CN107145298A - 一种移动人机界面的系统和方法 - Google Patents

一种移动人机界面的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107145298A
CN107145298A CN201710321785.6A CN201710321785A CN107145298A CN 107145298 A CN107145298 A CN 107145298A CN 201710321785 A CN201710321785 A CN 201710321785A CN 107145298 A CN107145298 A CN 107145298A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mobile device
hmi
interface
fixing equipment
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710321785.6A
Other languages
English (en)
Inventor
董斌
邓娜娜
张文霞
徐梓涵
张莉莉
黎志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Yun Tong Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Yun Tong Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Yun Tong Information Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Yun Tong Information Technology Co Ltd
Priority to CN201710321785.6A priority Critical patent/CN107145298A/zh
Publication of CN107145298A publication Critical patent/CN107145298A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种移动人机界面的方法，其包括如下步骤：S100，对整个系统中需要使用到的HMI界面进行归档。S200，移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证，彼此建立接触关系。S300，通过移动设备上的手势操作实现移动设备HMI界面与固定设备HMI界面的互相交换。同时，本发明还涉及一种移动人机界面系统，其包括固定设备、移动设备、PLC、工业化设备、有线和/或无线网络。所述的固定设备和移动设备中包含HMI界面产品。所述的移动设备通过无线网络与固定设备形成通讯，实现HMI界面的转移；所述的移动设备和所述的固定设备通过有线和/或无线网络与PLC形成通讯，将所述的移动设备或固定设备的HMI界面数据输入传送给PLC，从而实现PLC对工业化设备的控制。

Description

一种移动人机界面的系统和方法
技术领域
本发明涉及工业自动化领域，尤其是涉及一种移动人机界面的系统和方法。
背景技术
生产线或机械装置中的可编程逻辑控制器(PLC)装置已经被商业化并用于与机械自动化有关的众多工业领域中，如电力、纺织、交通等。而与PLC装置的一起发展的人机界面(HMI)把PLC装置的电子数据转换成能够被人们可识别的数据，更方便、简单地将数据显示在例如触摸屏控制板的显示装置上。
HMI是Human Machine Interface的缩写，也叫人机界面。人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。一般在一套大型系统中HMI系统是在用户配置屏幕和选项单时，通过与可编程逻辑控制器(PLC)通信获取要被运用、控制和/或监测的数据，并将这些数据显示在屏幕上的系统。当HMI从用户那里接收到关于特定设备的操作指令的请求时，HMI根据PLC请求与被请求的操作指令相应的对象的数据值，从PLC接收与被请求的操作指令相应的响应数据，并将接收的响应数据显示在例如触摸屏控制板的显示装置上，因此用户可以使用HMI系统有效地监测、运用、并控制自动化设备。
在一个较大规模的自动化控制系统中，存在着各种各样的HMI设备，操作人员可能需要在同一时刻与这些设备的HMI进行交互。虽然，现有DCS(分散控制系统)等控制系统，可将大量的设备操作集中到一定范围的操作环境中，极大方便了操作人员工作。但是，在实际操作中的有时需要操作人员在不同的交互设备上进行来回操作，更有甚者有些操作参数需要手动从一个界面抄录到另一设备界面，造成作业繁琐、工作效率降低。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提出一种移动人机界面的系统和方法。采用本发明的移动人机界面的系统和方法，可以有效的降低工作人员在多个设备人机界面中的重复作业，提高生产效率，减轻工作负荷。
