一種移動人機界面的系統和方法與流程

2023-06-16 05:39:52 1

本發明涉及工業自動化領域，尤其是涉及一種移動人機界面的系統和方法。

背景技術：

生產線或機械裝置中的可編程邏輯控制器(plc)裝置已經被商業化並用於與機械自動化有關的眾多工業領域中，如電力、紡織、交通等。而與plc裝置的一起發展的人機界面(hmi)把plc裝置的電子數據轉換成能夠被人們可識別的數據，更方便、簡單地將數據顯示在例如觸控螢幕控制板的顯示裝置上。

hmi是humanmachineinterface的縮寫，也叫人機界面。人機界面是系統和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。一般在一套大型系統中hmi系統是在用戶配置屏幕和選項單時，通過與可編程邏輯控制器(plc)通信獲取要被運用、控制和/或監測的數據，並將這些數據顯示在屏幕上的系統。當hmi從用戶那裡接收到關於特定設備的操作指令的請求時，hmi根據plc請求與被請求的操作指令相應的對象的數據值，從plc接收與被請求的操作指令相應的響應數據，並將接收的響應數據顯示在例如觸控螢幕控制板的顯示裝置上，因此用戶可以使用hmi系統有效地監測、運用、並控制自動化設備。

在一個較大規模的自動化控制系統中，存在著各種各樣的hmi設備，操作人員可能需要在同一時刻與這些設備的hmi進行交互。雖然，現有dcs(分散控制系統)等控制系統，可將大量的設備操作集中到一定範圍的操作環境中，極大方便了操作人員工作。但是，在實際操作中的有時需要操作人員在不同的交互設備上進行來回操作，更有甚者有些操作參數需要手動從一個界面抄錄到另一設備界面，造成作業繁瑣、工作效率降低。

技術實現要素：

為了解決以上問題，本發明提出一種移動人機界面的系統和方法。採用本發明的移動人機界面的系統和方法，可以有效的降低工作人員在多個設備人機界面中的重複作業，提高生產效率，減輕工作負荷。

一種移動人機界面的方法，其包括如下步驟：

s100，對整個系統中需要使用到的hmi界面進行歸檔。

s200，行動裝置與固定設備通過近場通訊建立身份認證，彼此建立接觸關係。

s300，通過行動裝置上的手勢操作實現行動裝置hmi界面與固定設備hmi界面的互相交換。

優選的，s100中的每一個hmi界面在進行編號歸檔時，其在整個hmi系統中具有唯一的身份id。每一個hmi界面均可以以適當的形式形成於固定設備和行動裝置中。

優選的，s100中對每一個hmi界面進行編號歸檔的同時，需要對每一個界面中的數據組件(界面狀態的最小單位)進行編號，使其在此界面中具有唯一的身份id。以下給出數據組件(界面狀態的最小單位)的定義：此處的數據組件指的是界面組件，一般界面組件分為顯示與輸入兩大類型，而各個顯示組件、輸入組件中的數據決定了所處界面的狀態，數據組件(界面狀態的最小單位)就是指單個輸入組件或顯示組件。優選的，通過界面id+數據組件id的方式，可以定位到整個系統中唯一的人機互動數據。所述的界面id和數據組件id可存儲於固定設備、行動裝置或hmi界面伺服器中。

優選的，s100中的每一個hmi界面存儲在固定設備和/或行動裝置中。

優選的，s100中的每一個hmi界面存儲在hmi伺服器中，存儲在hmi伺服器中的界面需要在網絡條件下才能共享。

進一步的，所述的網絡包括有線網絡和無線網絡。所述的有線網絡和無線網絡根據網絡節點分布，可以分為廣域網(wan)、區域網(lan)、私人區域網(pan)、城域網(man)等通信網絡。

優選的，s200需要在有無線網絡的情況下才能進行身份認證，所述的無線網絡根據使用協議包括藍牙(bluetooth)、無線高保真(wifi)、紅外線數據協會(irda)、紫蜂(zigbee)、超寬帶(uwb)、近距離無線傳輸(nfc)、碼分多址(cdma)、演進數據優化(evdo)、單載波無線傳輸技術連結(1xrtt)、微波接入全球互通(wimax)、全球移動通信系統(gsm)、通用移動電信系統(umts)、長期演進(lte)、高速分組接入(hspa)、無線鏈路協議(rlp)、ieee802.11、ieee802.5，以及其他蜂窩或無線通信格式的組合、改進或者變形。所述的無線通訊節點的有效通訊距離為a，0.2m≤a≤200m。具體的，有效距離a的範圍根據無線通信網絡的協議而確定。如，當無線網絡為藍牙(bluetooth)、無線高保真(wifi)、紫蜂(zigbee)時，20m≤a≤200m；當無線網絡為超寬帶(uwb)時，0.2m≤a≤40m；；當無線網絡為紅外線數據協會(irda)時，a＝1m。以上有效距離均為現有技術，故不再贅述。

