“百闻不如一见。”在很多年前，这种情况很普遍。随着计算机摄像头系统和高速网络应用的出现，这句话不再准确了。技术的进步和令人振奋的新技术在工业系统领域大展拳脚，是时候修改这句话了。得益于处理能力的飞速提升、越来越大的内存容量以及更多的摄像头功能，现代工业车间越来越多地将视频应用引入其作业过程和HMI中，移动的图像可以使操作人员身临其境。
        近些年来，技术愈发进步，成本也在下降，生产环节对于视频的需求也在稳步提升。对于控制系统来说，视屏功能正在成为必备选项，它可以十分经济地完成检查任务，而这些任务以前都是由电容式和电感式接近传感器和光电传感器来完成的。功能强大的软件支持高速检测。现在，视频的应用更加广泛，已经在HMI领域中找到了用武之地，它能够解决各种问题，优点颇多。
        据Cisco公司的加工业垂直解决方案设计师Chris Haley称CONTROL ENGINEERING China版权所有，在大规模应用之前，产品的视频能力足以左右其市场地位。他说道：“在过去两年间，具有视频功能的终端数量成倍激增，这就是人们对这种功能需求的直接证明。它将如何发展？随着工业的发展，我们将拭目以待。”
        一场完美的改进风暴
        技术的进步和成本的降低使视频比以往任何时候都更具吸引力，增加视频功能对大多数工厂而言是一种切实可行且经济的方案。Haley引述了当前加工制造业内推动视频应用增长的两种趋势。“第一种，我们看到一线工人正转变为技术更熟练的员工，”他说道，“工业自动化和仪表技术已经变得更加复杂，对工人的需求也跟高，工人必须能够理解生产工艺，能够对实时信息做出响应。第二种趋势就是今天我们正经历着视觉文化，特别是年轻的工人，他们能够对所见到的做出更有效的响应，而不是对文字或者数值数据。而视频恰恰能够为他们提供所需要的视觉信息——能够及时回馈给后端架构，并帮助提升生产力的信息。”
        视频通常基于如下两种主要原因而被植入HMI中：
        •需要对生产车间或远程区域进行实时监控和检查；
        •维护程序所需或者基于培训目的的历史数据保存和回放功能。
        相关应用包括将视频图像灵活并且经济地发送至多个位置、控制室和办公室，或者从上述区域获取视频图像。支持视频的HMI也能够提供对工厂安全性和安保的监视控制工程网版权所有，对于维护和培训工作，它能起指导工具的作用。最为重要的是，视频对于远程监控十分关键。“对于远程站点的过程控制自动化来说，实时的视频反馈能够提供多种好处，”研华公司的产品经理Mark Lochhaas说道，“如果报警能够提示问题发生，那么实时视频就能够告诉你到底发生了什么。”
        Maple Systems公司的工程部经理Sam Schuy指出，工厂为何使用视频功能具有不同的原因，“从用来实现监控作业的机器视觉、产品质量监控到安全和安保，目的多种多样。视频能够确保制造商生产出了它们计划中的产品。大多数情况下，HMI都配备了视频功能，所以工厂可以做视频记录，不仅仅出于安保目的，还可以捕捉异常事件和报警响应。摄像头可以保存当时状况的精确的图像记录。”

视频能够确保制造商按计划生产出相应的产品。视频还能够捕捉异常状况并做视频记录，
支持质量控制和过程优化。图片来源：Maple Systems 公司。

        今天，对于集成了计算机、配有触摸屏并且联网的开放式系统来说，增加视频功能相对容易一些，Lchhaas补充道：“大多数现代视频摄像头系统都具有驱动程序，可以植入应用当中，大多数基于Windows系统的大型HMI平台通常都具有用来操作视频和其他任务的硬件和软件。”
        改变我们工作的方式
        今天HMI的功能比以前大为提升。“HMI具有高智能，足以控制界面并进行本地显示，还能够与安装现场的网络互连，”IEE公司的商业开发部门副总裁Steve Motter说道，“5年前，处理视频文件是一个挑战，但是当今时代的掌上电脑和平板电脑使共享视频信息成为一项非常基本的功能，现在视频甚至可以内嵌于晶体硅中。无需付出巨大的投资或者较高的功率损耗，就能够使用最新的显示界面来支持这些功能。”
        Schuy说道：不可否认的是，将摄像头与HMI相连要求巨大的系统资源。仅仅几年前，HMI的功率还不足以支持采集视频并完成其他任务。 “但是今天的处理器功能更加强大，HMI具有足够的内存空间支持视频系统的作业，而不会减低HMI的性能。”他补充道。