一种移动人机界面的方法，其包括如下步骤：
S100，对整个系统中需要使用到的HMI界面进行归档。
S200，移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证，彼此建立接触关系。
S300，通过移动设备上的手势操作实现移动设备HMI界面与固定设备HMI界面的互相交换。
优选的，S100中的每一个HMI界面在进行编号归档时，其在整个HMI系统中具有唯一的身份ID。每一个HMI界面均可以以适当的形式形成于固定设备和移动设备中。
优选的，S100中对每一个HMI界面进行编号归档的同时，需要对每一个界面中的数据组件(界面状态的最小单位)进行编号，使其在此界面中具有唯一的身份ID。以下给出数据组件(界面状态的最小单位)的定义：此处的数据组件指的是界面组件，一般界面组件分为显示与输入两大类型，而各个显示组件、输入组件中的数据决定了所处界面的状态，数据组件(界面状态的最小单位)就是指单个输入组件或显示组件。优选的，通过界面ID+数据组件ID的方式，可以定位到整个系统中唯一的人机交互数据。所述的界面ID和数据组件ID可存储于固定设备、移动设备或HMI界面服务器中。
优选的，S100中的每一个HMI界面存储在固定设备和/或移动设备中。
优选的，S100中的每一个HMI界面存储在HMI服务器中，存储在HMI服务器中的界面需要在网络条件下才能共享。
进一步的，所述的网络包括有线网络和无线网络。所述的有线网络和无线网络根据网络节点分布，可以分为广域网(WAN)、局域网(LAN)、私人局域网(PAN)、城域网(MAN)等通信网络。
优选的，S200需要在有无线网络的情况下才能进行身份认证，所述的无线网络根据使用协议包括蓝牙(Bluetooth)、无线高保真(Wifi)、红外线数据协会(IrDA)、紫蜂(ZigBee)、超宽带(UWB)、近距离无线传输(NFC)、码分多址(CDMA)、演进数据优化(EVDO)、单载波无线传输技术链接(1xRTT)、微波接入全球互通(WiMAX)、全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、高速分组接入(HSPA)、无线链路协议(RLP)、IEEE802.11、IEEE802.5，以及其他蜂窝或无线通信格式的组合、改进或者变形。所述的无线通讯节点的有效通讯距离为a，0.2m≤a≤200m。具体的，有效距离a的范围根据无线通信网络的协议而确定。如，当无线网络为蓝牙(Bluetooth)、无线高保真(Wifi)、紫蜂(ZigBee)时，20m≤a≤200m；当无线网络为超宽带(UWB)时，0.2m≤a≤40m；；当无线网络为红外线数据协会(IrDA)时，a＝1m。以上有效距离均为现有技术，故不再赘述。
优选的，S200中当移动设备与固定设备间的距离≤0.05m时，移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证，使得在无线通讯信道彼此建立HMI转移连接，在HMI转移连接的过程中，需要保持移动设备和固定设备间的无线通讯连接畅通，不能中断。
优选的，S200中移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证的过程如下：固定设备显示框架四周布设有近场通讯读写模块，该近场通讯节点模块连续发出电磁波信号。移动设备显示框架四周布设有近场节点模块。当移动设备显示框架与固定设备显示框架的距离≤0.05m时，固定设备近场通讯读写模块发出的电磁波信号场会激活移动设备内的近场节点模块，移动设备四周的近场节点模块通过电磁场收集能量，维持模块的运作。当移动设备四周的近场节点模块被激活后，其会接收固定设备四周的近场通讯读写模块命令，固定设备四周的近场通讯读写模块每隔一段时间(如0.1秒)会发送读取ID号命令，移动设备四周的近场节点模块收到命令后会发出其本身的ID号，该ID号在整个系统中是唯一的。固定设备四周的近场通讯读写模块读取到移动设备四周的近场节点模块的ID号后，根据其ID在HMI服务器中查询到的相应的移动设备注册信息，包括移动设备ID、移动设备的网络地址、身份认证信息(电子证书)等必要信息，来确定是否向移动设备发出连接请求。具体的，当固定设备四周的近场通讯读写模块能够读取到移动设备四周的近场节点模块的ID时，则向移动设备发出连接请求，固定设备与移动设备通过电子证书确认双方身份建立数据通讯连接；当固定设备四周的近场通讯读写模块不能够读取到移动设备四周的近场节点模块的ID时，则固定设备四周的近场通讯读写模块继续轮询。
优选的，S200中移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证的过程中决定了S300中的手势方向。具体的，由于移动设备显示框四周布设的近场节点模块各不相同，所以当移动设备靠近固定设备时，可以判断出移动设备最先接近固定设备的点。通常移动设备显示框架为长方形，故其判断出最先接近的点后，可以将该点定位到移动设备显示框架的一个边上。当手势从最先接近的边滑向对向的边时，表示固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上，同时固定设备失去HMI界面控制权。当手势从最后接近的边滑向最先接近的边时，表示移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备上，同时移动设备失去HMI界面控制权。
