人机界面设备的制作方法

本发明涉及一种人机界面(hmi)设备。

背景技术：

人机界面(hmi)设备是实现人与机器系统进行交互的媒介设备。hmi设备大量运用在工业控制等场合中，其通常通过通信接口(例如rs232、rs485、can、rj45网线接口等)与机器系统(例如，各种传感器、控制设备、制造设备等)连接，利用显示装置显示各种交互信息，并通过输入单元(例如，触摸屏、键盘、鼠标等)输入工作参数或操作命令，从而实现人与机器系统的交互。

hmi设备的显示装置通常为液晶显示器(lcd)，用于显示hmi设备与其所连接的机器系统的交互信息。由于lcd的特性，在断电的情况下，其不能保持所显示的内容，因此，这样的hmi设备不能在断电的情况下仍保持显示希望继续显示的信息。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述问题，本发明提出一种在断电或宕机的情况下仍能保持某些信息的显示的人机界面设备。这些信息可以包括对于hmi设备的使用和维护非常重要的信息，例如警报信息或错误信息，其在断电或宕机时保持正确显示可以避免用户遗漏重要信息或便于用户定位并修复错误。此外，上述信息还可以包括需要长期标示在hmi设备上的用户定制信息，例如产品品牌、机器id、ip地址、二维码、固定资产信息等。

根据本发明的实施例，本发明提出一种人机界面设备，包括：通信接口，用于与机器系统进行通信；第一显示装置，用于显示所述人机界面设备与所述机器系统的交互信息；以及第二显示装置，其在断电后能保持显示内容的显示，并在通电时能改变显示内容。所述第二显示装置可以是电子纸显示装置。上述人机界面设备能够在断电或宕机的情况下仍然保持某些信息的显示，从而使得用户不会错过重要信息，或者能够方便地标注用户定制信息。

可选的，所述第二显示装置的显示内容可以包括警报信息或错误信息，以使得所述警报信息或错误信息在所述人机界面设备宕机或断电后仍能显示在所述第二显示装置上。在第二显示装置上显示上述信息，可以避免用户遗漏重要信息或便于用户定位并修复错误，从而提高人机界面设备的运行可靠性和维护便利性。

可选的，所述第二显示装置的显示内容还可以包括品牌、设备id、ip地址、二维码和/或固定资产信息。在第二显示装置上显示上述信息，可以使得用户方便地标注和更换上述用户定制信息，同时使得人机界面设备的美观性不会因为纸质标签的粘贴而降低。

可选的，所述第二显示装置可以与所述人机界面设备的主控制单元连接，且其显示内容通过所述主控制单元控制。由此，可以通过人机界面设备的控制系统统一管理第二显示装置，使得第二显示装置更容易获取人机界面设备的相关信息，例如警报信息或错误信息，并能够更方便地实现信息的自动更新。

可选的，所述第二显示装置的显示内容可以通过软件编程设置，从而可以在不改变硬件配置的情况下，设置第二显示装置上的显示内容，降低设备的制造和使用成本。特别的，所述第二显示装置的显示内容可以通过用于所述人机界面设备的人机界面软件编程设置，从而能够采用人机界面软件对人机界面系统和第二显示装置方便地进行统一管理。

可选的，所述第二显示装置的显示内容通过独立于所述人机界面设备的主控制单元的控制装置控制。在这种情况下，第二显示装置的设计相对独立，对传统人机界面设备的改动较小，降低设计难度。

可选的，所述第二显示装置的显示内容通过外部控制装置控制。在这种情况下，一方面，第二显示装置的设计相对独立，对传统人机界面设备的改动较小，降低设计难度；另一方面，用户可以通过一个外部控制装置管理多台人机界面设备，从而降低控制显示内容的成本。

