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人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。用戶和系統之間一般用面向問題的受限自然語言進行交互。目前有有系統開始利用多媒體技術開發新一代的用戶界面。

人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。            

人機界面（HumanMachine Interaction，簡稱HMI），是人與計算機之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，是計算機系統的重要組成部分。是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領域或稱界面所說人機結合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間。

人機結合面是人機系統中的中心一環節，主要由安全工程學的分支學科安全人機工程學去研究和提出解決的依據，并過安全工程設備工程學，安全管理工程學以及安全系統工程學去研究具體的解決方法手段措施安全人機學。它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。

1.人機界面領域的形成　　

從計算機問世以來，早期用戶是以計算機專業人員為主，但隨著計算機廣泛進入人們的工作生活領域，計算機用戶發生了改變，非計算機專業的普通用戶成了用戶的主體。這一重大轉變使計算機的可用性問題變得日益突出起來。人機界面應當是什么樣的？如何去建造這樣的界面？人們開始關注和研究這些問題。這些問題既涉及人也涉及計算機及一些相關的學科，如：心理學、人的因素學（Human Factors）、社會學、語言學等。隨著計算機技術的發展，應用領域的拓寬，從而帶來了不同的理論方法。八十年代以來，人機界面的研究有了*的發展，微型計算機的迅速普及對此起了重要的推動作用。

2.研究人機界面的各種理論和方法

（1）分析與評價技術:

用于分析、評價用戶界面有效性的理論和經驗方法，如任務分析、話語分析、內容分析及可用性評價等。

（2）設計方

用來產生好的用戶界面設計的方法與技術，如：軟件心理學、環境因素設計法、多方參與設計法以及支持設計過程的工具和標記法。

（3）開發工具和方法:

支持用戶界面開發的工具箱、用戶界面管理系統（UIMS）、快速原型法和程序設計輔助工具等。

（4）交互方式與設備:

新的輸入/輸出設備和設備運用策略，包括視覺、聲音、觸覺、姿態等通信模態及多種模態的集成。

（5）關鍵用戶界面成分：

如用戶界面隱喻（metaphor）、用戶界面風格、智能界面技術、取消、超文本/超媒體以及聯機幫助。

（6）用戶模型：

包括用戶行為模型、關于系統的用戶內心模型、用戶個體差異等。

（7）特定應用的用戶界面設計：　

滿足某類應用問題對人機交互作用的特定限制條件和要求的用戶界面設計。如：虛擬現實、智能輔導系統、信息檢索、Internet/WWW、CAD/CAM、專家系統過程控制、決策支持等。

（8）計算機輔助協同工作（CSCW）：

關于如何使用計算機系統幫助人的群體有效協同工作的研究，包括現場觀察研究、理論模型、群體用戶界面開發設計等。

（9）法律與標準：

關于用戶界面的和版權問題、用戶界面的標準化。

這些研究方向目前大多處于十分活躍的發展階

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高效工程組態成就高效自動化

SINAMICS S120 西門子變頻器是全系列通用和模塊化的產品 ，標準裝置功率范圍從0.12kW-4500KW，供電電壓從200-690V均有覆蓋。在所有功率范圍中的裝置（變頻器、逆變器）和系統元件（整流單 元、制動單元）都有一個統一的設計和相同的接線系統。他們能以任何方式組合并能并列安裝以滿足傳動系統各種要求。作為系統模塊，該產品可用于建立單獨傳 動、成組傳動或多電機傳動的*傳動系統。 SINAMICS S120 高品質變頻器是西門子功能zui強大的低壓變頻系統，可以驅動各種低壓異步電機、低壓同步電機以及伺服電機。

6SE70數字交流變頻器,SINAMIC S120變頻器具有AC/AC單機變頻和DC/AC多機傳動兩種形式SINAMICS S120是一種高性能、高精度的變頻器。硬件上具有模塊化的結構設計，安裝、維護簡單易行；強大的軟件功能，使其適用于各種復雜應用的場合。既能做伺服控制，也能做矢量控制，能實現速度控制，轉矩控制，位置控制多種控制方式，同時能滿足運動控制的要求；多種冷卻方式，更使其能適應于各種場合和應用。