優選的，s200中當行動裝置與固定設備間的距離≤0.05m時，行動裝置與固定設備通過近場通訊建立身份認證，使得在無線通訊信道彼此建立hmi轉移連接，在hmi轉移連接的過程中，需要保持行動裝置和固定設備間的無線通訊連接暢通，不能中斷。

優選的，s200中行動裝置與固定設備通過近場通訊建立身份認證的過程如下：固定設備顯示框架四周布設有近場通訊讀寫模塊，該近場通訊節點模塊連續發出電磁波信號。行動裝置顯示框架四周布設有近場節點模塊。當行動裝置顯示框架與固定設備顯示框架的距離≤0.05m時，固定設備近場通訊讀寫模塊發出的電磁波信號場會激活行動裝置內的近場節點模塊，行動裝置四周的近場節點模塊通過電磁場收集能量，維持模塊的運作。當行動裝置四周的近場節點模塊被激活後，其會接收固定設備四周的近場通訊讀寫模塊命令，固定設備四周的近場通訊讀寫模塊每隔一段時間(如0.1秒)會發送讀取id號命令，行動裝置四周的近場節點模塊收到命令後會發出其本身的id號，該id號在整個系統中是唯一的。固定設備四周的近場通訊讀寫模塊讀取到行動裝置四周的近場節點模塊的id號後，根據其id在hmi伺服器中查詢到的相應的行動裝置註冊信息，包括行動裝置id、行動裝置的網絡地址、身份認證信息(電子證書)等必要信息，來確定是否向行動裝置發出連接請求。具體的，當固定設備四周的近場通訊讀寫模塊能夠讀取到行動裝置四周的近場節點模塊的id時，則向行動裝置發出連接請求，固定設備與行動裝置通過電子證書確認雙方身份建立數據通訊連接；當固定設備四周的近場通訊讀寫模塊不能夠讀取到行動裝置四周的近場節點模塊的id時，則固定設備四周的近場通訊讀寫模塊繼續輪詢。

優選的，s200中行動裝置與固定設備通過近場通訊建立身份認證的過程中決定了s300中的手勢方向。具體的，由於行動裝置顯示框四周布設的近場節點模塊各不相同，所以當行動裝置靠近固定設備時，可以判斷出行動裝置最先接近固定設備的點。通常行動裝置顯示框架為長方形，故其判斷出最先接近的點後，可以將該點定位到行動裝置顯示框架的一個邊上。當手勢從最先接近的邊滑向對向的邊時，表示固定設備上的hmi界面圖像信息投放到行動裝置上，同時固定設備失去hmi界面控制權。當手勢從最後接近的邊滑向最先接近的邊時，表示行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備上，同時行動裝置失去hmi界面控制權。

優選的，s200中行動裝置與固定設備建立身份認證的過程中，相同的固定設備只能與唯一一個行動裝置進行身份認證。進一步的，當同時有≥2個行動裝置與相同的固定設備進行身份認證時，固定設備隨機選擇一個行動裝置進行身份認證，建立彼此的接觸關係。進一步的，當有一個行動裝置與固定設備建立起彼此接觸關係後，固定設備將不會與其他的行動裝置再建立認證關係。

優選的，s300中包含兩個手勢，其中一個手勢用於將固定設備上的hmi界面圖像信息投放到行動裝置上；另外一個手勢用於將行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備上。

優選的，s300中，實現另外一個手勢，將行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備上時，行動裝置失去hmi界面控制權，同時行動裝置失去了與固定設備的接觸關係，當該行動裝置需要再次獲得hmi界面控制權時，該行動裝置需要重複步驟s200，再次進行身份認證，建立行動裝置與固定設備的接觸關係。