可选的，所述第二显示装置的显示内容通过无线接口远程控制，从而方便用户进行远程遥控控制第二显示装置的显示内容。

附图说明

结合附图，从下面对实施例的描述中，本发明的这些和/或其他方面、特征和优点将变得清楚和更加容易理解，其中：

图1是现有hmi设备的示意图；

图2是根据本发明实施例的hmi设备的示意图；

图3是根据本发明实施例的hmi设备的结构模块图；

图4是根据本发明实施例的通过hmi软件设置hmi设备的模块图。

具体实施方式

hmi设备通常具有一lcd显示装置，用于显示hmi设备与其所连接的机器系统的交互信息。然而，由于lcd的特性，在断电的情况下，其不能保持所显示的内容。

发明人发现hmi设备在很多情况下仅具有lcd显示装置不能满足要求，并可能存在运行不可靠、维护困难的问题。hmi设备在运行中通常需要显示警报信息以提示用户注意hmi设备或其连接的机器系统发生了需要关注的问题。这些信息通常显示在lcd显示装置上，然而，如果发生hmi设备的突然断电或宕机，警报信息将会丢失，导致用户错过该警报信息，从而导致系统运行的可靠性降低。另外，在hmi设备发生宕机的情况下，通常需要对所述hmi设备进行调试，以发现和消除问题。在这种情况下，调试人员希望能够获知错误信息(例如错误码)以定位问题和帮助调试。然而，由于hmi设备发生了宕机，hmi设备的lcd显示装置很可能已不能正常显示，导致hmi设备的调试人员难以获得用于调试的错误信息。

此外，发明人还发现hmi设备的用户希望能在设备上标注有关hmi设备或所连接的机器系统的基本信息，例如，品牌、设备id、ip地址、固定资产信息等。这些信息属于用户定制化的信息并且可能需要在使用中进行改变，因此难以直接固定印刷在出厂的hmi设备上，而且通常用户也不希望hmi设备在出厂时印有这些信息。现有的做法是用户将这些信息用标签粘贴在hmi设备上，但粘贴标签的方法不仅影响美观而且不便于更换。

图1是现有hmi设备100的示意图。hmi设备100上具有lcd显示装置101用于显示hmi设备与所连接的机器系统的交互信息。lcd显示装置101在断电的情况下不能显示。为了能在hmi设备100标识出一些基本信息，hmi设备100上通过纸质标签102标出了产品品牌“施耐德”、通过纸质标签103标出了设备ip地址“10.167.66.138”。由于采用纸质标签粘贴上述信息，使得产品的美观性变差，并且信息更换麻烦。例如，当设备的ip地址发生变化时，需要撕下原来的纸质标签103，重新贴上带有新ip地址的标签。此外，采用纸质标签不能自动更新信息，更不能标示根据系统运行状态实时产生的信息，例如上述警报信息或错误信息，这些信息既需要在断电或宕机的情况下保持显示又需要根据系统运行状态随时更新。现有的hmi设备不能解决上述问题。

图2是根据本发明实施例的hmi设备200的示意图。hmi设备200包括第一显示装置201、第二显示装置202和通信接口203。通信接口203(图2中用虚线表示，因为为了美观其通常设于hmi设备的背面或侧面)用于与机器系统进行通信。机器系统表示任何能与hmi设备进行交互的设备、器件或系统，其可以是各种传感器、控制设备、制造设备等。例如，机器系统可以是工厂中的温度传感器，其向hmi设备200传送所采集的温度；机器系统也可以是自动化车床，hmi设备可以对该自动化车床进行控制。通信接口203表示任何适合用于信息通信的有线或无线接口，例如rs232、rs485、can、rj45网线接口、wifi等。第一显示装置201用于显示hmi设备200与机器系统的交互信息，其可以作为hmi设备200的主显示设备显示任何与hmi设备200的运行和交互相关的信息，例如，hmi设备200的控制界面、发送给机器系统的控制信息、从机器系统接收的反馈信息等。第一显示装置201可以是掉电时不能保持显示的常规显示装置，例如，lcd显示装置，crt显示装置等。第一显示装置201还可以是具有触控功能的显示装置，例如，电容触控屏或电阻触控屏，从而第一显示装置201可以兼作hmi设备的输入装置。

hmi设备200的第二显示装置202是在断电后仍然保持显示内容的显示并能够在通电时改变显示内容的显示装置，例如，其可以是电子纸显示装置。这种显示装置的显示不需要电力供应，而仅在改变显示内容时才需要电力供应，因此，其在hmi设备200断电后仍能保持其所显示的内容的显示。由于hmi设备200包括了具有上述特性的第二显示装置202，使得hmi设备200能够在hmi设备200掉电或者宕机时仍然保持一些基本信息或重要信息的显示。

