HMI 是 Human Machine Interface 的缩写，“人机接口”，也叫人机界面。人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。接下来我们一起看看 HMI 的庐山真貌：
图1 - 人机界面（数据来源：百度图片） 图 2 - 工业控制 HMI（数据来源：百度图片）
看起来不是一个平板电脑吗？对，外形看起来很像平板电脑，但是它比较厚，并且有很多电脑用的接口，大家在生活中接触最多的 HMI 有两种：一种是取款机，另外一种是汽车中控。
图 3 – ATM 机（数据来源：百度图片） 图 4 – 汽车中控屏（数据来源：蔚来汽车官网）
HMI 有很多种类的接口：
图 5 – 接口说明（数据来源：网络）
举个例子来说，在一座工厂里头，我们要搜集工厂各个区域的温度、湿度以及工厂中机器的状态等等的信息。通过一台主控器监视并记录这些参数，并在一些意外状况发生的时候能够加以处理。这便是一个很典型的 SCADA/HMI 的运用。
一般而言，HMI 系统必须有几项基本的能力：
( 1 ) 实时的资料趋势显示——把撷取的资料立即显示在屏幕上。
( 2 ) 自动记录资料——自动将资料储存至数据库中，以便日后查看。
( 3 ) 历史资料趋势显示——把数据库中的资料作可视化的呈现。
( 4 ) 报表的产生与打印——能把资料转换成报表的格式，并能够打印出来。
( 5 ) 图形接口控制——操作者能够透过图形接口直接控制机台等装置。
( 6 ) 报告的产生与记录——使用者可以定义一些警报产生的条件，比方说温度过度或压力超过临界值，在这样的条件下系统会产生警报，通知作业员处理。
图 6 – HMI 系统（数据来源：电子发烧友）
二、HMI 人机界面的产品组成 & 分类
1. HMI 人机界面产品由 2 大部分组成，硬件和软件。
HMI 硬件部分有 5 大模块，包括：处理器（如 CPU）、显示单元（如显示器）、输入单元（如鼠标、键盘）、通讯接口（如网卡）、数据存贮单元（如硬盘）等，其中处理器的性能决定了 HMI 产品的性能高低，是 HMI 的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用 8 位、16 位、32 位的处理器。
图 7 – HMI 产品的组成及工作原理（数据来源：搜狐）
HMI 软件部分包括 2 部分，即运行于 HMI 硬件中的系统软件和运行于 PC 机 Windows 操作系统下的画面组态软件。使用者都必须先使用 HMI 的画面组态软件制作“工程文件”，再通过 PC 机和 HMI 产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件”下载到 HMI 的处理器中运行。系统软件就像 PC 电脑的 Windows 系统一样，有自身硬件运作正常的系统，比如华为的鸿蒙 OS 系统，而画面组态软件就像是 Windows 里面的 Word 软件，教法上不一样而已，一般情况下画面组态软件只有一个，并不能像 Windows 那样装很多种类型软件，而 HMI 固定是装一种，我们称之为“工程”。当然有一些 HMI 应用，比如汽车中控 HMI，就像平板电脑一样，功能和软件都很丰富，因为它需要满足消费者需求；而只运行一个软件的 HMI 多用在工业机器上以减少 HMI 资源消耗，还能保证整个 HMI 的稳定性。
2. HMI 分类，大概可以分三种：
( 1 ) 薄膜键输入的 HMI，显示尺寸小于 5.7 寸,画面组态软件免费，属于初级产品。
( 2 ) 触摸屏输入的 HMI，显示尺寸为 5.7寸~12.1 寸，画面组态软件免费，属于中级产品。
( 3 ) 基于平板 PC 计算机的、具备多种通讯接口、高性能的 HMI，显示尺寸大于 10.4 寸，画面组态软件收费，属于高端产品。
三、HMI人机界面产品的基本功能
( 1 ) 设备工作状态显示；
( 2 ) 数据、文字输入操作，打印输出；
( 3 ) 生产配方存储，设备生产数据记录；
( 4 ) 简单的逻辑和数值运算;
( 5 ) 可连接多种工业控制设备组网。
图 8 - HMI（数据来源：电子发烧友）
四、谁在做 HMI ？
