工业人机界面Human Machine Interface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面以特殊设计的计算机系统32位RISC CPU芯片为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。
ＨＭＩ的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印；此外，新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。
HMI在PLC工控系统上的应用
下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。
HMI与PLC之间的通讯
当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过串口以Direct Link（直接连接）方式进行通讯。在该方式下，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，因此无须编制通讯程序，只要指定所用PLC类型即通讯协议，运行时便可实现通讯。因此大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接指定控制部件与其对应PLC的输入输出（Ｉ／Ｏ）、寄存器（Ｒ）、中间寄存器（Ｍ）的地址，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。同时通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。
HMI监控主面
整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。在每一个子画面中可通过 上一页 、 下一页 功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过 主画面 功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示，在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。显控公司的HMI编程软件SamDraw3.2提供了丰富的控制部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件等等，实现上述功能只要根据需要选择相应的控制部件，定义好其属性即可。SamDraw3.2采用监控软件通用模式，所有控制部件的属性通过组态形式完成，以实现相应控制功能。使用SamDraw3.2内附的图库及作图工具来构造生产现场的模拟画面，简便易行。内容丰富的作图工具库，使得画面生动、丰富多彩。 而且SamDraw3.2还支持图片上传以及自定义图库功能，用户可以很方便的将本地图片生成为图库或控件，在以后的组态过程中可以很方便的调用。
此外，充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代，这样做减少硬件设备，简化了现场设备间的接线，更重要的是给设计和调试带来诸多方便。
HMI参数设置功能
主控系统中有多达近百个参数需要设置，根据控制功能将其分为联锁、横切、横掰、速度、掰边、纵掰及设备参数组，使整个系统的结构更加合理。同时利用HMI触摸操作的特性使参数设置变得极为直观和简便。在参数设定时，点击数字输入控件自动弹出系统的数字键盘进行操作。每个参数在部件属性中定义并分配了相应的PLC地址，当确认后输入的数据将存入PLC指定的地址中。操作完成后，按动ENT键，可消去数字键盘同时完成数字输入。此种设计模式可最大化地利用画面的有效面积。同时每个参数都设有上下限限制，当输入数值超限时，系统将拒绝接受并且不能退出键盘，待输入正确后方可退出。此外对重要的系统设备参数组，为安全起见，可以对参数设置画面设置访问权限，赋予操作人员不同的操作权限，增加系统的安全性。
HMI报警功能
在系统报警设计时，将故障信息在报警编辑器中编辑好，并在报警记录子画面中设置报警记录显示部件用于故障信息显示。系统运行发生故障时，HMI根据PLC传送的故障信号，将报警编辑器中对应的故障信息在报警记录子画面显示出来。同时监控主画面上的“故障”信号灯将闪烁，声响报警。此时操作人员可进入报警记录子画面，根据故障信息查找原因，及时处理。
工业用户界面从手机和MP3播放器等面向用户的产品的高端三维图形处理和基于图标的导航和控制功能中获得灵感，从而创造了友好且直观的用户界面。潮流制定者人机界面方案将支持该理念，充分内置最新的图形处理和功能，提供精心设计的直观用户界面，该界面基于被广泛使用的灵活的现代软件技术和真正开放式平台构架。
图形用户界面不一定要使用高级图形解决方案。简洁和一致往往胜过复杂而过于艺术的解决方案。但是，设计流程常常获益于图形设计者和应用工程师的合作。
人机界面的最新趋势是什么？当你在市场上搜寻新的人机界面解决方案时，你应该注意些什么？本白皮书的目的就是概述在由软件推动的工业人机界面解决方案方面的最新的关键性趋势。
趋势1：人机界面成为用户体验的不可分割的一部分
用户界面的重要性在过去的数年中已经越来越明显。以苹果公司的图形界面产品iPod或iPhone为例，它们揭示了直观诱人的用户界面是如何彻底改变人们对特殊产品种类的看法的。
苹果公司产品和其他面向用户的商品的成功展示了产品、图形和环境间相同的视觉和触觉效果是如何为品牌认知和一贯用户体验做出贡献的。
很多工业公司已做出了同样的结论，并开始密切注意它们产品的用户界面的质量。在很多方面人机界面是机器或流程的前沿。在人机界面里内置更高级的功能和互动，用户界面就能更好地反映对该机器或流程的真实体验。通过增加合适的视觉和触觉效果，明日成功的人机界面将把人机界面解决方案的概念从仅仅是一个功能性附件提升到是用户体验的不可分割的一部分。
设计特色将包括使用可以扩展到任何尺寸而不损坏图像品质的WPF物品，和使用从互联网上发现或购买的.Net物品。模板和对象样式的使用可以帮助以有效的方式确保持续且可重复使用的设计。将包括Windows媒体对象在内的所有功能对象内置在所需的屏幕设计中可以进一步增强用户的积极体验。
除了机器制造者可以获得相对优势，对于终端用户来说，投资于开发和精心设计直观用户界面也有着众多的益处。明日直观的人机界面解决方案的价值增益体现在使用方便、高效率、高生产率、完成任务的时间减少、用户满意度增加、系统性能更稳定和用户错误更少上面。
人机界面解决方案从手机、MP3播放器等面向用户的产品的先进图形处理中获取灵感，从而创造了友好且直观的用户界面
趋势2：基于现代最佳软件技术的革新
人机界面的演变是由基于高质量高性能面板硬件的持续发展的软件推动的。在今天，面板硬件被视为是人机界面软件平台的载体，通过它，OEM设计工程师可以为公司产品增加一系列的功能和设计特征，从而使产品增值。软件平台因而是人机界面解决方案的重要元素。
人机界面软件的开发费用高昂且复杂，创新性人机界面制造商需要将他们的软件平台建立在例如.Net技术的现代化且使用广泛的技术上，从而可以接入范围广泛的工具和功能。
