2022 年最佳操作面板評級

操作員面板（也稱為“操作員面板”或“HMI 設備”）是一種特殊的串行或批量生產的計算設備，它被實現為使用人機界面來控制的工業控制器（而非計算機）單獨的自動化流程或設備。它既可以用於生產，也可以用於家庭需求（例如，智能家居控制）。

設計特點

HMI 設備通常是具有帶有控件或顯示器的平坦正面的設計。通常，該元素受到保護免受外部環境的負面影響或機械損壞（保護膜、抗衝擊外牆等）。面板本身沒有太多深度，因此可以將其放置在大型工業操作員控制台和家庭牆壁或受控設備的某些表面上。

面板的內部結構大體上與工控機的設備類似，只是操作條件和專業化方向不同。

典型的面板包括：

• 信息的視覺輸出方式：現代模型具有觸摸圖形或文本屏幕；過去，使用各種電子顯示器和指示器，甚至更早的時候，這個功能是由一組燈或LED來完成的。流行的高峰落在了配備液晶顯示器的機型上。
• 負責瀏覽可用功能的技術輸入和數據選擇工具：獨立按鈕、全鍵盤、觸摸屏。也可以使用操縱桿或其他操縱器（從鼠標到軌跡球）。
• 用於在面板和受控設備之間接收/傳輸輸入/接收數據的連接接口。這包括任何網絡設備 - 從有線網絡到調製解調器（例如 RS485、RS232、以太網、RS422）。
• 附加設備：用於存儲操作系統的驅動器、軟件、易失性隨機存取存儲器、非易失性只讀存儲設備（硬盤或閃存）。

主要功能

操作面板提供以下功能：

• 受控過程（或對象）及其當前參數的可視化表示，以文本或圖形的形式；
• 處理和管理警報/通知，記錄其發生的時間和日期；
• 通過觸摸屏或功能按鈕輸入工藝參數和直接控制；
• 與外圍設備或系統的數據傳輸；
• 為受控設備的操作選擇可下載的場景以及對其進行編輯的能力；
• 以對未經授權的人的行為施加限制的形式對用戶權限進行系統管理（例如，禁止在未輸入密碼的情況下通過智能家居中可用的電視接收器顯示“成人頻道”）；
• 顯示趨勢和統計圖表，顯示受控設備運行的匯總報告（“使用歷史”）；
• 歸檔累積數據（工業流程更需要）；
• 按計劃執行之前設定的命令（例如，在某個時間開啟自動地暖）；
• 打印所選信息。

如果面板處於文本模式，則所有進程都顯示為字符數據。對於圖形模式，通過圖標或助記圖進行可視化。由此可以看出，後一種方式最為直觀、方便，因此第一種（文字）通常用於不需要用戶永久密切監控的小型自動化系統（包括統一的報警系統和鎖定鎖在私人住宅的所有門上）。

與受管設備的交互

通常，自動化系統中的操作面板本身並不獨立控制受控元件，而僅執行發出命令的功能。為了獲取正在進行的過程的數據，它們與直接安裝在通過網絡執行特定過程的設備（例如，SCADA 系統）上的控制器交換數據。

為了清楚起見，值得舉一個例子：從“智能家居”的公共控制面板發送一個命令，在指定的時間打開地暖。該命令由安裝在地闆對流器中的控制器接收，並在適當的時間執行該命令，包括加熱“從屬”設備中的加熱元件。

因此，可以有一個操作面板，但可以連接多個控制器。但是，所有這些設備不一定必須是同一型號或同一品牌。因此，HMI 設備負責啟動/停止受控系統、選擇其操作模式、進入新的操作場景、實時監控過程進度、顯示當前過程數據並記錄它們。

也可以使用“控制器-面板”系統，其中控制器被賦予更廣泛的權力，並且從屬於它的設備無需來自面板的命令或操作員的參與。在工業系統中，當多個HMI設備可以從屬於具有擴展訪問權限的主控制面板時，可以使用多級控制鏈。這通常在生產中使用所謂的工業以太網網絡完成。在家庭層面，幾乎從未發現多級系統。