進一步的，s300中所述的用於將固定設備上的hmi界面圖像信息投放到行動裝置上的過程，包括如下步驟：

s311，行動裝置向所連接的固定設備發送界面數據獲取請求信息；

s312，所連接的固定設備接收到請求信息後，將界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等人機界面的所有數據通過通訊單元發送到行動裝置；

s313，行動裝置通過界面id從自身的存儲器或者hmi界面伺服器中搜索出相應的人機界面，並進行展示。

進一步的，s300中所述的用於將行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備的過程，包括如下步驟：

s321，行動裝置將界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等人機界面的所有數據通過通訊單元發送到所連接的固定設備；

s322，所連接的固定設備通過界面id從自身的存儲器或者hmi界面伺服器中搜索出相應的人機界面，並進行展示。

優選的，s300實現將固定設備上的hmi界面圖像信息投放到行動裝置上，並由行動裝置控制系統中的相應的設備工作的過程如下：

s311，行動裝置向所連接的固定設備發送界面數據獲取請求信息；

s312，所連接的固定設備接收到請求信息後，將界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等人機界面的所有數據通過通訊單元發送到行動裝置；

s313，行動裝置通過界面id從自身的存儲器或者hmi界面伺服器中搜索出相應的人機界面，並進行展示。

s314，行動裝置實現hmi界面展示後，固定設備的hmi界面被鎖定。

s315，行動裝置通過界面id+界面數據組件id定位到系統中唯一的人機交換數據；

s316，通過行動裝置的hmi界面輸入需要控制的人機交換數據；

s317，行動裝置的hmi界面輸入的需要控制的人機交換數據通過通訊單元傳送給系統中的plc，由plc控制系統中相應的設備或者反應釜工作。

優選的，s300實現將行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備，並由固定設備控制系統中的相應的設備工作的過程如下：

s321，行動裝置將界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等人機界面的所有數據通過通訊單元發送到所連接的固定設備；

s322，所連接的固定設備通過界面id從自身的存儲器或者hmi界面伺服器中搜索出相應的人機界面，並進行展示。

s323，固定設備實現hmi界面展示後，行動裝置的hmi界面被鎖定。

s324，固定設備通過界面id+界面數據組件id定位到系統中唯一的人機交換數據；

s325，通過固定設備的hmi界面輸入需要控制的人機交換數據；

s326，固定設備的hmi界面輸入的需要控制的人機交換數據通過通訊單元傳送給系統中的plc，由plc控制系統中相應的設備或者反應釜工作。

優選的，s300中固定設備與行動裝置只存在單一的hmi操作控制權。實現單一hmi操作控制權的方法如下：1.將所有能夠實現hmi控制的固定設備和行動裝置進行優先級劃分，通常情況下，固定設備具有較高的優先級別，行動裝置具有較低的優先級別。當固定設備多種時，需要對固定設備進行優先級劃分，比如機櫃hmi的操作優先級需要高於dsc系統的hmi操作優先級。2.當行動裝置在靠近固定設備時，通過身份認證，並取得hmi界面操作控制權後，固定設備上的hmi界面將進入鎖定狀態，不能再進行hmi界面輸入控制，同時固定設備上顯示解鎖按鈕。3.當進入操作的行動裝置的hmi界面主動退出操作時，其他設備上的hmi將被解鎖。4.優先級高的設備可以通過解鎖按鈕直接對hmi界面進行解鎖，奪取其hmi界面控制權，同時原先正在操作的hmi界面將被鎖死無法操作。

一種移動人機界面的系統，其包括固定設備、行動裝置、plc、工業化設備、有線和/或無線網絡。所述的固定設備和行動裝置中包含hmi界面產品。所述的行動裝置通過無線網絡與固定設備形成通訊，實現hmi界面的轉移；所述的行動裝置和所述的固定設備通過有線和/或無線網絡與plc形成通訊，將所述的行動裝置或固定設備的hmi界面數據輸入傳送給plc，從而實現plc對工業化設備的控制。

所述的固定設備包括固定在自動化控制系統中的包含有hmi界面的所有設備。例如電腦、機櫃設備等。

所述的行動裝置包括無線通信設備，例如電話、蜂窩電話、行動電話、智慧型電話、個人數字助理(pad)、電子閱讀器、計算機、平板設備、移動網際網路設備、或其他一些無線通訊裝置及其組合。