优选的，S200中移动设备与固定设备建立身份认证的过程中，相同的固定设备只能与唯一一个移动设备进行身份认证。进一步的，当同时有≥2个移动设备与相同的固定设备进行身份认证时，固定设备随机选择一个移动设备进行身份认证，建立彼此的接触关系。进一步的，当有一个移动设备与固定设备建立起彼此接触关系后，固定设备将不会与其他的移动设备再建立认证关系。
优选的，S300中包含两个手势，其中一个手势用于将固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上；另外一个手势用于将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备上。
优选的，S300中，实现另外一个手势，将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备上时，移动设备失去HMI界面控制权，同时移动设备失去了与固定设备的接触关系，当该移动设备需要再次获得HMI界面控制权时，该移动设备需要重复步骤S200，再次进行身份认证，建立移动设备与固定设备的接触关系。
进一步的，S300中所述的用于将固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上的过程，包括如下步骤：
S311，移动设备向所连接的固定设备发送界面数据获取请求信息；
S312，所连接的固定设备接收到请求信息后，将界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等人机界面的所有数据通过通讯单元发送到移动设备；
S313，移动设备通过界面ID从自身的存储器或者HMI界面服务器中搜索出相应的人机界面，并进行展示。
进一步的，S300中所述的用于将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备的过程，包括如下步骤：
S321，移动设备将界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等人机界面的所有数据通过通讯单元发送到所连接的固定设备；
S322，所连接的固定设备通过界面ID从自身的存储器或者HMI界面服务器中搜索出相应的人机界面，并进行展示。
优选的，S300实现将固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上，并由移动设备控制系统中的相应的设备工作的过程如下：
S311，移动设备向所连接的固定设备发送界面数据获取请求信息；
S312，所连接的固定设备接收到请求信息后，将界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等人机界面的所有数据通过通讯单元发送到移动设备；
S313，移动设备通过界面ID从自身的存储器或者HMI界面服务器中搜索出相应的人机界面，并进行展示。
S314，移动设备实现HMI界面展示后，固定设备的HMI界面被锁定。
S315，移动设备通过界面ID+界面数据组件ID定位到系统中唯一的人机交换数据；
S316，通过移动设备的HMI界面输入需要控制的人机交换数据；
S317，移动设备的HMI界面输入的需要控制的人机交换数据通过通讯单元传送给系统中的PLC，由PLC控制系统中相应的设备或者反应釜工作。
优选的，S300实现将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备，并由固定设备控制系统中的相应的设备工作的过程如下：
S321，移动设备将界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等人机界面的所有数据通过通讯单元发送到所连接的固定设备；
S322，所连接的固定设备通过界面ID从自身的存储器或者HMI界面服务器中搜索出相应的人机界面，并进行展示。
S323，固定设备实现HMI界面展示后，移动设备的HMI界面被锁定。
S324，固定设备通过界面ID+界面数据组件ID定位到系统中唯一的人机交换数据；
S325，通过固定设备的HMI界面输入需要控制的人机交换数据；
S326，固定设备的HMI界面输入的需要控制的人机交换数据通过通讯单元传送给系统中的PLC，由PLC控制系统中相应的设备或者反应釜工作。
