最新一代的 HMI 屏幕将传统产品的优势与现代开源硬件、软件和网络技术相结合，以应对传统产品所面临的挑战。
操作员人机界面屏幕设备是工业自动化中的关键组件，但许多产品存在缺陷和实施障碍。通过集成耐用性和易用性等新特性，操作员界面设备可应用于工业边缘及其他关键场景，将经典HMI的优势与现代商业技术相结合。
允许操作员与自动化系统交互的电子设备统称为人机界面（HMI）。有时，基于非个人计算机（PC）计算平台的专用设备可能被称为操作员界面终端（OIT）。将HMI和OIT集成到自动化系统中至关重要。它们比简单面板设备提供更多的界面选项，且若需更改，通常可通过重新配置或重新编程以更低成本实现。
然而，一些新增的操作界面功能仍存在某些缺点，使得HMI成本过高且难以维护。为解决这些问题，最新一代HMI产品在设计时融入了过往经验，并采用了最新的商业技术。
01. 传统HMI屏幕面临的挑战
第一代HMI和操作界面终端主要专注于让用户能够启动和停止设备、理解系统运行状态并进行适当调整。
报警和事件日志、历史数据及趋势显示等功能随后逐步添加。HMI屏幕和操作界面终端的配置可复制和保存，若旧设备损坏或故障，可快速部署新设备。改进的网络能力，特别是以太网和Wi-Fi，意味着HMI屏幕无需物理安装在机器附近。可在现场安装多个HMI屏幕，以在控制室、机器和办公室提供界面。
这些HMI屏幕和操作员界面终端相较于硬接线面板设备具有诸多优势，但也存在一些缺点。
挑战包括：
- 专有硬件和软件的限制。
- 更高的初始成本。
- 持续的支持和维护成本。
- 许可的复杂性和成本。
- 需要大量工程师和操作员培训。
- 需要努力整合多个平台。
- 技术滞后。
专用操作员界面终端可能采用专有硬件和软件（见图1）。制造商提供这些设备以在相对独立的空间内提供足够的控制系统接口。由于它们专为工业市场设计，无法享受消费电子产品带来的规模经济效益，因此在价格/性能方面缺乏竞争力。然而，它们通常能够承受严苛的工业环境，并提供实用且易于维护的解决方案。
图1：操作员界面终端通常用于专有和封闭系统，正迅速被更开放的系统取代。
随着更先进的基于PC的HMI屏幕的引入，硬件被视为比先前解决方案更具价值，为用户提供灵活性和连接性。然而，它也带来了持续维护和支持要求增加的缺点。
如今，用户期望设备外观时尚、频繁免费更新，并不断改进设备操作系统和应用程序（图2）。
图2：先进消费电子产品的普及推动终端用户对丰富直观的人机界面提出更高要求，并期望在所有设备类型上实现便捷的移动访问。然而，与规模更大且更具创新性的消费电子市场相比，工业市场在创新方面略显滞后，且相对保守，更不用说与处于技术前沿的个人电子市场相比了。
02. 最新的人机界面技术
最新一代的人机界面屏幕产品通过整合经过验证的商业技术，同时包含并发扬前几代人机界面屏幕和操作员界面终端的最佳特性，解决了上述不足。
其优势包括。
开源：理想情况下，现代HMI应结合传统操作界面终端的可靠性和易用性，以及基于PC的HMI的功能性和价值。这种结合在硬件平台基于实时开源操作系统（如Linux）时成为可能，且无需额外采购或授权费用。其小型化设计、热插拔组件、本地LED指示灯及其他实用触控功能，使平台更适合现场应用。经过精心设计，即使在严苛的工业环境中也能实现PC级性能，硬件运行效果如同在家中使用。
经济实惠的配置：虽然支持定制，但并非必要，因为现代HMI硬件已内置标准功能以满足大多数需求。基于PC的HMI配置软件价格合理，且无限制性许可费用。最终用户可专注于将HMI部署到最合适的位置，无需担心标签数量或运行时间的限制。
Web和云连接：当用户利用Web和云连接时，现代HMI可实现更多功能。数据可安全地在数据库和系统之间共享，HMI屏幕可视化可扩展至任何授权的网页浏览器设备。
移动设备：移动性是现代 HMI 屏幕的另一关键组件。一旦基础设备安装并配置完成，任何移动设备均可安全连接并成为另一个 HMI 屏幕，为工程师和运营人员提供更大的灵活性。
设计师可更专注于 HMI 屏幕内容与用户体验的设计，同时减轻底层平台的成本与复杂性。最新一代HMI将传统产品的优势与现代开源硬件、软件及网络技术相结合，以应对传统产品带来的挑战。
由于这些最新HMI屏幕可轻松无缝地网络化并部署到任何典型移动设备，终端用户发现当前技术正以可承受的价格满足其需求。