所述的工業化設備包括銑銷裝備、製造裝備、組裝裝備、包裝裝備、處理裝備等機械系統。

所述的固定設備和行動裝置內部均包含hmi界面產品。所述的hmi界面產品由硬體和軟體兩部分組成。其中，硬體包括控制器、顯示單元、輸入單元、通訊接口和數據存儲單元等。所述的控制器是hmi產品的核心單元，根據hmi的產品需求不同，控制器可以分別選用8位、16位、或者32位的伺服器。所述的顯示單元包括crt顯示器和lcd液晶顯示器等。所述的數據存儲單元用於存儲關於hmi界面的所有數據信息，例如界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等。hmi軟體一般分為兩部分，分別為運行於hmi硬體中的系統軟體和運行於pc機windows作業系統下的畫面組態軟體，使用時都必須先實用hmi的畫面組態軟體製作「工程文件夾」，再通過pc機和hmi產品的串行通訊口，把編制好的「工程文件夾」下載到hmi的伺服器中運行。

所述的plc的結構基本相同，均包含電源、cpu、儲存器和輸入輸出電路、擴展接口和通信接口等。其中所述的cpu通過地址總線、數據總線、控制總線與儲存器、輸入輸出接口、通信接口、擴展接口相連。所述的cpu不斷採集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統輸出，通常情況下，一般的cpu包含控制器、運算器和寄存器。所述的儲存器包含系統寄存器和用戶寄存器，其中，系統寄存器用來存放plc的系統程序，用戶寄存器用於寄存plc的用戶程序。所述的輸入接口電路的作用是將按鈕、行程開關或傳感器等產生的信號輸入到cpu，所述的輸出接口電路的作用是將cpu向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。

所述的有線和/或無線網絡根據網絡節點分布，可以分為廣域網(wan)、區域網(lan)、私人區域網(pan)、城域網(man)或其他一些類型的通信網絡。

所述的無線網絡根據使用協議包括藍牙(bluetooth)、無線高保真(wifi)、紅外線數據協會(irda)、紫蜂(zigbee)、超寬帶(uwb)、碼分多址(cdma)、演進數據優化(evdo)、單載波無線傳輸技術連結(1xrtt)、微波接入全球互通(wimax)、全球移動通信系統(gsm)、通用移動電信系統(umts)、長期演進(lte)、高速分組接入(hspa)、無線鏈路協議(rlp)、ieee802.11、ieee802.5，以及其他蜂窩或無線通信格式的組合、改進或者變形。

在一些實施例中，所述的有線和/或無線網絡，和所述的無線網絡可以為單個通信網絡。

所述的固定設備內部及四周都布置了無線通訊節點，所述的無線通訊節點的有效通訊距離為a，0.2m≤a≤200m。具體的，有效距離a的範圍根據無線通信網絡的協議而確定。如，當無線網絡為藍牙(bluetooth)、無線高保真(wifi)、紫蜂(zigbee)時，20m≤a≤200m；當無線網絡為超寬帶(uwb)時，0.2m≤a≤40m；當無線網絡為紅外線數據協會(irda)時，a＝1m。以上有效距離均為現有技術，故不再贅述。

以上所述的無線通訊節點根據不同的協議有不同的拓撲結構，具體的，當採用無線網絡為藍牙(bluetooth)時，無線通訊節點之間採用點對點通訊拓撲結構，無線通訊節點之間通訊握手信息通過近場通訊傳輸互交。當採用無線高保真(wifi)時，無線通訊節點之間通過ap組成星形網絡。當採用紫蜂(zigbee)時，無線通訊節點之間通過匯聚節點組成星形網絡。無線網絡為超寬帶(uwb)時，無線通訊節點之間通過ap組成星形網絡。當無線網絡為紅外線數據協會(irda)時，無線通訊節點之間採用點對點通訊拓撲結構。

附圖說明

圖1為用移動人機界面的方法進行自動化控制的系統。

圖2為一種移動人機界面的方法。

圖3為對hmi界面進行歸檔的方法。

圖4為行動裝置與固定設備建立身份認證的方法。

圖5為將固定設備上的hmi界面圖像信息投放到行動裝置上，並用行動裝置的hmi輸入控制工業設備的方法。

圖6為將行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備上，並用固定設備的hmi輸入控制工業設備的方法。