优选的，S300中固定设备与移动设备只存在单一的HMI操作控制权。实现单一HMI操作控制权的方法如下：1.将所有能够实现HMI控制的固定设备和移动设备进行优先级划分，通常情况下，固定设备具有较高的优先级别，移动设备具有较低的优先级别。当固定设备多种时，需要对固定设备进行优先级划分，比如机柜HMI的操作优先级需要高于DSC系统的HMI操作优先级。2.当移动设备在靠近固定设备时，通过身份认证，并取得HMI界面操作控制权后，固定设备上的HMI界面将进入锁定状态，不能再进行HMI界面输入控制，同时固定设备上显示解锁按钮。3.当进入操作的移动设备的HMI界面主动退出操作时，其他设备上的HMI将被解锁。4.优先级高的设备可以通过解锁按钮直接对HMI界面进行解锁，夺取其HMI界面控制权，同时原先正在操作的HMI界面将被锁死无法操作。
一种移动人机界面的系统，其包括固定设备、移动设备、PLC、工业化设备、有线和/或无线网络。所述的固定设备和移动设备中包含HMI界面产品。所述的移动设备通过无线网络与固定设备形成通讯，实现HMI界面的转移；所述的移动设备和所述的固定设备通过有线和/或无线网络与PLC形成通讯，将所述的移动设备或固定设备的HMI界面数据输入传送给PLC，从而实现PLC对工业化设备的控制。
所述的固定设备包括固定在自动化控制系统中的包含有HMI界面的所有设备。例如电脑、机柜设备等。
所述的移动设备包括无线通信设备，例如电话、蜂窝电话、移动电话、智能电话、个人数字助理(PAD)、电子阅读器、计算机、平板设备、移动因特网设备、或其他一些无线通讯装置及其组合。
所述的工业化设备包括铣销装备、制造装备、组装装备、包装装备、处理装备等机械系统。
所述的固定设备和移动设备内部均包含HMI界面产品。所述的HMI界面产品由硬件和软件两部分组成。其中，硬件包括控制器、显示单元、输入单元、通讯接口和数据存储单元等。所述的控制器是HMI产品的核心单元，根据HMI的产品需求不同，控制器可以分别选用8位、16位、或者32位的服务器。所述的显示单元包括CRT显示器和LCD液晶显示器等。所述的数据存储单元用于存储关于HMI界面的所有数据信息，例如界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等。HMI软件一般分为两部分，分别为运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件，使用时都必须先实用HMI的画面组态软件制作“工程文件夹”，再通过PC机和HMI产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件夹”下载到HMI的服务器中运行。
所述的PLC的结构基本相同，均包含电源、CPU、储存器和输入输出电路、扩展接口和通信接口等。其中所述的CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与储存器、输入输出接口、通信接口、扩展接口相连。所述的CPU不断采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出，通常情况下，一般的CPU包含控制器、运算器和寄存器。所述的储存器包含系统寄存器和用户寄存器，其中，系统寄存器用来存放PLC的系统程序，用户寄存器用于寄存PLC的用户程序。所述的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入到CPU，所述的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
所述的有线和/或无线网络根据网络节点分布，可以分为广域网(WAN)、局域网(LAN)、私人局域网(PAN)、城域网(MAN)或其他一些类型的通信网络。
所述的无线网络根据使用协议包括蓝牙(Bluetooth)、无线高保真(Wifi)、红外线数据协会(IrDA)、紫蜂(ZigBee)、超宽带(UWB)、码分多址(CDMA)、演进数据优化(EVDO)、单载波无线传输技术链接(1xRTT)、微波接入全球互通(WiMAX)、全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、高速分组接入(HSPA)、无线链路协议(RLP)、IEEE802.11、IEEE802.5，以及其他蜂窝或无线通信格式的组合、改进或者变形。
在一些实施例中，所述的有线和/或无线网络，和所述的无线网络可以为单个通信网络。
所述的固定设备内部及四周都布置了无线通讯节点，所述的无线通讯节点的有效通讯距离为a，0.2m≤a≤200m。具体的，有效距离a的范围根据无线通信网络的协议而确定。如，当无线网络为蓝牙(Bluetooth)、无线高保真(Wifi)、紫蜂(ZigBee)时，20m≤a≤200m；当无线网络为超宽带(UWB)时，0.2m≤a≤40m；当无线网络为红外线数据协会(IrDA)时，a＝1m。以上有效距离均为现有技术，故不再赘述。
以上所述的无线通讯节点根据不同的协议有不同的拓扑结构，具体的，当采用无线网络为蓝牙(Bluetooth)时，无线通讯节点之间采用点对点通讯拓扑结构，无线通讯节点之间通讯握手信息通过近场通讯传输互交。当采用无线高保真(Wifi)时，无线通讯节点之间通过AP组成星形网络。当采用紫蜂(ZigBee)时，无线通讯节点之间通过汇聚节点组成星形网络。无线网络为超宽带(UWB)时，无线通讯节点之间通过AP组成星形网络。当无线网络为红外线数据协会(IrDA)时，无线通讯节点之间采用点对点通讯拓扑结构。