現有類型的 HMI 設備

對於家庭使用，通常使用兩種類型的此類設備：

• 圖形、文本圖形和按鈕 - 它們的重點是主要管理功能，而不是流程的可視化。預算模型通常配備單色屏幕。使用按鍵輸入數據（這對於危險行業來說很方便，當操作員必須戴手套工作時。在家庭層面，這個因素顯然是不必要的）。儘管這種類型的操作面板看起來很簡單，但它們在控制功能較小的房屋以及倉庫、水處理系統、公寓樓的鍋爐控制系統的需求中使用起來很方便，這也將是相關的用於泵站。
• 觸碰 - 在這些設備中，為必要的技術任務對控件和圖形進行編程要方便得多。現代觸控面板能夠產生高清分辨率的逼真圖像。

硬件

HMI 設備的硬件架構類似於標準個人計算機，只是在大多數情況下使用閃存而不是硬盤（由於後者的尺寸）。標準硬件解決方案包括：

• 32 位風險處理器；
• RAM SDRAM（不是強大容量）；
• Flash-EEPROM存儲器（內置），存儲操作系統和累積的用戶信息；
• 用於連接外部設備的各種擴展端口和接口。

根據硬件複雜程度，HMI設備可以分為以下等級（從最差到最好）：

• 按鈕面板——由物理按鈕控制，信息顯示在指示燈或液晶屏幕上。
• 文本顯示 - 是一個面板，以助記圖或文本的形式直觀地顯示信息。程序本身可以直接在面板中執行，也可以直接傳輸到所需的控制器。
• 圖形面板與上一個相同，只是將文字和助記圖替換為繪製的圖標；
• 觸控面板 - 具有觸控式顯示屏，可通過該顯示屏輸入數據並同時顯示信息；
• 工業計算機 - 最類似於現代服務器，但通常它具有專用接口並永久連接到工業網絡。它的身體通常受到保護，免受有害影響。

軟件

標準操作面板軟件包括：

• 對外部重新編程開放的操作系統 - 作為選項，它是 Linux、Windows CE、iOS 或 Android；
• 上述操作系統的可能替代品可能是來自製造商的固件（所謂的“專有操作系統”或固件）；
• 用於開發可視化項目、場景、任務計劃的軟件。

主要特徵

操作面板最重要的功能將是：

• 顯示尺寸和外觀 - 尺寸可以從適度的 128x128 dpi 到令人印象深刻的 1024x768（甚至更多）。它顯示的顏色數量可以從2（單色）到1600萬（24位）計算。這些參數顯著影響可用性。
• 控制組織 - 可以使用透明觸摸顯示器（電容或電阻），再加上放置在前面的物理按鈕或操縱器。也可以使用完全觸摸屏，從那裡直接進行控制。然而，沒有完全的觸摸屏——製造商總是在外殼中為所有過程構建一個物理緊急停止按鈕。
• 使用的內置網絡接口和通信協議的數量 - 它們的數量將取決於已安裝操作系統的功能。這裡的標準可以是 Profibus DP、工業以太網或 Modbus RTU/TCP。
• 既定的防護等級 - 前部為歐洲標準 IP65，其餘部分為 IP20。但是，有些樣品的所有部件都根據 IP67 標准進行了保護——這可能是由於安裝困難。
• 集成閃存的響應能力和處理器的速度——這些特性會影響處理和傳輸數據的速度。
• 傳感器中使用的矩陣類型 - 此參數將決定屏幕上光標的準確性、按下的靈敏度和對它的響應時間。

熱門製造商的產品概述

西門子

該品牌提供範圍廣泛的產品。奇怪的是，該公司專門生產 BASIC 系列中最簡單的預算設備，專為簡單的可視化而設計。更複雜的樣本包括“舒適”系列。

簡單的按鈕設備可節省大約 60% 的安裝和連接時間。同時，它們並非在所有國家都被認證為計算機控制設備。但“舒適”系列到處都有完全認可的國際證書。

在每個型號範圍內都有有線和無線樣品。然而，西門子更專注於生產用於惡劣工業環境的設備。

歐尼

可提供觸摸屏和文本顯示的樣品。所有設備都配備了自己的軟件——“ONI-VisualStudio”。它可以輕鬆地可視化給定的過程，同時使用高質量的視覺圖形、動畫元素。您還可以將公司預先創建的腳本、宏和時間表用於最常見的流程。該品牌產品的一個特點可以說是它還生產OEM系列的無框型號，易於直接集成到受控設備的牆壁或面板中。然而，傳統的塑料和金屬在所有生產線中都得到了同等的使用。

