并且發(fā)布一些控制信息來指導(dǎo)現(xiàn)場系統(tǒng)的運(yùn)行,。因此,，他們對人機(jī)界面的直觀性和友好性要求較高，人機(jī)界面設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮以下原則,。

1.以用戶為中心的基本設(shè)計(jì)原則

在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,，設(shè)計(jì)人員要抓住用戶的特征，發(fā)現(xiàn)用戶的需求,。在系統(tǒng)整個開發(fā)過程中要不斷征求用戶的意見,，向用戶咨詢。系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)決策要結(jié)合用戶的工作和應(yīng)用環(huán)境,，必須理解用戶對系統(tǒng)的要求,。*好的方法就是讓真實(shí)的用戶參與開發(fā)，這樣開發(fā)人員就能正確地了解 用戶的需求和目標(biāo),，系統(tǒng)就會更加成功,。

2．順序原則

即按照處理事件順序、訪問查看順序（如由整體到單項(xiàng),，由大到小,，由上層到下層等）與控制工藝流程等設(shè)計(jì)監(jiān)控管理和人機(jī)對話主界面及 其二級界面。

3．功能原則

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(xiàng)對話交互的同時性要求 等，設(shè)計(jì)分功能區(qū)分多級菜單,、分層提示信息和多項(xiàng)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(diǎn)，提高其友好性和易操作性,。

4．一致性原則

包括色彩的一致,，操作區(qū)域一致，文字的一致,。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)相一致,。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(jì)狀態(tài)的顏色應(yīng)保持一致。界面細(xì)節(jié)美工設(shè)計(jì)的一致性使運(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，一致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(jì)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(jì)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(shí)施好控制決策的順序,，實(shí)現(xiàn)*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(jì)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)在聯(lián)系的,，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(jì)應(yīng)是未來的發(fā)展方向,，因?yàn)樗_實(shí)體現(xiàn)了易憧、簡單,、實(shí)用的基木 原則,，充分表達(dá)了以人為本的設(shè)計(jì)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)其優(yōu)越性,。




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人機(jī)界面的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)用戶模型，*終使之與系統(tǒng)實(shí)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(jì)出好的人機(jī)界面。

3.2 確定為完成此系統(tǒng)功能人和計(jì)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(shí)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(jì)中的典型問題

設(shè)計(jì)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*多的問題，除了響應(yīng)時間的絕對長短外,，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(xiàng)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（專用顏色）刺激，則效果更佳,；命令方式*好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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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)假想一致為止。一般可借助于用戶界面工具箱作,。




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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(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,。