·西門子變頻器分布式的智能化使產品更靈活

    由于把所有的部件都集成到數字環境中， 從而使得配置和服務變得更加簡單，而且工程費用業大大減少。對于SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制而言，的模塊化以及具有分布式智能化的部件都能達到這一目的，而且更具靈活性。

    為了滿足這些特殊功能的要求，我們還提供了各種附加模板。 這些模板不僅可以完成與電機相關的控制功能，而且可以完成特殊部分式過程控制。如T300/T400 模塊提供了多種工藝控制功能。如卷曲，張力，同步，定位，多電機等。在箔材機械，造紙機，紡織機，印刷機以及拉絲機等有廣泛的應用。于PROFIBUS－DP的CBP模板和用于CAN的CBC模塊可以保證SIMOVERT MASTERDRIVES 實現通用的開放式的通訊。SIMOVIS是基于INDOWS平臺的調試診斷軟件，SIMOVERT MASTERDRIVES的所有參數都具有圖形化提示。可以更新處理，及打印參數設置。 并可處理過程數據，及進行診斷操作，也可以實現離線或在線操作。這些也可以在通訊條件下進行。AFE（Active Front End）整流/回饋單元的功能。從結構上看，由于采用了 IGBT 功率元件， 所以它相當于一個逆變器，不同的是其輸入為交流輸出為直流，因為它位于電源進線側， 所以被稱為前端。企主動的含義在于，與傳統的二級管或可控制硅整流技術相比，主動前端不再是被動地將交流轉變成直流，而是具備了很多主動的控制功能。它不僅能消除高次諧波，提高功率因數， 而且不受電網波動的影響， 具有的動態特性。

    主動前端（AFE〕整流單元的工作原理可簡述為：AFE整流單元從電網汲取正弦波交流，經整流后輸出直流電壓，并保持所要求的電壓值。各次諧波由濾波電路刪除。

    ·AFE 整流/ 回饋單元的應用范圍：

并且發布一些控制信息來指導現場系統的運行。因此，他們對人機界面的直觀性和友好性要求較高，人機界面設計應該考慮以下原則。

1.以用戶為中心的基本設計原則

在系統的設計過程中，設計人員要抓住用戶的特征，發現用戶的需求。在系統整個開發過程中要不斷征求用戶的意見，向用戶咨詢。系統的 設計決策要結合用戶的工作和應用環境，必須理解用戶對系統的要求。的方法就是讓真實的用戶參與開發，這樣開發人員就能正確地了解 用戶的需求和目標，系統就會更加成功。

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，由大到小，由上層到下層等）與控制工藝流程等設計監控管理和人機對話主界面及 其二級界面。

3．功能原則

即按照對象應用環境及場合具體使用功能要求，各種子系統控制類型、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，設計分功能區分多級菜單、分層提示信息和多項對話欄并舉的窗口等的人機交互界面，從而使用戶易于分辨和掌握交互界面的使用規律和 特點，提高其友好性和易操作性。

4．*性原則

包括色彩的*，操作區域*，文字的*。即一方面界面顏色、形狀、字體與國家、或行業通用標準相*。另一方面界面顏色、 形狀、字體自成一體，不同設備及其相同設計狀態的顏色應保持*。界面細節美工設計的*性使運行人員看界面時感到舒適，從而不分散 他的注意力。對于新運行人員，或緊急情況下處理問題的運行人員來說，*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計人機界面的層次順序和對話窗口萊單的顯示位置等，提高監控和訪問對話頻率。

6．重要性原則

即按照管理對象在控制系統中的重要性和全局性水平，設計人機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 制系統的主次，實施好控制決策的順序，實現*調度和管理。

7．面向對象原則

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

人機交互界面，無論是面向現場控制器還是面向上位監控管理，兩者是有密切內在的，他們監控和管理的現場設各對象是相同的，因此 許多現場設備參數在他們之間是共享和相互傳遞的。人機界面的標準化設計應是未來的發展方向，因為它確實體現了易憧、簡單、實用的基木 原則，充分表達了以人為本的設計理念。各種工控組態軟件和編程工具為制作精美的人機交互界面提供了強大的支持手段，系統越大越復雜越 能體現其*性。