具体地，hmi设备200可以在第二显示装置202上显示对于hmi设备的使用和维护重要的信息，例如警报信息或错误信息，其在断电或宕机时保持正常显示从而避免用户遗漏重要信息或便于用户发现并修复错误。在这种情况下，即使hmi设备在发出警报信息或错误信息后发生断电或宕机，第二显示装置202上仍能保持这些重要信息的显示，使得用户或者调试者能够获知hmi设备的警报内容或错误内容。警报信息可以是有关机器系统的警报，例如温度过高、车床操作不正常等；也可以是有关hmi设备本身的警报，例如hmi设备通信失败、供电不正常即将关机等。错误信息是hmi设备发生运行错误时的错误原因信息，尤其可以是hmi设备发生宕机时的错误原因信息，例如，其可以采用错误代码表示各种错误原因。根据本发明，由于hmi设备200在宕机或断电后仍能显示重要的警报信息或错误信息，从而使得hmi系统的运行更安全可靠，维护更简便。

此外，hmi设备200还可以在第二显示装置202上显示需要长期标示在hmi设备上的用户定制信息，例如品牌、设备id、ip地址、二维码、固定资产信息等。这里，品牌可以是hmi设备200的本身品牌(例如施耐德)，也可以是用户想标注的自己的品牌信息。设备id可以是给该hmi设备分配的任何标识。ip地址是hmi设备200所使用的ip地址。二维码可以对应与该hmi设备相关的网站。固定资产信息是用户为了方便管理其固定资产而标注的信息，例如其可以标注“固定资产”及其固定资产编号，还可以标注固定资产的购买时间等信息。上述这些用户定制化的信息通常需要长期标注在hmi设备上，且可能需要在使用中进行改变。当在第二显示装置202上显示上述信息时，可以避免传统上采用纸质标签粘贴的方式，使得hmi设备200更整洁美观，且信息便于更换。而且，采用第二显示装置202标注这些信息可以实现标注信息的自动获取和自动更新。例如，对于ip地址，可以将hmi设备200设置为当对hmi设备200设置新ip地址时，第二显示装置202自动获取该新ip地址，并自动更新其显示内容。图2中的hmi设备200示意性地示出了第二显示装置202显示“错误码：15”、“施耐德”(品牌)和“10.167.66.138”(ip地址)的情形。

根据本发明的实施例，第二显示装置202的显示内容可以通过hmi设备200的外部控制装置进行控制。当采用外部控制装置控制hmi设备200的显示内容时，可以通过有线或无线接口将第二显示装置202与外部控制装置进行连接，外部控制装置通过该有线或无线接口将要显示的内容传送给第二显示装置202。通过外部控制装置控制第二显示装置202的显示内容尤其适用于需要长期显示的用户定制信息，用户可以通过一个外部控制装置管理多台hmi设备200。这种控制方式操作方便简单，第二显示装置202的设计相对独立，对传统hmi设备的改动较小。

根据本发明的实施例，第二显示装置202的显示内容也可以通过hmi设备200的内部控制装置进行控制。特别地，所述第二显示装置202可以与hmi设备200的主控制单元连接，且其显示内容通过所述主控制单元控制。hmi设备200的主控制单元表示用于控制hmi设备200运行的中心处理单元，其可以是mpu、cpu等。通过主控制单元控制第二显示装置202的显示内容，可以通过hmi设备的控制系统统一管理第二显示装置202，使得第二显示装置202更容易获取hmi设备的相关信息，例如警报信息或错误信息，并能够更方便地实现信息的自动更新。可替代地，第二显示装置的显示内容也可以通过独立于所述hmi设备200的主控制单元的其它控制装置控制，在这种情况下，第二显示装置202的设计相对独立，对传统hmi设备的改动较小。

