 HMI 系统铺平了道路。

现在，HMI 的下一次发展正在朝着基于 Web 的技术发展。通过本文，让我们尝试了解基于Web 的 HMI（通常简称为 Web 面板）以及它们与我们喜欢使用的图形 HMI 有何不同，以及此类 HMI在现代控制系统架构中的含义。

物联网对 HMI 选择的影响

电子技术的指数级进步几乎对我们生活的方方面面产生了革命性的影响，也以物联网设备的形式影响了工业流程。这些支持互联网的设备收集大量数据，将其转发到云计算基础设施进行存储和处理，可从任何支持互联网的设备轻松访问。

传统的 HMI 系统无法以近乎实时的传输速度处理如此大量的数据。传统的HMI 在本地网络中表现出色，但在工业 4.0 范式中可能还不够。动态和可定制的 HMI对于物联网设备来说是必不可少的。这种需求催生了支持网络的HMI。这样的系统没有专有软件，而是一个可定制的界面，以适应安装它的过程和环境。

基于网络的人机界面设计

代替专有软件，必须为支持 Web 的 HMI 设计、构建和部署一个界面。这为精细定制 HMI 提供了机会。这些界面是使用常见的 Web技术构建的，例如 HTML、CSS 和 JavaScript。流行的框架，如 React、Angular、Vuejs等，也可用于构建通常可用模板的界面。HMI界面将与现代智能手机和平板电脑应用程序设计有更多相似之处。输入和反应可以根据设备安装环境的需要和要求进行定制。

前端 Web 框架仅处理信息在设备上的显示方式。要显示的数据使用应用程序编程接口(API) 提供给 HMI。API有助于软件应用程序之间的通信。通过API 在网络上中继的数据来自云计算基础设施或本地服务器，具体取决于公司基于云的程度。另一种选择是直接从物联网传感器实时显示数据。现代人机界面的内存可用于存储一些历史数据，有时甚至很多。

传感器输入数据被馈送到基于 Web 的 HMI，但控制当然仍然可以从 HMI 发送到机器。这些指令可以直接与来自 HMI的执行器通信。这仅适用于必须以低延迟执行但没有太多保护或保障措施的操作。对于需要保护的操作，zuihao通过云计算基础设施或至少本地服务器来路由指令。这是工业PC (IPC) 的功能，它可能类似于图形 HMI 系统中的 PLC。

图形 HMI 与基于 Web 的 HMI

具有图形界面的 HMI 和基于 Web 的 HMI 之间存在许多方面的差异。他们每个人都有适合其特点的利基市场。图形 HMI非常适合来自同一 OEM 的专有设备。例如，罗克韦尔自动化的 PanelViews 非常适合与罗克韦尔自身的 PLC配合使用。另一方面，基于 Web 的 HMI 非常适合支持开源环境的设备。

数据传递

图形 HMI 具有专有软件，需要专有格式的信息才能运行。此类信息直接由本地控制器或服务器提供。通常，这些数据以来自特定PLC 的标签的形式到达，从而限制了各种控制系统品牌的互操作性，除非OEM 对各种标签地址结构做出了特别的考虑。

基于 Web 的 HMI 使用 API 与更多样化的来源交换信息。通过访问这些 API，开发人员可以以任何方式创建信息交换，只要它遵守API 的语法和准则即可。信息不再来自单个联网控制器，而是来自远程或云服务器，消除了使用 OEM特定模型的限制。

可定制性

图形 HMI 通常支持广泛的定制，具体取决于 OEM 的软件支持。另一方面，基于Web 的 HMI 支持完全定制。事实上，如果不开发和部署自定义接口，此类设备将无法工作。对于需要立用和部署或定期现场更改的应用程序，传统的图形HMI 或许是理想的选择。

网络安全

网络安全是当今时代各行各业的一个巨大问题。工厂中的每个设备都必须能够抵御网络攻击。传统图形HMI 的安全性将取决于 OEM。如果他们能及时提供安全更新和补丁，那就太好了。借助基于Web 的 HMI，每个工厂都负责网络安全。对于技术能力强的公司来说，这是一个很好的选择。

支持

图形 HMI 得到 OEM 和供应商的支持，可轻松解决设备问题。对于基于 Web 的 HMI，OEM和供应商只能支持硬件。由于它是外部开发的，不支持该接口。但由于基于 Web 的 HMI使用开源软件和框架，可以提供大量的开发人员支持。在设计阶段，开发人员也可以严重依赖现有的库和社区支持来构建接口。但这种支持jinxian于软件而非硬件，基于Web 的 HMI 必须依赖于两个不同的支持系统。

现有控制系统中基于 Web 的 HMI

基于 Web 的 HMI 可能被认为更具前瞻性，因为它们可以很好地与物联网和其他工业 4.0技术配合使用。对于现有的控制系统，将图形HMI 转换为基于 Web 的 HMI 似乎是谨慎的做法。但根据定义，未来是未知的。只有在对机器、工艺和行业的未来需求进行深入分析之后，才能做出对机器界面进行重大转变的决定。

在现有控制系统中实施基于网络的 HMI 在技术上是可行的，但很大程度上取决于 OEM支持和公司的软件实力。如果您的工厂希望配备工业4.0 技术，并将数据存储在本地、远程或基于云的服务器上，请考虑迁移到基于 Web 的 HMI。对于仅具有基于本地PLC 控制的设施，图形HMI 可能仍然是更好的选择。所有行业都不需要拥有工业4.0 技术。在这种情况下，zuihao继续使用传统的HMI。

基于 Web 的 HMI 和传统的 HMI 在行业中占有一席之地。调试图形 HMI的简便性和速度提供了明显的优势。对大数据的定制和支持范围对于基于 Web 的 HMI 来说是一个胜利。HMI的选择将对从日常操作到安全的广泛工业流程产生影响。在选择任何 HMI 之前，必须仔细检查需求。