人機界面的設計過程可分為以下幾個步驟：

3.1 創建系統功能的外部模型設計模型主要是考慮軟件的數據結構、總體結構和過程性描述，界面設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，才能設計出有效的用戶界面；根據終端用戶對未來系統的假想(簡稱系統假想）設計用戶模型，zui終使之與系統實現后得到的系統映象（系統的外部特征）相吻合，用戶才能對系統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假想給出的信息，系統映象必須準確地反映系統的語法和語義信息。總之，只有了解用戶、了解任務才能設計出好的人機界面。

3.2 確定為完成此系統功能人和計算機應分別完成的任務

任務分析有兩種途徑。一種是從實際出發，通過對原有處于手工或半手工狀態下的應用系統的剖析，將其映射為在人機界面上執行的一組類似的任務；另一種是通過研究系統的需求規格說明，導出一組與用戶模型和系統假想相協調的用戶任務。

逐步求精和面向對象分析等技術同樣適用于任務分析。逐步求精技術可把任務不斷劃分為子任務，直至對每個任務的要求都十分清楚；而采用面向對象分析技術可識別出與應用有關的所有客觀的對象以及與對象關聯的動作。

3.3 考慮界面設計中的典型問題

設計任何一個機界面，一般必須考慮系統響應時間、用戶求助機制、錯誤信息處理和命令方式四個方面。系統響應時間過長是交互式系統中用戶抱怨zui多的問題，除了響應時間的長短外，用戶對不同命令在響應時間上的差別亦很在意，若過于懸殊用戶將難以接受；用戶求助機制宜采用集成式，避免疊加式系統導致用戶求助某項指南而不得不瀏覽大量無關信息；錯誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準確的術語描述，同時還應盡可能提供一些有關錯誤恢復的建議。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工具構造界面原型，并真正實現設計模型軟件模型一旦確定，即可構造一個軟件原形，此時僅有用戶界面部分，此原形交用戶評審，根據反饋意見修改后再交給用戶評審，直至與用戶模型和系統假想*為止。一般可借助于用戶界面工具箱作。

1. 人機界面產品的定義

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

2. 人機界面（HMI）產品的組成及工作原理

人機界面產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、數據存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產品的性能高低，是HMI的核心單元。根據HMI的產品等級不同，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，即運行于HMI硬件中的系統軟件和運行于PC機Windows操作系統下的畫面組態軟件（如JB－HMI畫面組態軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態軟件制作“工程文件”，再通過PC機和HMI 產品的串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運行。

3. 人機界面產品的基本功能及選型指標

基本功能：

設備工作狀態顯示，如指示燈、按鈕、文字、圖形、曲線等；

數據、文字輸入操作，打印輸出；

生產配方存儲，設備生產數據記錄；

簡單的邏輯和數值運算；

可連接多種工業控制設備組網。

選型指標：

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，注意廠商標注的容量單位是字節（byte）、還是位（bit）；

通訊口種類及數量，是否支持打印功能。

4. 人機界面產品分類

薄膜鍵輸入的HMI，顯示尺寸小于5.7?，畫面組態軟件免費，屬初級產品。如POP－HMI 小型人機界面；

觸摸屏輸入的HMI，顯示屏尺寸為5.7?～12.1?，畫面組態軟件免費，屬中級產品；

基于平板PC計算機的、多種通訊口的、高性能HMI，顯示尺寸大于10.4?，畫面組態軟件收費，屬產品。

5. 人機界面的使用方法

明確監控任務要求，選擇適合的HMI產品；

在PC機上用畫面組態軟件編輯“工程文件”；

測試并保存已編輯好的“工程文件” ；

PC機連接HMI硬件，下載“工程文件”到HMI中；

連接HMI和工業控制器（如PLC、儀表等），實現人機交互。

傳輸鏈系統、起重設備、直橫剪紙機、太陽能光電應用技術、制糖離心機、榨糖機、機車測試床、風力發電。

    ·AFE 整流/ 回饋單元的優點：

    無諧波污染 

    保持cosα=1 

    電流管理功能 (LCM) 

    無換相失敗 

    即使在電網極不穩定的情況下，電壓控制器仍能維持恒定的直流環節電壓 

    可選的 RFI 抗無線干擾濾波器 

    的動態性能