用 Schneider Electric Pro-face™ HMI 实现可视化和边缘连接

工业操作员终端必须为自动化基础设施和机器人设备提供可靠的可视化和控制功能，并能承受恶劣的条件。工程师们更青睐可提供多种显示屏尺寸、支持节能操作且专为扩展部署而设计的 IIoT 就绪型 HMI。

本文探讨 Schneider Electric 的 Pro-face HMI 产品组合如何支持包装、物料搬运、装配和加工应用中的自动化要求。ST6000 型号（如 PFXST6500WADE）提供高分辨率 TFT 显示屏、低功耗、LED 背光和 IP65F 级前端。基于万维网的 STW6000 终端（如 PFXSTW6200WAD）无需依赖电脑，可通过标准网络浏览器实现远程可视化。对于需要板载逻辑的应用，STC6000 装置（如 PFXSTC6300TADDKE）将 HMI 和控制功能集成在一个硬件封装中。

在整个产品系列中，Pro-face HMI 支持 HTML5 可视化、多个以太网和串行接口以及常见的工业协议，包括 OPC UA、MQTT 和 Modbus。多种屏幕尺寸、安装方式和配件可直接集成到 OEM 设备、升级和改造面板中。IP 级结构、宽温度范围和可选的保形涂层支持食品饮料、物料搬运和加工控制环境，同时在不同型号之间保持一致的操作界面。

工业自动化对 HMI 的要求

自动化工业设备依靠操作员终端在生产硬件和监控系统之间架起桥梁。HMI 必须提供可靠的可视化、可预测的输入响应时间以及与 PLC、驱动器和分布式 I/O 进行确定性通信的能力。在整个工厂车间，人们的期望是一致的：快速的屏幕更新、直观的界面、坚固的结构以及可简化维护计划的更长产品生命周期。

随着工厂采用 IIoT 架构并实施数据驱动的优化，网络连接正越来越多地决定着 HMI 的选择。以前作为孤立资产运行的机器，现在可以与 IT 和 OT 系统互动，进行诊断、远程访问和分析。这需要基于浏览器访问的 HTML5 可视化，以及与历史记录、SCADA 系统和云平台进行数据交换的工业协议，如 OPC UA、MQTT 和 Modbus。随着系统的发展，向后兼容性和固件连续性减少了重新验证和集成的需要。

环境和硬件考虑因素

环境耐久性也是 HMI 的核心要求。食品和饮料生产线、包装系统以及室外售货亭经常将终端暴露在化学药剂冲洗、极端温度变化、多灰尘、高振动的环境中。IP 级密封、LED 背光、宽工作温度范围和可选的保形涂层可防止意外死机。

面板空间、电源预算和材料清单 (BOM) 成本进一步影响着 HMI 的选择。终端必须提供足够的处理资源和通信端口，且不需要不必要的硬件。许多 OEM 将模块化产品系列标准化，在不同尺寸和性能的显示器上共享通用的开发环境，从而简化了部署和长期支持。Schneider Electric 的 Pro-face 产品组合通过三个核心 HMI 系列来满足这些要求，每个系列都针对特定的部署方案进行了优化。

可视化专用终端（ST6000 系列）

Schneider Electric 的 Pro-face ST6000 系列为需要本地可视化而无板载控制逻辑的机器提供了面板安装式 HMI 架构。高分辨率 TFT 显示屏和 LED 背光可确保在不同环境光线条件下和冲洗过程中的可视性，同时降低了密封机箱的热负载和功耗。前面板的防护等级为 IP65F，可防灰尘、水雾和清洁剂，便于在食品、饮料和物料搬运设备中使用。

图 1. Schneider Electric Pro-face ST6000 基本型 HMI 通过高亮度 TFT 显示屏、IP65 级前端密封和低功耗 LED 背光提供本地可视化，确保了在密封机柜中的高效运行。（图片来源：Schneider Electric）

ST6000 平台跨越多种屏幕尺寸和宽高比，使得紧凑型 OEM 机器和全尺寸操作员站的界面布局都能保持一致。标准安装选件可为升级或改装项目提供即插即用的更换，通用软件工具可减少向不同地区或客户运送产品变型时的工程工作量。由于不同型号的界面保持了一致，因此在设备更新时，操作员和技术人员无需重新学习导航或警报处理。

通过多个以太网端口、RS-232/485 接口和用于记录、数据传输以及与 PLC 和驱动器直接集成的 SD 卡，连接能力可支持各种现代和传统设备。HTML5 可视化技术可通过浏览器进行诊断或远程协助，无需专用客户端软件。

紧凑的硬件尺寸有助于减少面板深度，Schneider 的 Pro-face BLUE 软件环境可重复使用屏幕对象、警报横幅和趋势图，从而缩短调试时间。对于需要耐用、低功耗、本地可视化和长期供应窗口的机器制造商来说，ST6000 系列提供了一个标准化平台，无需多余的控制硬件。

基于浏览器的可视化（STW6000 系列）

Schneider Electric 的 Pro-face STW6000 系列为需要远程访问和简化维护的设备提供了基于网络的 HMI 架构。终端可在标准浏览器中呈现 HTML5 屏幕，让操作员和技术人员无需客户端软件即可通过平板电脑或笔记本电脑访问相同的界面。这就减少了诊断故障或支持分布式资产所花费的时间。