附图说明
图1为用移动人机界面的方法进行自动化控制的系统。
图2为一种移动人机界面的方法。
图3为对HMI界面进行归档的方法。
图4为移动设备与固定设备建立身份认证的方法。
图5为将固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上，并用移动设备的HMI输入控制工业设备的方法。
图6为将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备上，并用固定设备的HMI输入控制工业设备的方法。
图7为固定设备或移动设备获取单一的HMI界面操作控制权的方法。
图8为移动设备或固定设备内部HMI模块结构示意图。
图9为PLC内部模块结构示意图。
主要元件符号说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式：
如图1所示，为用移动人机界面的方法进行自动化控制的系统。其包括非移动设备100、移动设备200、PLC300、工业化设备400、有线网络520、无线网络510。所述的非移动设备100和移动设备200中包含HMI界面产品。所述的移动设备200通过无线网络510与非移动设备100形成通讯，实现HMI界面的转移；所述的移动设备200和所述的非移动设备100通过有线网络520和/或无线网络510与PLC300形成通讯，将所述的移动设备200或非移动设备100的HMI界面数据输入传送给PLC300，从而实现PLC300对工业化设备400的控制。
在一些实施案例中，所述的非移动设备100包括固定在自动化控制系统中的包含有HMI界面的所有设备。例如电脑、机柜设备、压力控制设备、真空控制设备、流量控制设备、温度控制设备、传送控制设备等。
在一些实施案例中，所述的移动设备200包括无线通信设备，例如电话、蜂窝电话、移动电话、智能电话、个人数字助理(PAD)、电子阅读器、计算机、平板设备、移动因特网设备、或其他一些无线通讯装置及其组合。
在一些实施案例中，所述的工业化设备包括铣销装备、制造装备、组装装备、包装装备、处理装备等机械系统。
如图2所示，为一种移动人机界面的方法，其主要包括以下三个步骤：
S100，对整个系统中需要使用到的HMI界面进行归档。
S200，移动设备200与固定设备100通过近场通讯建立身份认证，彼此建立接触关系。
S300，通过移动设备200上的手势操作实现移动设备200HMI界面与固定设备100HMI界面的互相交换。
如图3所示，为对HMI界面进行归档的方法，其主要包括以下几个步骤：
S110，对HMI界面进行编号，获取HMI界面身份ID。
S120，对每一个HMI中的数据组件进行编号，获取HMI界面数据组件身份ID。
S130，由HMI界面ID+界面数据组件ID定位到唯一的人机交换数据。
如图4所示，为移动设备与固定设备建立身份认证的方法，其包括如下步骤：
S210，移动设备显示框接近固定设备显示框，控制两者之间的距离≤0.05m。
S220，固定设备近场通讯读写模块连续发出电磁波信号场，用来激活移动设备四周的近场节点模块。
S230，移动设备四周的近场节点模块被激活后，接收固定设备四周的近场通讯读写模块发送的读取ID命令。
S240，固定设备四周的近场通讯读写模块读取到移动设备四周的近场节点模块的ID号后，根据其ID在HMI服务器中查询到的相应的移动设备注册信息，包括移动设备ID、移动设备的网络地址、身份认证信息(电子证书)等必要信息，来确定是否向移动设备发出连接请求。
S250，当固定设备四周的近场通讯读写模块能够读取到移动设备四周的近场节点模块的ID时，向移动设备发出连接请求，固定设备与移动设备通过电子证书确认双方身份建立数据通讯连接
S260，当固定设备四周的近场通讯读写模块不能够读取到移动设备四周的近场节点模块的ID时，固定设备四周的近场通讯读写模块继续轮询。
如图5所示，为将固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上，并用移动设备的HMI输入控制工业设备的方法，其主要包括如下步骤：
S311，移动设备向所连接的固定设备发送界面数据获取请求信息；
S312，所连接的固定设备接收到请求信息后，将界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等人机界面的所有数据通过通讯单元发送到移动设备；
S313，移动设备通过界面ID从自身的存储器或者HMI界面服务器中搜索出相应的人机界面，并进行展示。
S314，移动设备实现HMI界面展示后，固定设备的HMI界面被锁定。
S315，移动设备通过界面ID+界面数据组件ID定位到系统中唯一的人机交换数据；
S316，通过移动设备的HMI界面输入需要控制的人机交换数据；
S317，移动设备的HMI界面输入的需要控制的人机交换数据通过通讯单元传送给系统中的PLC，由PLC控制系统中相应的设备或者反应釜工作。