让我们看看都有哪些企业在专注做 HMI：
1. 普洛菲斯
图 9 - SP5000 Series（数据来源：Pro-face 官网）
普洛菲斯，以其创新的科技理念和领先的技术意识为全球客户提供可编程人机界面、工业平板式计算机、图形逻辑控制和工业信息终端等产品，帮助广大用户提高整体生产、经营效率。Pro-face 这一品牌也在全球范围占主导地位，成为全球 HMI 行业领袖，在亚洲、美洲、欧洲都占有极高的市场占有率。
2. 威纶通
图 10 – TK6071iQ（数据来源：威纶通官网）
威纶通是集研发、生产、制造、销售于一体的金牌人机界面供应商，基于先进的人机沟通技巧和品牌化发展理论，在生产自动化、过程自动化领域提供多种选择的优质人机界面产品、解决方案及服务。WEINVIEW 品牌专注于中国 HMI 市场，已广泛应用于机械、纺织、电气、包装等行业。
3. HITECH 海泰克
图 11 - HITECH PWS5610T-S（数据来源：BEIJER 官网）
HITECH 在中国大陆被称为海泰克，积极投入应用于工业自动化领域的人机界面 ( HMI ) 研发工作，是台湾第一家将嵌入式系统技术结合 LCD 模组，自行研发出工业级 HMI 产品的厂商，其已经被瑞典贝尔收购，归入贝尔旗下。目前在国内市场占有率比较高，但已经呈现下降趋势。
4. BEIJER 贝尔
图 12 - X2 pro 21（数据来源：BRIJER 官网）
来自瑞典的 BEIJER 电子集团，欧洲第一人机品牌，全系列人机采用铝镁合金外壳设计，纤薄抗干扰能力强，64KTFT 真彩显示，画面靓丽清晰，内嵌 WinCE 操作系统，功能强大，可靠性高，前面板防护等级为 IP66，通过 UL\DNV\RoHS 等多种认证。
5. 三菱电机
图 13 - GOT2000 系列（数据来源：三菱中国官网）
三菱电机自动化包括可编程控制器、触摸屏、变频调速器、交流伺服系统、数控系统等。目前其 PLC 有 Q 系列 ( 中型 )、FX 系列 ( 小型 )、L 系列 ( 中大型 )，HMI 有 GT10 系列、GT15 系列、GT11 系列、GOT-F900、GOT1000 这几个系列，三菱 FX 系列小型 PLC 进入国内早，目前三菱的 HMI 基本都是与三菱的 PLC 配套。
6. 西门子
图 14 - 工业平板显示（数据来源：西门子中国官网）
西门子股份公司是世界最大的机电类公司之一，在制造自动化、过程自动化及楼宇电气安装领域提供产品、系统、应用和服务。西门子 S7-200 产品在产业机械上的使用非常广泛，其 HMI 基本都是与自己的 PLC 做配套，近几年其 HMI 被其他品牌抢占了大部分；近期西门子推出 SMART 系列经济型 HMI，是使用重点。
7. 施耐德
图 15 - Magelis GTU（数据来源：施耐德官网）
施耐德电气从事钢铁工业、重型机械工业、轮船建造业；施耐德作为一个综合性的集团公司，其在国内市场的知名度、市占率都非常高。
在控制类产品方面，其中大型 PLC 使用非常广泛，施耐德在触摸屏方面有模块化触摸屏终端、工业触摸显示器、触摸屏图形终端系列、Magelis XBTGK 系列、Magelis XBTGT 系列、Magelis XBGTW 系列、Magelis XBTXBTN,R,RT 系列等。
8. 台达
图 16 - DOP 100 系列（数据来源：台达官网）
台达初期专注于电子元器件、电源研发生产，台达机电产品包括：PLC、HMI、变频器、伺服、温控器、编码器、计数器、开关电源、直流马达等产品，目前在国内市场占有率很高。
参考资料：
[1]百度百科《 HMI》：https://baike.baidu.com/item/HMI
[2] 知乎《5G 路上你了解 HMI 了吗》：https://www.zhihu.com/search?type=content&q=HMI
[3] 电子发烧友《人机界面HMI的8大知识点汇总》: http://www.elecfans.com/kongzhijishu/renjijiemian/646030.html
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