威蘭德

一個擁有 100 多年曆史的著名德國品牌 - 它從生產繼電器、端子、電氣開關開始。他的傑出之處在於，他在 2018 年推出了一系列可在 +60 至 -10 攝氏度的擴展溫度範圍內工作的觸摸感應操作面板。以前，人們認為無法達到感官樣品的這些限制。幾乎所有型號都配備了符合 IP66 標準的增強防護等級。任何面板不僅可以通過在屏幕上顯示信息，還可以通過電子郵件和短信通知工藝過程的狀態。整個模型系列的特點是“多語言” - 幾乎所有面板都與其他製造商兼容。這是通過與 40 多個生產類似產品的其他品牌達成合作協議來實現的。

2022 年最佳操作面板評級

第 5 名：歐姆龍 NT2S

這是可以編程的最小和最簡單的 HMI 設備型號之一。配備四行液晶屏和六個功能鍵。外殼防護等級為 IP65。在附加功能中，實現了實時時鐘和連接打印機的能力。該樣品的安裝深度很小，這使得將操作面板集成到幾乎任何表面上都非常容易。

• 經濟解決方案；
• 緊湊的尺寸；
• 加強身體保護。

• 功能少。

第4名：歐姆龍NT31

帶有彩色四行顯示屏的可編程終端。它有一個用於連接打印機的並行端口，以及一個用於連接前幾代筆記本電腦（即 Macintosh 的手持設備）的端口。為了便於從觸摸屏讀取信息，該設備具有內置 LED 背光，設計用於至少五萬小時的操作。該套件帶有滿足標準需求的專有軟件。

• 可定制的功能鍵；
• 能夠連接外部設備；
• 自己的軟件。

• 安裝深度大。

第三名：SIMATIC BASIC PANEL KTP700

一種結合了按鈕和触摸控制的組合設備。它有一個七英寸的屏幕，色彩還原度更高（六萬五千色）。在 Windows CE 操作系統上運行，並且包含免費和開源的本機軟件，允許您對設備進行編程以控制幾乎任何進程。

• 定制的軟件;
• 延長保修;
• 增強的色彩再現。

• 用於高色彩顯示的小顯示器。

第二名：SIMATIC COMFORT PANEL KP700

具有寬屏全觸摸顯示屏的多功能設備。提供一千六百萬種顏色的輸出。僅隨最新版本的 Windows CE 一起提供。該控制使用與許多第三方控制器兼容的標準 PROFINET 和 MPI/PROFIBUS DP 接口。該軟件是開源的。該設備有自己的 12 MB 閃存。

• 自帶閃存；
• 高分辨率觸摸屏；
• 可編輯軟件；
• 改進的硬件兼容性；
• 適用於最新版本的 Windows CE；
• 目前的價格/質量比。

• 未找到。

第一名：Weintek eMT3150A

功能強大的 HMI 設備，具有大顯示屏（15 英寸）和出色的 24 位圖形色彩再現。外殼根據 IP66 等級受到全方位保護。該型號有多個用於連接外部設備的並行端口，以及一個 USB 端口。能夠無線傳輸數據。功能性工作溫度 - +60 至 -20 攝氏度。此外，內置 Samos Pro Compact 緊急安全控制器。

• 用戶可更換軟件；
• 改進的觸摸顯示；
• 額外的安全控制器。

• 高價。

而不是尾聲

由於所描述的設備在技術上複雜且昂貴，因此節省價格的唯一方法是直接從製造商處訂購。但是，在這種情況下，值得記住的是，進口到俄羅斯聯邦境內的計算設備必須經過強制性認證。幸運的是，幾乎不可能找到沒有俄羅斯聯邦認可的國際證書的操作面板（亞洲樣品除外）。因此，通過互聯網訂購的成本將與零售價格有很大不同。與此同時，實踐表明，俄羅斯公司在安排智能家居時的估算中包含相同設備的價格，至少會被誇大 25%。