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即按照對象應(yīng)用環(huán)境及場合具體使用功能要求，各種子系統(tǒng)控制類型、不同管理對象的同一界面并行處理要求和多項對話交互的同時性要求 等，設(shè)計分功能區(qū)分多級菜單、分層提示信息和多項對話欄并舉的窗口等的人機(jī)交互界面，從而使用戶易于分辨和掌握交互界面的使用規(guī)律和 特點，提高其友好性和易操作性。

4．*性原則

包括色彩的*，操作區(qū)域*，文字的*。即一方面界面顏色、形狀、字體與國家、國際或行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)相*。另一方面界面顏色、 形狀、字體自成一體，不同設(shè)備及其相同設(shè)計狀態(tài)的顏色應(yīng)保持*。界面細(xì)節(jié)美工設(shè)計的*性使運(yùn)行人員看界面時感到舒適，從而不分散 他的注意力。對于新運(yùn)行人員，或緊急情況下處理問題的運(yùn)行人員來說，*性還能減少他們的操作失誤。

5．頻率原則

即按照管理對象的對話交互頻率高低設(shè)計人機(jī)界面的層次順序和對話窗口萊單的顯示位置等，提高監(jiān)控和訪問對話頻率。

6．重要性原則

即按照管理對象在控制系統(tǒng)中的重要性和全局性水平，設(shè)計人機(jī)界面的主次菜單和對話窗口的位置和突顯性，從而有助于管理人員把握好控 制系統(tǒng)的主次，實施好控制決策的順序，實現(xiàn)zui優(yōu)調(diào)度和管理。

7．面向?qū)ο笤瓌t

即按照操作人員的身份特征和工作性質(zhì)，設(shè)計與之相適應(yīng)和友好的人機(jī)界面。根據(jù)其工作需要，宜以彈出式窗口顯示提示、引導(dǎo)和幫助信息 ，從而提高用戶的交互水平和效率。

人機(jī)交互界面，無論是面向現(xiàn)場控制器還是面向上位監(jiān)控管理，兩者是有密切內(nèi)在的，他們監(jiān)控和管理的現(xiàn)場設(shè)各對象是相同的，因此 許多現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)在他們之間是共享和相互傳遞的。人機(jī)界面的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計應(yīng)是未來的發(fā)展方向，因為它確實體現(xiàn)了易憧、簡單、實用的基木 原則，充分表達(dá)了以人為本的設(shè)計理念。各種工控組態(tài)軟件和編程工具為制作精美的人機(jī)交互界面提供了強(qiáng)大的支持手段，系統(tǒng)越大越復(fù)雜越 能體現(xiàn)其*性。

人機(jī)界面的設(shè)計過程可分為以下幾個步驟：

3.1 創(chuàng)建系統(tǒng)功能的外部模型設(shè)計模型主要是考慮軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)和過程性描述，界面設(shè)計一般只作為附屬品，只有對用戶的情況（包括年齡、性別、心理情況、文化程度、個性、種族背景等）有所了解，才能設(shè)計出有效的用戶界面；根據(jù)終端用戶對未來系統(tǒng)的假想(簡稱系統(tǒng)假想）設(shè)計用戶模型，zui終使之與系統(tǒng)實現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象（系統(tǒng)的外部特征）相吻合，用戶才能對系統(tǒng)感到滿意并能有效的使用它；建立用戶模型時要充分考慮系統(tǒng)假想給出的信息，系統(tǒng)映象必須準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的語法和語義信息。總之，只有了解用戶、了解任務(wù)才能設(shè)計出好的人機(jī)界面。

3.2 確定為完成此系統(tǒng)功能人和計算機(jī)應(yīng)分別完成的任務(wù)

任務(wù)分析有兩種途徑。一種是從實際出發(fā)，通過對原有處于手工或半手工狀態(tài)下的應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，將其映射為在人機(jī)界面上執(zhí)行的一組類似的任務(wù)；另一種是通過研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，導(dǎo)出一組與用戶模型和系統(tǒng)假想相協(xié)調(diào)的用戶任務(wù)。

