制造业的成本控制与机器控制一样重要。因此，对成本特别敏感的制造商，在考虑是否投资新的自动化和控制技术时可能会犹豫。对人机界面(HMI)硬件进行升级也不例外。

　　供应商和用户一般认为标准HMI应该包括经久耐用的触摸屏面板，以及用于控制的CPU、以及用于特定功能(例如安全急停)的按钮和按键。根据机器功能，可能还包括为提高塑料加工、包装和机床等特定行业效率而布置在面板周围的发光按钮。

图1：多点触控面板使用户能够通过3D HMI软件进行缩放、切换和导航控制

　　生产制造商和自动化公司在究竟是实施单点触控面板还是多点触控技术更合乎逻辑上面，经常无法达成一致。可用于工业的多点触控面板已经上市多年，可以为运营人员提供更多的功能，包括使用3D HMI软件进行缩放、切换和导航控制的功能。

　　虽然“新”通常意味着价格更高，但HMI硬件并不总是如此。根据制造商需求的不同，如果将屏幕尺寸、建造费用和处理器性能等因素考虑进去，多点触控面板通常比单点触控面板更便宜。

　　多点触控面板操作不会很快过时，从而可以降低成本。可以部署支持多点触控的面板，但在运行时使用单点触控模式，这样未来就可以将其升级到更新的多点触控软件。由于不需要对硬件进行额外的升级，因此如果需要将已部署的HMI系统升级为多点触控软件，相对来讲比较容易。

　　为何要升级HMI硬件?

　　多点触控面板可以为机器运行人员提供功能改进和效率提升，包括：

　　●能够直观地找到重要设备的状态通知;

　　●快速切换浏览多个菜单屏幕;

　　●跨越机器线的图形表示;

　　●附加安全功能，如双手或双指触摸，以激活某些运行模式。

　　类似的界面功能在智能手机和平板电脑上已经应用多年。随着多点触控软件以及智能手机和平板电脑功能、机器控制、可视化方面的进步，应用程序也可在支持HTML5的移动HMI软件上使用。HTML5允许HMI屏幕自动转换为平板电脑或智能手机尺寸。以前，如果想要在不同尺寸设备上显示，需要重新对画面进行编程。

　　使用基于网页的HMI屏幕，在机器上显示的HMI可以在移动设备上显示。在工业应用中，越来越多地使用多点触控面板，意味着一般用于检查工作电子邮件或一般商业目的的移动设备，可以在机器监视和控制方面提供更多的功能。

　　多年来，多点触控功能的面板和软件包已被证明与传统的HMI系统一样可靠，在生产车间监视领域正在获得更高的市场份额。

　　高质量的工业显示器，其生命周期可以长达十年或更长。为了短期利益，选择单点触控面板而不是多点触控面板，未来可能会给用户带来很多不便。多点触控和基于网页的HMI软件的进一步发展，可能会让决定是沿用现有功能较少的系统，或者升级仍然正常工作的单点触控面板时，带来一定的困惑。更好的策略是部署多点触控面板，并将其设置为单点触控模式，直到应用程序需要HMI的全部功能为止。

　　图2：HMI为满足行业应用而进行配置，例如集成工业PC、加固、冲洗、戴手套或日光可见性需求

　　平板电脑和计算能力

　　另一个趋势是减少整体设备和机器的占地面积。重要的是需要考虑，是否确实有必要安装节省空间的平板电脑，以便取消控制柜中独立的工业计算机(IPC)。

　　选择多点触控平板电脑可能是正确的策略，但它可能不适合所有应用。平板电脑应具备足够的处理能力、随机存取存储器(RAM)和板载诊断工具，以便为应用提供适当的性能。

　　无源多点触控面板和独立IPC装置的优点是，即使IPC升级到更强大的型号，面板也可以使用多年。如果无源面板损坏，更换过程也比较容易。无源面板以及带有集成CPU的平板电脑，可以是安装在臂或杆上的全封闭装置，因此无需在单独的HMI外壳中开孔。

　　减少面板布线的策略是使用单电缆连接技术。使用简单、低成本的硬件适配器，IPC可以向100米外的面板发送数字视频接口信号、USB 2.0信号并提供电源。这样可以在生产现场节省更多空间，同时还可以为将来HMI硬件的升级提供一定的灵活性。

　　图3：触摸屏可以消除某些HMI应用程序中对单独键盘的需求。如果将屏幕尺寸、建造和处理器性能考虑进去时，多点触控面板通常比单点触控面板更便宜。

　　集成HMI系统的安全性

　　基于PC的开放式平台是集成HMI的理想选择。基于PC的控制器可以像PLC和运动控制项目一样轻松运行HMI软件。考虑垂直通信，IPC和平板电脑非常适合开放平台通信统一架构(OPC UA)通信。这为云和边缘计算方案构建了安全和加密的数据传输。

　　系统安全通常在软件和网络中实现，但新的HMI硬件可以防止未经授权的现场应用和错误。例如，使用安装在员工门禁卡或钥匙卡中的射频识别(RFID)芯片。配置RFID阅读器的HMI，可以根据工作职责授权用户的访问权限。

　　因此，员工只能通过HMI使用部分机器功能，具体取决于他们的岗位和职责。作为一种更高效、更有效的安全守卫， RFID不需要手动输入用户名和密码。

　　选择多点触控HMI硬件，并确保平板电脑能够长期提供足够的处理能力，是一种明智的策略。部署标准化多点触控面板，可以让工厂为未来的发展进步做好准备。