图1.2 一种采用触摸屏的HMI设备

在工业控制领域，人机界面产品包括触摸屏和组态软件，触摸屏又称为图形操作终端（Graph Operation Terminal，GOT），是一种替代鼠标及键盘部分功能，安装在显示屏前端的输入设备。组态软件又称组态监控系统软件，是指一些数据采集与过程控制的专用软件，是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的，通用层次的软件工具。

随着计算机和数字电路技术的发展，人机界面产品的接口能力越来越强。除了传统的串行（RS232，RS422/485）通信接口外，有些人机界面产品已具有网口，并口，USB 等数据接口，可与具有网口，并口，USB 等接口的工业控制设备相连接，实现设备的人机交互。

1.2.1  人机界面的特点

一般情况下，不同厂家的 HMI 硬件使用不同的画面组态软件，在工业控制系统中连接的主要设备种类是 PLC。通用的组态软件支持的种类非常多，如各种PLC，PC板卡，仪表，变频器，模块等设备，而且由于 PC 的硬件平台性能强大，通用组态软件的功能也很多，适用于大型的监控系统中。

处理器的性能决定了 HMI 产品的性能高低，是 HMI 的核心单元。根据 HMI的产品等级不同，处理器为8位，16位，32位的处理器。HMI软件一般分成两部分，即运行于 HMI 硬件中的系统软件和运行与计算机 Windows 操作系统下的画面组态软件。

随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的控制软件又由于每个控制项目不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须从其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业自动软件存在的种种问题，是用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程[4]。论文网

1.2.2  组态软件的功能及特点

1）组态软件的功能

组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。其预设备的各种软件模块可以非常容易的实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机 I/O 产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软硬件的全部接口，进行系统集成。组态软件常有以下的几方面的功能：

（1）强大的界面显示组态功能。

（2）良好的开发性。

（3）丰富的功能模块，强大的数据库。

（4）可编程的命令语言。

（5）周密的系统安全防范。

（6）仿真功能。

2）组态软件的特点

作为通用型工具软件，组态软件在自动化系统中始终处于“承上启下”的地位。在工业信息化的项目中，如果涉及实时数据采集，人们首先会考虑用组态软件。正因如此，组态软件几乎应用于所有的工业信息化项目当中。组态软件的特点主要有：