圖7為固定設備或行動裝置獲取單一的hmi界面操作控制權的方法。

圖8為行動裝置或固定設備內部hmi模塊結構示意圖。

圖9為plc內部模塊結構示意圖。

主要元件符號說明：

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式：

如圖1所示，為用移動人機界面的方法進行自動化控制的系統。其包括非行動裝置100、行動裝置200、plc300、工業化設備400、有線網絡520、無線網絡510。所述的非行動裝置100和行動裝置200中包含hmi界面產品。所述的行動裝置200通過無線網絡510與非行動裝置100形成通訊，實現hmi界面的轉移；所述的行動裝置200和所述的非行動裝置100通過有線網絡520和/或無線網絡510與plc300形成通訊，將所述的行動裝置200或非行動裝置100的hmi界面數據輸入傳送給plc300，從而實現plc300對工業化設備400的控制。

在一些實施案例中，所述的非行動裝置100包括固定在自動化控制系統中的包含有hmi界面的所有設備。例如電腦、機櫃設備、壓力控制設備、真空控制設備、流量控制設備、溫度控制設備、傳送控制設備等。

在一些實施案例中，所述的行動裝置200包括無線通信設備，例如電話、蜂窩電話、行動電話、智慧型電話、個人數字助理(pad)、電子閱讀器、計算機、平板設備、移動網際網路設備、或其他一些無線通訊裝置及其組合。

在一些實施案例中，所述的工業化設備包括銑銷裝備、製造裝備、組裝裝備、包裝裝備、處理裝備等機械系統。

如圖2所示，為一種移動人機界面的方法，其主要包括以下三個步驟：

s100，對整個系統中需要使用到的hmi界面進行歸檔。

s200，行動裝置200與固定設備100通過近場通訊建立身份認證，彼此建立接觸關係。

s300，通過行動裝置200上的手勢操作實現行動裝置200hmi界面與固定設備100hmi界面的互相交換。

如圖3所示，為對hmi界面進行歸檔的方法，其主要包括以下幾個步驟：

s110，對hmi界面進行編號，獲取hmi界面身份id。

s120，對每一個hmi中的數據組件進行編號，獲取hmi界面數據組件身份id。

s130，由hmi界面id+界面數據組件id定位到唯一的人機交換數據。

如圖4所示，為行動裝置與固定設備建立身份認證的方法，其包括如下步驟：

s210，行動裝置顯示框接近固定設備顯示框，控制兩者之間的距離≤0.05m。

s220，固定設備近場通訊讀寫模塊連續發出電磁波信號場，用來激活行動裝置四周的近場節點模塊。

s230，行動裝置四周的近場節點模塊被激活後，接收固定設備四周的近場通訊讀寫模塊發送的讀取id命令。

s240，固定設備四周的近場通訊讀寫模塊讀取到行動裝置四周的近場節點模塊的id號後，根據其id在hmi伺服器中查詢到的相應的行動裝置註冊信息，包括行動裝置id、行動裝置的網絡地址、身份認證信息(電子證書)等必要信息，來確定是否向行動裝置發出連接請求。

s250，當固定設備四周的近場通訊讀寫模塊能夠讀取到行動裝置四周的近場節點模塊的id時，向行動裝置發出連接請求，固定設備與行動裝置通過電子證書確認雙方身份建立數據通訊連接

s260，當固定設備四周的近場通訊讀寫模塊不能夠讀取到行動裝置四周的近場節點模塊的id時，固定設備四周的近場通訊讀寫模塊繼續輪詢。

如圖5所示，為將固定設備上的hmi界面圖像信息投放到行動裝置上，並用行動裝置的hmi輸入控制工業設備的方法，其主要包括如下步驟：

s311，行動裝置向所連接的固定設備發送界面數據獲取請求信息；

s312，所連接的固定設備接收到請求信息後，將界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等人機界面的所有數據通過通訊單元發送到行動裝置；

s313，行動裝置通過界面id從自身的存儲器或者hmi界面伺服器中搜索出相應的人機界面，並進行展示。

s314，行動裝置實現hmi界面展示後，固定設備的hmi界面被鎖定。

s315，行動裝置通過界面id+界面數據組件id定位到系統中唯一的人機交換數據；

s316，通過行動裝置的hmi界面輸入需要控制的人機交換數據；

s317，行動裝置的hmi界面輸入的需要控制的人機交換數據通過通訊單元傳送給系統中的plc，由plc控制系統中相應的設備或者反應釜工作。

如圖6所示，為將行動裝置上的hmi界面圖像信息投放到固定設備上，並用固定設備的hmi輸入控制工業設備的方法，其主要包括如下步驟：

s321，固定設備向所連接的行動裝置發送界面數據獲取請求信息；

s322，行動裝置將界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等人機界面的所有數據通過通訊單元發送到所連接的固定設備；