如图6所示，为将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备上，并用固定设备的HMI输入控制工业设备的方法，其主要包括如下步骤：
S321，固定设备向所连接的移动设备发送界面数据获取请求信息；
S322，移动设备将界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等人机界面的所有数据通过通讯单元发送到所连接的固定设备；
S323，所连接的固定设备通过界面ID从自身的存储器或者HMI界面服务器中搜索出相应的人机界面，并进行展示。
S324，固定设备实现HMI界面展示后，移动设备的HMI界面被锁定。
S325，固定设备通过界面ID+界面数据组件ID定位到系统中唯一的人机交换数据；
S326，通过固定设备的HMI界面输入需要控制的人机交换数据；
S327，固定设备的HMI界面输入的需要控制的人机交换数据通过通讯单元传送给系统中的PLC，由PLC控制系统中相应的设备或者反应釜工作。
如图7所示，为固定设备或移动设备获取单一的HMI界面操作控制权的方法，其主要包括如下步骤：
S331，将所有能够实现HMI控制的固定设备和移动设备进行优先级划分。固定设备具有较高的优先级别，移动设备具有较低的优先级别。当固定设备多种时，需要对固定设备进行优先级划分，比如机柜HMI的操作优先级需要高于DSC系统的HMI操作优先级。
S332，当移动设备在靠近固定设备时，通过身份认证，并取得HMI界面操作控制权后，固定设备上的HMI界面将进入锁定状态，不能再进行HMI界面输入控制，同时固定设备上显示解锁按钮。
S333，当进入操作的移动设备的HMI界面主动退出操作时，其他设备上的HMI将被解锁，其他设备获取HMI界面控制权。
S334，优先级高的设备可以通过解锁按钮直接对HMI界面进行解锁，夺取其HMI界面控制权，同时原先正在操作的HMI界面将被锁死无法操作。
如图8所示，为移动设备200或固定设备100内部HMI模块结构示意图。所述的HMI界面产品由硬件10和软件20两部分组成。其中，硬件10包括控制器15、显示单元12、输入单元13、通讯接口11和数据存储单元14等。所述的控制器15是HMI产品的核心单元，根据HMI的产品需求不同，控制器15可以分别选用8位、16位、或者32位的服务器。所述的显示单元12包括CRT显示器和LCD液晶显示器等。所述的数据存储单元14用于存储关于HMI界面的所有数据信息，例如界面ID、界面数据组件ID、界面状态数据、显示的数据源链接、数据值等。HMI软件20一般分为两部分，分别为运行于HMI硬件10中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件，使用时都必须先实用HMI的画面组态软件制作“工程文件夹”，再通过PC机和HMI产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件夹”下载到HMI的服务器中运行。
在一些实施案例中，固定设备包含DCS系统时，DCS的系统HMI软件在操作过程中，显示数据直接从DCS系统中获取，操作数据直接写入DCS系统，再由DCS系统写入PLC中，从而达到控制PLC的目的。
在另外一些实施案例中，固定设备包含有机柜HMI软件系统时，机柜HMI系统软件通过直接与PLC物理连接建立数据通讯，一般物理连接方式有RS485、以太网、CAN等。机柜HMI软件直接访问PLC物理寄存器地址，实现读取与写入，从而达到控制PLC的目的。
如图9所示，为PLC内部结构模块示意图。PLC的结构基本相同，均包含电源、CPU、储存器304和输入输出电路、扩展接口和通信接口等。其中所述的CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与储存器、输入输出接口、通信接口、扩展接口相连。所述的CPU不断采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出，通常情况下，一般的CPU包含控制器、运算器和寄存器。所述的储存器包含系统寄存器和用户寄存器，其中，系统寄存器用来存放PLC的系统程序，用户寄存器用于寄存PLC的用户程序。所述的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入到CPU，所述的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。

Claims (15)

1.一种移动人机界面的方法，其包括如下步骤：
S100，对整个系统中需要使用到的HMI界面进行归档。
S200，移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证，彼此建立接触关系。
S300，通过移动设备上的手势操作实现移动设备HMI界面与固定设备HMI界面的互相交换。
2.如权利要求1所述的移动人机界面的方法，其特征在于：所述的步骤S100中，需要对每一个HMI界面在进行编号归档，其在整个HMI系统中具有唯一的身份ID。
