人机界面在工业自动化现场的位置分析

　　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。人机界面（Human–Machine Interaction，简称HMI），是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。

　　在工业自动化控制现场，我们可以分为现场采集层、现场控制层、本地操作层、中心管理层，同时，层间都有网络进行连接。

　　下面，对控制现场各层进行由下到上的逐层分析：

　　现场采集层：主要是传感器、执行器等现场设备组成，带有总线通讯模块。

　　现场总线：现场设备通过现场总线，比如CAN、LonWork、ProfiBus等总线，和控制器相连；

　　现场控制层：通过逻辑控制器比如PLC、PAC等，可以通过现场总线监控设备，同时，也可以通过I/O信号，实现传统的分布式控制。

　　本地网络：可以是现场总线，比如CAN总线或者PROFIBUS总线，同时，也可以是各种设备厂家支持的其他通讯网络，比如MPI网络、其他工业现场使用的局域网等。是控制器的信息传递给操作控制平台的通道。

　　本地操作层：现场监视的工业计算机，通过各种组态软件进行各种数据采集、显示、存储，也可以对下面的控制器进行控制和设置。由于现在的控制器支持多种通讯方式，所以，本层可以大量使用运行组态工程的人机界面产品，监视运行、控制、数据上传等。同时，可以使用便携式调试设备进行控制器和人机界面产品的实时维护。比如，使用西门子的TP270HMI产品进行系统监视、控制，使用西门子便携式编码器PG产品或者装有西门子HMI软件和STEP7系列控制器PLC编程软件的笔记本，进行TP270HMI组态工程的维护和修改，同时，可以修改PLC控制器的逻辑命令，监视控制器的运行状况。

　　管理网络：可以是以太网，甚至因特网，比如厂域网、802.11G的无线网络、MODEME网络、GPRS网络等。主要负责大量现场数据上传和远程管理。

　　中心控制层：由工业计算机，或者高端的人机界面组成的硬件平台，运行管控一体化的工业组态软件，对工业现场的大量数据进行统计、计算、存储，并形成报表，同时负责远程监视、调度、管理。

　　通过分析，人机界面处于现在的管控一体化现场的位置，连接现场总线，完成总线逻辑控制系统上层的现场操作和管理，同时，负责将现场数据汇总后，将中心管理层关心的数据上传。所以，硬件通讯接口丰富，软件具有多种通讯处理功能，成为人机界面系统的重要特点之一。