s323，所連接的固定設備通過界面id從自身的存儲器或者hmi界面伺服器中搜索出相應的人機界面，並進行展示。

s324，固定設備實現hmi界面展示後，行動裝置的hmi界面被鎖定。

s325，固定設備通過界面id+界面數據組件id定位到系統中唯一的人機交換數據；

s326，通過固定設備的hmi界面輸入需要控制的人機交換數據；

s327，固定設備的hmi界面輸入的需要控制的人機交換數據通過通訊單元傳送給系統中的plc，由plc控制系統中相應的設備或者反應釜工作。

如圖7所示，為固定設備或行動裝置獲取單一的hmi界面操作控制權的方法，其主要包括如下步驟：

s331，將所有能夠實現hmi控制的固定設備和行動裝置進行優先級劃分。固定設備具有較高的優先級別，行動裝置具有較低的優先級別。當固定設備多種時，需要對固定設備進行優先級劃分，比如機櫃hmi的操作優先級需要高於dsc系統的hmi操作優先級。

s332，當行動裝置在靠近固定設備時，通過身份認證，並取得hmi界面操作控制權後，固定設備上的hmi界面將進入鎖定狀態，不能再進行hmi界面輸入控制，同時固定設備上顯示解鎖按鈕。

s333，當進入操作的行動裝置的hmi界面主動退出操作時，其他設備上的hmi將被解鎖，其他設備獲取hmi界面控制權。

s334，優先級高的設備可以通過解鎖按鈕直接對hmi界面進行解鎖，奪取其hmi界面控制權，同時原先正在操作的hmi界面將被鎖死無法操作。

如圖8所示，為行動裝置200或固定設備100內部hmi模塊結構示意圖。所述的hmi界面產品由硬體10和軟體20兩部分組成。其中，硬體10包括控制器15、顯示單元12、輸入單元13、通訊接口11和數據存儲單元14等。所述的控制器15是hmi產品的核心單元，根據hmi的產品需求不同，控制器15可以分別選用8位、16位、或者32位的伺服器。所述的顯示單元12包括crt顯示器和lcd液晶顯示器等。所述的數據存儲單元14用於存儲關於hmi界面的所有數據信息，例如界面id、界面數據組件id、界面狀態數據、顯示的數據源連結、數據值等。hmi軟體20一般分為兩部分，分別為運行於hmi硬體10中的系統軟體和運行於pc機windows作業系統下的畫面組態軟體，使用時都必須先實用hmi的畫面組態軟體製作「工程文件夾」，再通過pc機和hmi產品的串行通訊口，把編制好的「工程文件夾」下載到hmi的伺服器中運行。

在一些實施案例中，固定設備包含dcs系統時，dcs的系統hmi軟體在操作過程中，顯示數據直接從dcs系統中獲取，操作數據直接寫入dcs系統，再由dcs系統寫入plc中，從而達到控制plc的目的。

在另外一些實施案例中，固定設備包含有機櫃hmi軟體系統時，機櫃hmi系統軟體通過直接與plc物理連接建立數據通訊，一般物理連接方式有rs485、乙太網、can等。機櫃hmi軟體直接訪問plc物理寄存器地址，實現讀取與寫入，從而達到控制plc的目的。

如圖9所示，為plc內部結構模塊示意圖。plc的結構基本相同，均包含電源、cpu、儲存器304和輸入輸出電路、擴展接口和通信接口等。其中所述的cpu通過地址總線、數據總線、控制總線與儲存器、輸入輸出接口、通信接口、擴展接口相連。所述的cpu不斷採集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統輸出，通常情況下，一般的cpu包含控制器、運算器和寄存器。所述的儲存器包含系統寄存器和用戶寄存器，其中，系統寄存器用來存放plc的系統程序，用戶寄存器用於寄存plc的用戶程序。所述的輸入接口電路的作用是將按鈕、行程開關或傳感器等產生的信號輸入到cpu，所述的輸出接口電路的作用是將cpu向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。