图 2.Schneider Electric Pro-face STW6000 Web HMI 提供基于 HTML5 的浏览器可视化和集中化更新，可实现 IIoT 架构和分布式资产的远程诊断。（图片来源：Schneider Electric）

STW6000 硬件保持了与 ST6000 平台相同的工业特性，包括 IP 级前面板、LED 背光和宽工作温度范围。这种一致性能够让 OEM 在各种设备（包括各种清洗设备、高湿度机柜以及通用包装设备或材料搬运机械）间实现标准化的可视化。这种设计适用于嵌入式安装和浅外壳，有助于在空间有限的机器中减少面板深度。

由于可视化使用标准的网络技术，因此屏幕和诊断更新都是集中分发的。工程团队无需访问每台机器即可部署接口更改，从而缩短了多线部署的调试时间，并提高了改造效率。操作员和维护人员可以通过任何具有适当访问权限的联网设备访问警报、I/O 状态和配置数据，从而更高效地排除故障。

STW6000 通信支持现代 IIoT 架构。这些终端运行 OPC UA、MQTT 和 Modbus，可与 PLC、SCADA 服务器和云分析装置进行直接数据交换。以太网端口可实现控制和服务网络的分割或隔离，而串行接口则可连接传统设备。

对于输送系统、拾放装置、小型包装模块或远程 OEM 机器，STW6000 系列无需电脑即可实现可视化。基于浏览器的访问减少了支持工具，实现了跨设备的界面标准化，并能对分布式资产进行集中维护。

集成式逻辑和控制（STC6000 系列）

有些自动化设备需要可视化和本地控制，却没有费钱、费空间的独立 PLC 和 HMI。Schneider Electric 的 Pro-face STC6000 系列在单一平台上集成了 HMI 功能和板载逻辑，减少了元件数量，简化了面板布局。这种方式对于空间和布线复杂度有限的紧凑型机器、隔离式输送机和独立自动化单元尤为有效。

图 3. Schneider Electric Pro-face STC6000 在单个紧凑的终端中集成了逻辑和可视化功能，最大限度地减少了模块化或独立自动化系统的布线和控制硬件。（图片来源：Schneider Electric）

STC6000 装置提供与 ST6000 平台相同的高分辨率 TFT 显示屏、LED 背光和 IP 级前面板。通过熟悉的开发环境，工程师可以配置屏幕、警报、趋势对象和数据记录，同时在同一工具链中对控制行为进行编程。I/O 直接映射到本地模块或联网模块，而无需对分立控制器进行布线，从而最大限度地缩短了装配时间，减少了需要维护的现场设备数量。

集成逻辑可为基本排序、联锁和机器安全功能提供确定的性能，无需完整的 PLC。与以太网和串行接口结合使用时，终端可与驱动器、传感器和上游控制器协调，同时保持对启/停指令、设定点和警报处理的本地权限。对于提供模块化设备的 OEM 来说，这种架构可实现标准化设计，既可作为独立站使用，也可连接到更大的自动化网络。

网络协议兼容更广泛的 Pro-face 产品系列。STC6000 终端支持 OPC UA、MQTT 和 Modbus，可与 SCADA、MES 和云分析系统进行数据交换，无需外部网关即可采集机器诊断和生产指标。基于浏览器的访问允许远程服务和监控可视化，并在不同尺寸的显示器上提供一致的界面。

选择最优 HMI

可视化要求、环境条件、网络结构和可用面板空间是选择 HMI 的指导因素。对于只需要本地操作员交互的设备，Pro-face ST6000 系列提供了高效的面板安装选项。部署在有限深度机柜或高温区域的机器可受益于低功耗 LED 背光，降低了热负载。

对于分布式或远程服务资产，Pro-face STW6000 可通过标准设备提供基于浏览器的访问，从而简化了诊断和更新。当需要可视化和本地化控制时，Pro-face STC6000 将逻辑和 HMI 功能集成在一个平台上，减少了布线和机箱尺寸，同时保持了确定性排序和警报处理。

环境和生命周期因素也是选择的指导因素。IP65F 级前端、宽温度容差和可选的保形涂层使其能够在恶劣的冲洗或多尘环境中运行。扩大 Pro-face 系列产品的供应时间跨度，能够让 OEM 在连续几代机器上保持一致的界面，从而最大限度地减少重新验证和重新培训的工作量。

表 1 汇总了主要应用环境，并标明了每种使用情况下的最优 HMI 系列。

表 1：针对某些目标应用推荐的 Pro-face 系列。

结语

Schneider Electric 的 Pro-face 终端为需要可靠可视化、现代化连接和延长产品供应时间跨度的 OEM 和机器制造商提供了一个可扩展的 HMI 平台。ST6000 系列提供传统的面板安装式操作界面，STW6000 可实现基于浏览器的访问，无需依赖 PC，而 STC6000 则将可视化和逻辑功能集成在单个装置中，适用于紧凑型设备。该产品组合采用 HTML5 可视化、工业协议和 IP 级结构，支持包装、物料搬运、食品、饮料和加工应用，同时不同型号之间保持了一致的用户界面。