在HMI中集成视频功能的技术已经获得了长足的发展，对于大多数的开放式HMI平台来说，
这种功能几乎是标准配置。图片来源：Eaton 公司。

        虽然成本的降低毫无疑问，视频系统仍旧是一项相当大的投资，硬件仅仅是投资的一部分。投资的很大部分来自于配置HMI系统来完成目标任务所花费的时间和人工成本。Eaton公司的先进解决方案和连通部门经理Richard Harwell说道，视频技术已经获得了长足进步，“但是其被接纳的程度仍旧相差很远。对于大多数开放HMI平台，视频能力几乎是标准配置，但是在应用端仍旧充满障碍。”
        Motter同意道，对于不同的应用，将视频功能整合到HMI中具有不同的挑战。他说道：“最终用户需要了解过程信息和运行参数。视频应该监控些什么？过程运转的速度是多少？信息传输的速率应该是多少？需要多少的带宽？需要多少图像解析度？”
        对于National Instruments公司的嵌入式系统产品市场工程师Michael Sopko来说，文化差异也影响了HMI对于视频功能的接纳和采用。“使用宽屏平板电视的工人也希望在生产车间中看到同样的高技术方案。”他说道，“为什么不能在工业中也采用这种宽屏显示？”

NI公司推出的Data Dashboard for LabVIEW应用程序，可以帮助工程师和科学家使用iOS和安卓移动设备中的离散嵌入式系统来浏览数据。使用此工具可以快速定义量程区间、图表和其他指标，并将它们映射到来自于监控系统的网络发布LabVIEW变量中。