逐步求精和面向?qū)ο蠓治龅燃夹g(shù)同樣適用于任務(wù)分析。逐步求精技術(shù)可把任務(wù)不斷劃分為子任務(wù)，直至對每個任務(wù)的要求都十分清楚；而采用面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)可識別出與應(yīng)用有關(guān)的所有客觀的對象以及與對象關(guān)聯(lián)的動作。

3.3 考慮界面設(shè)計中的典型問題

設(shè)計任何一個機(jī)界面，一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)時間、用戶求助機(jī)制、錯誤信息處理和命令方式四個方面。系統(tǒng)響應(yīng)時間過長是交互式系統(tǒng)中用戶抱怨zui多的問題，除了響應(yīng)時間的長短外，用戶對不同命令在響應(yīng)時間上的差別亦很在意，若過于懸殊用戶將難以接受；用戶求助機(jī)制宜采用集成式，避免疊加式系統(tǒng)導(dǎo)致用戶求助某項指南而不得不瀏覽大量無關(guān)信息；錯誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語描述，同時還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯信息時，若再輔以聽覺（鈴聲）、視覺（顏色）刺激，則效果更佳；命令方式是菜單與鍵盤命令并存，供用戶選用。

3.4 借助CASE工具構(gòu)造界面原型，并真正實現(xiàn)設(shè)計模型軟件模型一旦確定，即可構(gòu)造一個軟件原形，此時僅有用戶界面部分，此原形交用戶評審，根據(jù)反饋意見修改后再交給用戶評審，直至與用戶模型和系統(tǒng)假想*為止。一般可借助于用戶界面工具箱作。

1. 人機(jī)界面產(chǎn)品的定義

連接可編程序控制器（PLC）、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備，由硬件和軟件兩部分組成。HMI為英文Human-Machine Interface的縮寫。

2. 人機(jī)界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理

人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產(chǎn)品的性能高低，是HMI的核心單元。根據(jù)HMI的產(chǎn)品等級不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運(yùn)行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運(yùn)行于PC機(jī)Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件（如JB－HMI畫面組態(tài)軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過PC機(jī)和HMI 產(chǎn)品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運(yùn)行。

3. 人機(jī)界面產(chǎn)品的基本功能及選型指標(biāo)

基本功能：

設(shè)備工作狀態(tài)顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等；

數(shù)據(jù)、文字輸入操作，打印輸出；

生產(chǎn)配方存儲，設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄；

簡單的邏輯和數(shù)值運(yùn)算；

可連接多種工業(yè)控制設(shè)備組網(wǎng)。

選型指標(biāo)：

顯示屏尺寸及色彩，分辨率；

HMI的處理器速度性能；

輸入方式：觸摸屏或薄膜鍵盤；

畫面存貯容量，注意廠商標(biāo)注的容量單位是字節(jié)（byte）、還是位（bit）；

通訊口種類及數(shù)量，是否支持打印功能。

4. 人機(jī)界面產(chǎn)品分類

薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7?，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬初級產(chǎn)品。如POP－HMI 小型人機(jī)界面；

觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7?～12.1?，畫面組態(tài)軟件免費(fèi)，屬中級產(chǎn)品；

基于平板PC計算機(jī)的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4?，畫面組態(tài)軟件收費(fèi)，屬高端產(chǎn)品。

5. 人機(jī)界面的使用方法

明確監(jiān)控任務(wù)要求，選擇適合的HMI產(chǎn)品；

在PC機(jī)上用畫面組態(tài)軟件編輯“工程文件”；

測試并保存已編輯好的“工程文件” ；

PC機(jī)連接HMI硬件，下載“工程文件”到HMI中；

連接HMI和工業(yè)控制器（如PLC、儀表等），實現(xiàn)人機(jī)交互。

MicroMaster420西門子變頻器主要特征：

200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-5.5kW；

380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-11kW；

模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有zui多的靈活性；

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)訪問結(jié)構(gòu)，操作方便。

控制功能：

線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設(shè)定v/f控制；

磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應(yīng)特性；

的IGBT技術(shù)，數(shù)字微處理器控制；

數(shù)字量輸入3個，模擬量輸入1個，模擬量輸出1個，繼電器輸出1個；

集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；

具有7個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；

捕捉再起動"功能；

在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能；

靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；

快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；

有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能；