3.如权利要求2所述的移动人机界面的方法，其特征在于：所述的步骤S100中，还需要对每一个界面中的数据组件(界面状态的最小单位)进行编号，使其在此界面中具有唯一的身份ID。
4.如权利要求2所述的移动人机界面，其特征在于：所述的单个HMI界面ID+所述的单个界面数据组件，可以定位到唯一的人机交换数据。
5.如权利要求1-4所述的任意一项移动人机界面的方法，其特征在于：所述的HMI界面存储在固定设备和/或移动设备以及HMI服务器中。
6.如权利要求1所述的移动人机界面的方法，其特征在于：所述的步骤S200需要在有无线网络的情况下才能进行身份认证。身份认证的时候采用近场通讯技术进行身份认证。
7.如权利要求6所述的移动人机界面的方法，其特征在于：所述的步骤S200中当移动设备与固定设备间的距离≤0.05m时，移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证，使得在无线通讯信道彼此建立HMI转移连接，在HM1转移连接的过程中，需要保持移动设备和固定设备间的无线通讯连接畅通，不能中断。
8.如权利要求6所述的移动人机界面的方法，其特征在于：步骤S200中移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证的过程如下：
S210，移动设备显示框接近固定设备显示框，控制两者之间的距离≤0.05m。
S220，固定设备近场通讯读写模块连续发出电磁波信号场，用来激活移动设备四周的近场节点模块。
S230，移动设备四周的近场节点模块被激活后，接收固定设备四周的近场通讯读写模块发送的读取ID命令。
S240，固定设备四周的近场通讯读写模块读取到移动设备四周的近场节点模块的ID号后，根据其ID在HMI服务器中查询到的相应的移动设备注册信息，包括移动设备ID、移动设备的网络地址、身份认证信息(电子证书)等必要信息，来确定是否向移动设备发出连接请求。
S250，当固定设备四周的近场通讯读写模块能够读取到移动设备四周的近场节点模块的ID时，向移动设备发出连接请求，固定设备与移动设备通过电子证书确认双方身份建立数据通讯连接
S260，当固定设备四周的近场通讯读写模块不能够读取到移动设备四周的近场节点模块的ID时，固定设备四周的近场通讯读写模块继续轮询。
9.如权利要求6所述的移动人机界面的方法，其特征在于：步骤S200中移动设备与固定设备通过近场通讯建立身份认证的过程中决定了S300中的手势方向。
10.如权利要求6所述的移动人机界面的方法，其特征在于：步骤S200中移动设备与固定设备建立身份认证的过程中，相同的固定设备只能与唯一一个移动设备进行身份认证。
11.如权利要求1所述的移动人机界面的方法，其特征在于：步骤S300中包含两个手势，其中一个手势用于将固定设备上的HMI界面图像信息投放到移动设备上；另外一个手势用于将移动设备上的HMI界面图像信息投放到固定设备上。
12.如权利要求11所述的移动人机界面的方法，其特征在于：步骤S300中，实现其中一个手势，将固定设备上的HMI界面信息投放到移动设备的过程中，移动设备获取HMI界面信息控制权，其他设备HMI界面被锁定，失去HMI界面控制权。
13.如权利要求11所述的移动人机界面的方法，其特征在于：步骤S300中，实现另外一个手势，将移动设备上的HMI界面信息投放到固定设备的过程中，固定设备获取HMI界面信息控制权，移动设备失去界面控制权，并与固定设备失去身份认证联系。
14.如权利要求1-13中任意一项所述的移动人机界面的方法，其特征在于：移动设备与固定设备只存在单一的HMI操作控制权。
15.一种移动人机界面系统，其包括固定设备、移动设备、PLC、工业化设备、有线和/或无线网络。所述的固定设备和移动设备中包含HMI界面产品。所述的移动设备通过无线网络与固定设备形成通讯，实现HMI界面的转移；所述的移动设备和所述的固定设备通过有线和/或无线网络与PLC形成通讯，将所述的移动设备或固定设备的HMI界面数据输入传送给PLC，从而实现PLC对工业化设备的控制。
CN201710321785.6A 2017-05-09 2017-05-09 一种移动人机界面的系统和方法 Pending CN107145298A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710321785.6A CN107145298A (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种移动人机界面的系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710321785.6A CN107145298A (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种移动人机界面的系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107145298A true CN107145298A (zh) 2017-09-08