        Eaton公司的Harwell将这种差异称为代沟。他说道：“大多数情况下，年轻的工人对于视频技术的接纳程度更高。事实上，他们期待在工厂中使用这种技术。随着那些对YouTube耳熟能详的年轻员工期望在工厂中看到同样的技术，HMI对于视频功能的接纳程度也会越来越高。这些技术不仅改变了我们工作的方式，还改变了我们生活的方式。”
        没有理由不采用视频功能
        没有理由不在你的系统、过程和作业中增加视频功能。视频是能够快速显示大量信息的最好的方法之一，它能够帮助操作人员做出决策。在视屏功能能够给自动化系统和操作人员带来的巨大好处面前，任何应用上的挑战都显得微不足道。
        有了无线技术，为HMI增加视频功能变得更有吸引力。艾默生过程管理公司无线产品市场高级经理Neil Peterson指出，在过程领域，视频功能历来占有一席之地，“但是在这些系统中布线的成本颇高。不过，随着因特网技术和以太网技术已经成为一种标准配置，以及视频供应商推出编码器，允许视频信号无线传输，促进了视频技术的普及。近10年来出现的成像、编码和存储技术，也给视频系统增加了难以置信的功能特性。现在有多种方法可以选择，以满足不同需求。”
        为HMI系统安装视频功能的成本并不昂贵，Peterson立即补充道：“特别是对于那些无线系统，利用现有的Wi-Fi基础设备可以带来材料和人工上的巨大节省。”
        NI公司的Sopko在无线技术的基础上又做了进一步的展望——平板电脑将会和具有无线视频功能的HMI一样将发挥巨大作用。他说道：“平板电脑目前还不够耐用，但是终有一天它们会足够耐用。”安全性也是一个考虑因素，但并非不可以逾越的鸿沟。“平板电脑技术大有潜力。”
        无线或者有线，视频技术在HMI系统中以各种形式出现，带来了多种好处。企业和工厂管理人员以及执行人员明白，信息完备，雇员才能够更具效率。Cisco公司的Haley说道：“视频很有用处，你可以使用生产系统来为工厂人员提供信息。它能够改善通讯，相应地，人员配合度就更好。工厂可以使用通用架构将工厂车间的实时视频反馈集成到HMI屏幕上，并让更多人能够获取这些信息。”
        价格合理、安全可行
        业界越来越多地意识到在HMI系统中集成视频功能的好处。工厂需要能够监视作业细节，以便做出合适的响应。支持视频的HMI应用现在已经被大多数工厂所采用，NI公司的Sopko说道：“是否采用视频功能最终取决于要求和成本以及HMI系统所能提供的明显优势。”
        支持视频功能的HMI能够提供对生产系统更为详实的描绘，拓展了日常作业和维护的方法，并带来改进。Sopko继续道：“具有这些设备的人机界面非常重要，视频应用提供了一种相对简便的配置工具，这可能正是视频技术获得长足发展的最主要的原因之一。按时按需地迅速开发出功能强大的HMI的关键就在于灵活性。生产企业希望能够提升效率，降低故障，下一代的显示工具恰恰能够兼顾这两种需求，通过实时图像浏览，作业人员能够与其他系统交互，在故障发生之前做出响应。”
        既然视频技术在HMI中找到了自身的立足之地，它就需要一种基本的架构，来支持这种需求。Haley评述道：“很多制造企业由于经济不景气而勒紧了裤带，在视频技术上的投入也被削减。这是一个阻碍，在整个生产过程中采用统一的协议或者架构不仅仅为推广视频创造了方便，还给工厂带来了灵活性。今天的美国正在见证制造业的复兴，具有最先进系统、设备和架构的企业必将在竞争中处于优势地位。”
        艾默生公司的Peterson预测视频技术的未来是“无处不在的”。想象一下未来每个人都手持一部摄像机或者每一个安全帽上都有一个摄像头。他问道：“在评价视频技术是否具有优点的时候，只需想象一下如果没有视频记录将会怎样，如果没有监控又将怎样？视频能够避免一系列问题。采用Wi-Fi架构能够削减成本，增加灵活性，还能够支持其他应用。负责故障排查和设备维护的工人能够在10分钟内向位于10小时车程之外的专家寻求技术支持。效率更高，经验丰富的员工和新手之间的信息传达也更为灵便。几年之前，这种视频系统价格高昂，而今天它们价格合理，且安全可行。”
        国内知名的学术专家和企业代表就上述内容结合中国实际发表了各自的观点：
安部孝普洛菲斯国际贸易（上海）有限公司
总经理
视频功能是HMI 产品的一项增值应用。就Pro-face 而言， 包括三种，其一是通过视频播放功能，播放一段预先 录制在HMI CF 卡上的视频文件，其内容可以是操作和维 护指令说明等。其二是事件报警录像功能，可在HMI 上记 录报警触发前后一定时间内的现场视频图像，用其分析错 误日志，并辅助故障排除。其三是上位PC 通过以太网远程 查看HMI 所连摄像头的实时图像，远程监控生产情况。通 过视频功能用户可减少现场操作和维护的工时，提高效率。
吴越年艾默生过程管理公司
智能无线业务总监
CCTV 视频监视一直用于监视工厂区域生产设备及环境 安全，这是工厂安全管理的重要措施之一。随着网络 技术的发展，艾默生又开发出Wi-Fi 标准的无线移动式交 流设备（Frontline Communicator），包括便携式摄像头、 耳机和麦克风。维修工程师可配备此设备深入现场，同时 与远程专家进行实时对话，根据现场视频共同寻找和排除 故障。这种现场维修方案颠覆了工厂以往的维修模式，除 能降低维修成本和提高故障排除率这些优势外，更重大的 意义在于充分利用和保护人力资源，最大程度地发挥专家 的价值。
陆伯德  施耐德电气工业事业部中国区
控制与系统架构产品市场经理
做为人机交互的重要设备控制工程网版权所有，HMI 发挥的作用越来越大。 客户对HMI 的功能期望也越来越高，已经不仅仅停留 在简单的替代按钮指示灯的功能上。 随着人工成本的上升，更少的人工投入成为一种趋势，所 以对距离操控平台较远的关键设备的监控将会是个必然的需 求。以往，客户会在HMI 旁再安装一套视频系统CONTROL ENGINEERING China版权所有，现在带有 视频的HMI 功能将简化设备。除了生产线www.cechina.cn，在一些危险场合 或者人力资源相对紧张的情况都可以应用。当前施耐德电气 HMI 产品GT 系列支持视频功能，其在多种场合的应用亦得到 了广泛赞誉。
徐培修  研华（中国）公司研华工业自动化事业群
产品经理
HMI 的功能日益强大，突破了以往仅显示及监控的简 单功能。在某些场合，传统的文本数据及图形显示已 不能满足其需求，用户要求能无缝的看到工业现场所发生 的各种现象，视频信号即为很重要的一种监控功能。以风 电为例：用户可透过研华开放式平板电脑轻松整合视频信 号，实时监控到风机内部变速箱运转的情况。新一代开放 式HMI 整合了运算、通讯、控制、采集等各种功能，满足 用户对工业人机界面的多种应用需求。