Web技术与HMI自动化软件的发展

一 HMI软件的发展历程

    HMI软件正经历着不断的变化。多年以前，操作员界面只是整个自动化中的极小部分，它由按钮、测试灯和LED显示器组成，并通过串口或专有协议连接。10年以前，这个市场主要由基于DOS的界面操纵着。

    随着微软Windows操作系统的发展，人机界面有了翻天覆地的变化。画面显示和数据采集相结合构成了新的自动化软件类型，叫做"HMI-SCADA"。每一个公司努力开发通信程序连接其他厂家的控制器，而整个软件则转移到微软的Windows操作系统平台上。

    今天的HMI软件将传统的操作员界面、过程的可视性、数据的采集和报警以及基于实时生产数据的企业解决方案结合在一起，同时将数据从控制器读出并送往公司的管理系统，然后将管理信息送回到过程硬件。这些软件产品不只是作为人机界面，同时也成为实时信息自动化系统和任何需要实时信息的系统之间的纽带。

    业界的许多技术人员都相信会有更多的变化产生，Web技术将最终改变HMI产品。以前，HMI产品只是文本界面，而将来会是基于Web的非常图形化和交互式的界面。从这一点来看非常类似于以前的HMI，而SCADA的功能（如数据采集、报警等）则与更高层次的商业系统应用融为一体。我们现在使用Web技术不仅作为可视界面，而且用于实际控制。

二 胖客户还是瘦客户?

    Web技术当然会给HMI带来变化，现在的状况是胖客户和瘦客户，两种结构正在融为一体。

    第一个HMI系统基于特殊的显示设备并连接单个控制器或PLC，最终PC机代替了这些专有的显示设备，同时聪明的用户学会了将PC联网，形成客户机/服务器结构。这样，网络化的PC就能够监视PLC网络。这种客户机/服务器结构使用中心PC作为服务器并运行主要的应用程序和数据库，其他的PC作为客户机，运行较少功能的应用程序并分布在工厂中。这种结构叫做胖客户结构。

    与此类似，Web技术也包括了服务器和浏览器。服务器存储信息，当前以页面的形式，今后会以数据库的形式存储。浏览器读取并显示服务器的信息，由于服务器本身不需要一台大型的PC机，一台PLC本身也可以作为Web服务器，所以，一台连接具有Web功能的控制器的浏览器就可以作为操作员界面并显示信息。

    浏览器可以运行于很小的设备上，如Windows CE计算机，这时的浏览器应用就是一个瘦客户。这种形式的HMI在客户端上几乎不需要特定软件，所有的处理包括画面都在服务器上完成。瘦客户最大的好处就是低成本，它只需要很少的硬件，并可以是无盘系统。

    HMI系统的用户和供货商有两种看法，一些人赞扬客户机/服务器结构的分布式并行处理的好处，其他人则偏向于简单应用的瘦客户方案。

    而实际情况是胖客户和瘦客户因人而异、因需而异。要求随意且使用不频繁的用户和需要长时间连续使用的用户要求是不一样的。

    要求连续使用的用户，通常会发现在工厂底层一级使用胖客户端较好，因为他们经常既需要控制同时又需要流程画面的显示。而普通的用户不需要完全的应用，这些用户，如工程师、经理或成本会计，只是有时需要应用监视或诊断系统，而他们的需要通过启动、连接、读取信息就可以完成，在这种情况下，瘦客户上的浏览器形式的结构就可将功能完成得很好。

三 瘦客户端的好处

    将传统的HMI画面转向Web技术的系统，可能会花费时间和金钱，但同时，页面形式的画面可以相当容易地在瘦客户端上运行。如运行于NT4.0上的软件，现在可以在瘦客户上运行，客户机上的小型应用从服务器接受画面命令并将用户输入发送回服务器。

    OPC数据交换技术的一种Web版本现已发布，叫做WebOPC。它作为OPC客户接受信息，并将他们打包成HTML页面。

    瘦客户的结构对用户来说有许多好处，但真正的好处是对移动用户而言的，这是真正的瘦客户方案的独到之处。

    Java瘦客户机允许零客户程序安装，通过Web技术即时发布，将信息通过不同的操作系统和平台传递到企业的各个部分。换句话说，这意味着任何具有浏览器的设备都可以作为过程的可视界面使用。 

    这里有一个很小的例子：假如一个维护工程师在离生产线很远的办公室里从呼机上得到一个报警信息，他可以使用办公室秘书的Windows计算机或一台苹果机来看到问题，对过程反应并确认报警；而如果他此时正和工程小组在一起，他可以使用CAD/UNIX工作站上的Netscape浏览器做同样的事；甚至，如果他是在家里，他可以通过自己孩子的家用电脑联接到Internet上完成工作！

    正因为使用了瘦客户技术，维护工程师才能通过不同的操作平台和计算机实现重要的工作，这一点非常重要！这不需要任何新知识的学习，因为这里的浏览器和其他系统中的浏览器是完全一样的。今天的浏览器已经作为一个通用的GUI工具，并且可能作为首席执行官、维护工程师或8岁大的孩子之间的共同信息界面。

四 两全其美的办法-Intellution® iClient Terminal Server

    Intellution®公司具有HMI/SCADA软件的领先技术，其Intellution® Dynamics家族是第一个组件形式的自动化软件解决方案。它克服了套装软件的局限，提供了目前工业界最强有力的、最完整的自动化解决方案。Intellution® Dynamics家族包括各种高性能的软件组件，可以为HMI、SCADA、Batch、Softlogic、Windows CE、MES、Internet乃至企业历史数据库应用提供一个完整的解决方案。它集成了COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX等最先进的现代软件技术，使所有的应用组件都可以无缝集成到一个系统中去，并且可以很方便地在网络上共享数据。最新的HMI/SCADA iFIX2.5版本增加了对Windows 2000的Terminal Server功能的支持，使得其本身的客户机/服务器的胖客户端结构与浏览器形式的瘦客户解决方案完美地结合在一起。

    Intellution®原有的客户机/服务器体系帮助工厂底层的用户实现方便的远程在线组态功能，易于工程维护和具有高的可扩展性。而现在支持的Terminal Server的与众不同之处在于不仅利用了原有客户机的远程在线组态能力，而且将其扩展到标准的浏览器中，从而通过浏览器来实现所有原来胖客户机可以执行的功能。其技术本质是在Terminal Server一端运行多个胖客户机的拷贝来实现远程Web操作的能力。这是在Intellution®原有的iWebserver瘦客户解决方案之后的又一个基于Web的全方位的用户解决方案。通过这一方案将胖客户和瘦客户的技术加以结合，可以使用户获得最新的技术和最佳的系统性能。