微軟公司的Windows 操作系統(tǒng)以及圖形用戶界面（GUI）的使用為自動化軟件提供了一種通過二維圖形符號來監(jiān)視和控制設(shè)備的方法。隨著時間的推移，這些圖形符號在功能性和復(fù)雜性方面不斷成長。處理器從32 位進(jìn)化到64位，而且在過程控制中引入了典范轉(zhuǎn)移。對于任務(wù)來說很關(guān)鍵的數(shù)據(jù)采集能夠以驚人的速度完成，而之前在HMI/SCADA 軟件中使用的二維圖像可以很快地以三維方式描繪出來，可以栩栩如生地將所連接的物體和環(huán)境展示出來。

創(chuàng)新一直在繼續(xù)。PLC 為基于PC 的控制提供了必要性，由于后者的存在，GUI 的使用才使得操作員的工作更簡單了，進(jìn)一步帶來了圖形處理方面的進(jìn)步。下一步是使用具有“數(shù)字雙胞胎”的全息信息處理設(shè)備。

在生產(chǎn)制造或過程控制的應(yīng)用中，與全息計算設(shè)備的兼容性是眾多AR 和數(shù)據(jù)移動功能之一。在現(xiàn)代HMI/SCADA 軟件中其他的基于位置的功能包括：

• NFC（近場通訊）使用戶可以在不使用物理連接的情況下與所支持的設(shè)備進(jìn)行連接，用戶可以通過自動連接遠(yuǎn)程地對數(shù)據(jù)和設(shè)定進(jìn)行監(jiān)控或配置，而不需要更多的設(shè)備設(shè)施。

• GPS（全球定位系統(tǒng)）利用經(jīng)緯度信息來顯示與該位置相關(guān)的數(shù)據(jù)及設(shè)備。移動用戶可以查看預(yù)先配置過的一個用戶所在的物理位置的信息。

• OCR（光學(xué)字符識別）使移動設(shè)備可以通過掃描標(biāo)準(zhǔn)的字母數(shù)字字符獲取信息。

• 條形碼掃描利用了與設(shè)備相關(guān)的物理標(biāo)簽幫助操作員減少混淆。

• 二維碼（快速響應(yīng)代碼）使用戶通過掃描設(shè)備上的預(yù)先設(shè)置好的物理二維碼，實時獲得關(guān)于該設(shè)備的當(dāng)前和歷史的信息。

配備AR 解決方案的工作人員可以通過連接的設(shè)備立即與機(jī)器人建立溝通，通過進(jìn)行相應(yīng)的全息互動，提供或者接收維修方面的信息。圖片來源：Iconics

一個典型的工業(yè)4.0 的 AR 應(yīng)用場景會包括培訓(xùn)、仿真、維護(hù)、遠(yuǎn)程協(xié)助或一些其他的使用案例。使用集成了HMI 軟件的整體設(shè)備的技術(shù)人員可以眼看著天花板便可看到有關(guān)供熱、通風(fēng)以及空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)的相關(guān)信息，設(shè)備是如何布置的以及了解諸如壓力和流量等技術(shù)參數(shù)。在內(nèi)襯和假頂棚后面隱藏的裝置和集成設(shè)備與其當(dāng)前的狀態(tài)消息一起可視化。以此，故障可以更快速地被檢測并得以修正。

如果排風(fēng)系統(tǒng)工作不正常，也許最終查明不是風(fēng)扇故障，而是電源的問題。這種情況可以在AR 環(huán)境下快速查看出來。操作員就可以調(diào)出相應(yīng)的電路圖和信號狀態(tài)。諸如維護(hù)指導(dǎo)手冊這樣的文檔也能夠以前后相關(guān)聯(lián)的方式打開。

AR 可以在工廠內(nèi)、建筑物內(nèi)以及復(fù)雜的、有多重資產(chǎn)的環(huán)境下提供可視化解決方案。裝備有AR 解決方案的工人們可以通過連接設(shè)備立即與服務(wù)代表建立溝通，通過進(jìn)行相應(yīng)的全息互動，提供或者接收維修方面的指導(dǎo)。

開發(fā)人員和用戶正在努力擴(kuò)大AR 中硬件及軟件可實現(xiàn)的可能性邊界。正如生產(chǎn)制造和過程控制的技術(shù)從最早期的PLC 進(jìn)化到DOS，從二維GUI 再到64 位處理，在今天的AR 功能基礎(chǔ)上擴(kuò)展出各種新的想法將是不可避免的。

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本文來自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2018年4月刊《技術(shù)之源》欄目，原標(biāo)題為：用于工業(yè)控制的增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

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