Family

ID=59776776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710321785.6A Pending CN107145298A (zh) 2017-05-09 2017-05-09 一种移动人机界面的系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107145298A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024051324A1 (zh) * 2022-09-08 2024-03-14 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 用于工业人机界面的移动终端及其使用方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103078896A (zh) * 2012-11-26 2013-05-01 程抒一 一种大小屏数据共享的实现方式
CN104753570A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 施耐德电器工业公司 具有近场通信的人机界面设备
CN104977874A (zh) * 2014-04-04 2015-10-14 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 工业使能移动设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103078896A (zh) * 2012-11-26 2013-05-01 程抒一 一种大小屏数据共享的实现方式
CN104753570A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 施耐德电器工业公司 具有近场通信的人机界面设备
CN104977874A (zh) * 2014-04-04 2015-10-14 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 工业使能移动设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024051324A1 (zh) * 2022-09-08 2024-03-14 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 用于工业人机界面的移动终端及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1119849C (zh) 电力系统保护和控制系统及分布式控制系统
CN103455463B (zh) 一种主控单元通信接入和转出方法
CN108332365A (zh) 空调控制方法及装置
CN109213080B (zh) 一种机床的控制方法及其装置
CN108037736A (zh) 一种基于无线通讯的分体式数控系统
CN109901538A (zh) 一种工业4.0智能云控制系统
CN201413462Y (zh) 新型数据采集器
CN107145298A (zh) 一种移动人机界面的系统和方法
CN105490270A (zh) 智能配电系统的监控界面生成方法、装置
CN106125676A (zh) 一种机器人控制系统
CN105938678A (zh) 一种多平台数控仿真器
CN105791396B (zh) 一种远程监控方法、监控终端及远程监控系统
CN104578387A (zh) 可编程双路电源自动转换控制器及控制方法
CN101364088B (zh) 工业人机界面变量访问方法及系统
CN108700325A (zh) 一种基于物联网智慧控制空调的交互管理系统
CN105306511A (zh) 一种基于点对点通讯的位置共享方法和导航装置
CN206515683U (zh) 可编程人机界面系统
CN106788087A (zh) 电机运动控制系统的控制方法及装置
CN102540972B (zh) 支持多点跨平台通讯的数控机床远程控制方法
CN102722975A (zh) 一种基于profibus的智能电表数据抄读方法及系统
CN112986724A (zh) 电力二次设备测试控制管理装置
CN106249661B (zh) 一种工业数据采集系统及方法
CN107105326A (zh) 一种用于电视机的交互系统
CN109814495A (zh) 一种本地化决策与控制的数控机床嵌入式智能监控终端
CN110890902B (zh) Plc设备测试系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170908

RJ01 Rejection of invention patent application after publication