前言:什么是HMI? HMI(Human Machine Interface)即“人机界面”(又称人机界面)。人机界面是系统与用户之间进行交互和信息交换的媒介,可以实现信息内部形式与人类可接受的形式之间的转换。
工业4.0时代,人机交互带来的变革
工业HMI全称为工业人机交互界面。工业触摸屏是一种通过触摸式工业显示器连接人与机器的智能界面。它取代了传统控制按钮和指示灯的智能操作显示终端。
随着工业4.0的快速发展,工业HMI以其方便、快捷、表现力强等优势应运而生。它已逐渐成为日常工业应用之一,是一种非常有吸引力的新型多媒体交互设备。
什么是工业HMI?
工业HMI由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括处理器(一般为ARM、(RS232、RS485、CAN、网口等)、数据存储单元(NAND FLASH、eMMC、SD卡、SATA等)等。处理器的性能决定了HMI产品的性能决定着HMI产品的性能,是HMI的核心单元,根据HMI的产品级别,处理器可以选择8位、16位、32位处理器,HMI软件一般分为两种部分,即运行在HMI硬件中的系统软件和运行在PC机Windows操作系统下的画面组态软件。用户首先使用HMI画面组态软件创建一个“工程文件”,然后下载准备好的“工程”文件”通过PC机和HMI产品的串行通信端口发送到HMI处理器执行。
工业人机界面应用
工业HMI基本功能
一般来说,一个HMI系统必须具备几个基本能力:
(1)实时数据趋势显示——将采集到的数据立即显示在屏幕上。
(2)自动记录数据——自动将数据存储在数据库中以供将来查看。
(3)历史数据趋势显示——直观地呈现数据库中的数据。
(4)报告生成和打印——可以将数据转换成报告格式并打印出来。
(5)图形界面控制——操作员可以通过图形界面直接控制机器和其他设备。
(6)报警产生和记录——用户可以定义一些报警产生的条件,例如温度过高或压力超过临界值。在这种情况下,系统会产生报警并通知操作人员进行处理。
工业HMI选型指标
(1) 显示尺寸、颜色、分辨率;
(2)HMI处理器速度性能;
(3)输入方式:触摸屏或薄膜键盘;
(4)屏幕存储容量;
(5)通讯端口类型、数量,是否支持打印功能等;
(6)是否自带所需在线设备(如PLC)的驱动程序。
工业HMI选型建议
基于以上指标和性能,本文推荐工业HMI客户使用我们基于TI Sitara系列AM3352/54/59设计的工业级邮票孔核心板——SOM-TL335x-S。
推荐理由:
(1)处理器性能高
核心板基于TI Sitara系列32位AM3352/54/59处理器设计,采用ARM Cortex-A8架构,主频高达800HMz/1GHz。
(2) 显示分辨率高
AM335x支持最大分辨率为2048x2048,并具有3D图形加速器。
图2 AM335x处理器功能框图
(3) 支持多尺寸显示
我们的SOM-TL335x-S核心板支持7英寸LCD显示屏和12.1英寸LVDS显示屏。
图3 7寸液晶显示屏
图4 12.1英寸LVDS显示屏
(4)存储容量大
SOM-TL335x-S核心板支持4/8GByte eMMC或512MByte/1GByte NAND FLASH,并引出SD总线,可外接SD卡。
(5)丰富的通讯端口数量和类型
SOM-TL335x-S核心板引线:
2个千兆网口、2个CAN、6个UART(可扩展为RS232、RS485等)2个SPI、1个GPMC(可与FPGA通信)、2个USB、2.03 I2C等接口。以上接口均在TL335x-EVM-S评估板中介绍,并提供相应的测试demo。客户购买产品后,向客户提供底板PCB、原理图等硬件信息,使客户设计更加方便、快捷。
(六)供应及成本优势
SOM-TL335x-S核心板在主流HMI处理器中具有价格优势,大大降低了客户产品的整体成本,并且芯片供应充足。