图3是根据本发明实施例的通过主控制单元控制第二显示装置的hmi设备300的示意性结构模块图。在该实施例中，通信接口303、第一显示装置301和第二显示装置302都与主控制单元304直接或间接连接，例如通过数据总线或gpio(通用输入/输出)连接。在该结构下，主控制单元304能够将hmi设备300的相关信息方便地传送到第二显示装置302用于显示。例如，当中央控制单元304通过通信接口303获取到机器系统所测量的温度，并判断出温度过高而需要发出警报信息时，可以向第二显示装置302发出“温度过高”的显示信息用于其显示。在第二显示装置302显示“温度过高”的情况下，即使hmi设备300发生断电或者宕机，该信息仍然能够保持显示在第二显示装置302上。再例如，当hmi设备300由于自身温度过高等原因而将发生宕机时，主控制单元304可以将表示宕机原因的错误码发送给第二显示装置302显示，从而在hmi设备300发生宕机后，调试人员能够知道宕机的原因，从而方便定位错误原因和恢复错误。

根据本发明的实施例，第二显示装置202、302的显示内容可以通过软件编程设置，从而可以在不改变硬件配置的情况下设置第二显示装置上的显示内容。特别地，用户可以采用hmi软件(即上位机hmi编辑软件，例如vjd或pro-ex)对第二显示装置202、302上的显示内容进行编程设置，从而可以采用hmi软件对hmi系统的运行和显示方便地进行统一管理。例如，在图3的实施例的情况下，用户可以如下操作包括第二显示装置302的hmi设备300：一、用户打开hmi设备300，并将hmi设备300连接到一个人电脑pc；二、在pc上打开hmi软件，对第二显示装置302要显示的内容进行编程设置；三、将编程设置的信息下载到hmi设备300，则第二显示装置302根据编程设置的信息进行显示。经过上述操作后，即使关闭hmi设备300，第二显示装置302上仍然可以保持当前显示内容。需要说明的是，通过软件编程设置的显示内容可以是直接显示的内容，例如直接设置“品牌”显示为“施耐德”。替代地，也可以通过软件设置如何获取该显示内容而不是设置直接显示的内容，例如，对于“ip地址”，可以通过软件设置从存储器的“ip地址域”中获取数据进行显示，在这种情况下，第二显示装置302可以在主控制单元304的控制下显示“ip地址域”中的数据，并且当“ip地址域”中的内容发生变化时，第二显示装置302上的显示内容可以自动更新；再例如，对于“警报信息”，可以通过软件编程设置主控制单元304在满足触发警报的条件下发送特定的警报数据给第二显示装置302进行显示，从而第二显示装置302可以在主控制单元304的控制下显示和更新“警报信息”，并且当hmi设备300断电或宕机时保持“警报信息”的当前显示。

图4示意性地示出了根据本发明实施例的通过hmi软件设置hmi设备的模块图。在该示例实施例中，hmi设备400包括作为主控制装置的cpu403、用于存储程序和程序运行的内存404、作为第一显示装置的lcd屏幕401、作为第二显示装置的电子标签402、以及用于与作为上位机软件的hmi软件500通信的通讯模块405。hmi软件500包括用于设置lcd屏幕401的显示内容的lcd屏幕编辑模块501、用于设置电子标签402的电子标签编辑模块502、以及用于与hmi设备400进行通信的通讯模块503。在图4的实施例中，lcd屏幕401和电子标签402的显示内容可以通过上位机软件hmi软件500来编辑和下载，从而对两个屏幕实现方便的统一管理。

以上通过具体实施例描述了本发明，但本发明不限于以上实施例。例如，hmi设备中的通信接口、第一显示装置、第二显示装置不限于一个，而可以是多个，且不限于特定形式；第二显示装置的设置方式也不限于软件编程方式，而可以采用硬件设置方式。此外，本发明的hmi设备除本说明书特别指明的部分外，可以采用任何现有hmi设备的硬件和软件结构。本领域的技术人员应当理解，在不背离权利要求及其等同所限定的本发明的原则和精神的情况下，可以对这些示例性实施例进行变化，这些变化同样落入本发明的保护范围。