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人机界面的定义

从本质上讲，HMI 是一个允许人类与机器和工业流程交互、监视和控制的界面。它们通常包含视觉显示器（尽管并非总是）以及操作员输入命令的机制。HMI 可以是内置于特定机器中的屏幕，也可以是使用移动设备或浏览器访问的软件。

当然，这是一个非常高级的定义，因为 HMI 的功能和实现可能存在很大差异。但这对于这篇博文的目的来说已经足够了。

HMI面板的实现

当谈到监控 HMI 时，了解您正在处理的 HMI 是如何实现的非常重要。这将帮助您找出需要监控的内容。但在我们深入讨论之前，有必要先定义一下 HMI 面板。

虽然 HMI 面板可以是虚拟的，但它们通常是物理面板。物理 HMI 面板分为三种类型： 

• Web 面板– HMI 基于 Web，面板仅提供显示（请参阅下面基于 Web 的配置）

• 触摸面板– HMI 面板显示机器数据并仅向连接的 PLC（可编程逻辑控制器）提供输入数据

• 智能触摸面板– 面板本身包含控制逻辑和远程 I/O，用于更改受控机器的状态。

以下是配置 HMI 面板的常见方法：

基于Web的配置

在这种情况下，生成可视化并包含逻辑的 HMI 软件并不在 Web 面板本身上运行，而是通过 Web 浏览器访问。连接到机器或控制器的硬件面板没有本地运行的逻辑；相反，他们通过浏览器链接访问 HMI 软件并简单地显示可视化和界面。

我们示例控制柜上的 HMI 就是一个很好的例子。该面板本身是一个Wago Web面板，它可以访问远程服务器上运行的HMI软件。人机界面显示柜内各部件的状态，还可用于开关电源。

由于可以使用浏览器访问网络面板 HMI，因此如果硬件面板本身出现故障，也不是大问题 – 仍然可以通过其他设备访问和使用该界面。这还意味着操作员可以使用移动设备从任何地方监视和控制生产过程，这对于机器或设备难以物理到达的环境来说是一个巨大的好处。

尽管网络面板硬件故障可能并不严重，但仍然有很多原因您应该监控它们 - 我们将立即讨论。但在此之前，让我们考虑一下其他常见的 HMI 实现类型。

智能触控面板

在这里，软件和逻辑在面板本身上运行。HMI 使用 Modbus、MQTT、OPC UA 等协议进行通信。它接收来自机器或制造过程的输入，在仪表板和其他可视化中显示此信息，并可以向其所连接的 PLC 发出命令。 

以下是如何实现触摸屏 HMI 的示例。假设 PLC 控制冷却装置，使腔室保持在一定温度。操作员在 HMI 上定义目标温度。然后，面板通过 MQTT 从 IIoT 温度计传感器接收有关腔室温度的信息。根据当前温度，HMI 逻辑指示 PLC 打开或关闭冷却装置，以维持目标温度。

为什么监控 HMI 至关重要

监控 HMI 的原因有很多，但主要归结为两点：HMI 提供有关制造过程的重要数据，并且它们提供了控制制造过程的方法。

如果网络面板出现故障，虽然不方便，但问题较少；毕竟，您可以使用另一台设备上的浏览器轻松访问 HMI。然而，如果触摸屏 HMI 出现故障，其后果可能会对生产流程产生影响，因为您无法再访问数据或控制制造流程。

让我们看一下上面使用的示例，其中触摸面板控制室中的温度：如果无法访问 HMI，操作员将无法再查看当前温度，也无法调整目标温度。

这使得监控 HMI 变得至关重要，以便您立即知道是否存在故障。这样，一旦出现问题，您就可以立即采取措施，确保工厂车间的接口得到修复。在某些情况下，监控可以帮助您完全避免问题。

如何使用 Paessler PRTG 监控软件监控 HMI

您可以通过多种方式监控 HMI，以确保它们可用并正常运行。首先，让我们看一下我们如何监控 Wago Web 面板，因为我们在这里监控的大部分内容也适用于触摸面板。

首先，就像监控任何设备一样，良好的旧 ping 仍然是检查 HMI 是否已启动且可访问的可靠方法。我们还监控进出 HMI 的流量。

由于 HMI 基于 Linux，我们还使用 SSH 获取有关 HMI 单元本身的关键数据：CPU 负载、磁盘空间、物理内存、交换空间和虚拟内存都是警告我们即将发生故障的指标HMI 的信息（或者如果已经存在问题）。

我们还会监视 SSL 证书以确保它们有效。此外，SSL 安全检查传感器还会检查 SSL 和 TLS 协议版本，以了解设备支持的版本。

当然，您还可以通过使用 OPC UA、Modbus、MQTT 和其他协议来获取其他指标。 

将监控数据输入HMI

在结束本文之前，我认为有必要说明一下，基础设施监控不仅有利于监控 HMI，而且有利于监控 HMI。它还可以为HMI提供监控数据。这是有道理的，因为操作员已经在使用 HMI 面板来监控他们的制造过程。通过从周围 OT 网络和设备中提取数据（例如交换机或路由器的状态），您可以在 HMI 中创建制造基础设施的全面概览。

PRTG 通过名为Paessler PRTG OPC UA 的产品扩展来实现这一点- 您可以在此处阅读和发现有关其工作原理的更多信息。

进入内阁

关于监控 HMI 的这篇文章到此结束，HMI 是工业机柜的重要组成部分。接下来，我们将打开门并进入柜子本身。请务必订阅我们的博客并为此页面添加书签，以便您可以继续与我们一起学习有关监控工业控制柜的系列的第 3 部分。接下来：PLC！