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人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。用戶和系統(tǒng)之間一般用面向問題的受限自然語言進(jìn)行交互。目前有有系統(tǒng)開始利用多媒體技術(shù)開發(fā)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(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。            
人機界面（HumanMachine Interb，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(tǒng)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(lǐng)域或稱界面所說人機結(jié)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(jié)合面不僅包括點線面的直接接觸，還包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制的作用空間。
人機結(jié)合面是人機系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學(xué)的分支學(xué)科安全人機工程學(xué)去研究和提出解決的依據(jù)，并過安全工程設(shè)備工程學(xué)，安全管理工程學(xué)以及安全系統(tǒng)工程學(xué)去研究具體的解決方法手段措施安全人機學(xué)。它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。
1.人機界面領(lǐng)域的形成  

從計算機問世以來，早期用戶是以計算機專業(yè)人員為主，但隨著計算機廣泛進(jìn)入人們的工作生活領(lǐng)域，計算機用戶發(fā)生了改變，非計算機專業(yè)的普通用戶成了用戶的主體。這一重大轉(zhuǎn)變使計算機的可用性問題變得日益突出起來。人機界面應(yīng)當(dāng)是什么樣的？如何去建造這樣的界面？人們開始關(guān)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(guān)的學(xué)科，如：心理學(xué)、人的因素學(xué)（Human Factors）、社會學(xué)、語言學(xué)等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)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前所未有的發(fā)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(shù):

用于分析、評價用戶界面有效性的理論和經(jīng)驗方法，如任務(wù)分析、話語分析、內(nèi)容分析及可用性評價等。

（2）設(shè)計方法論:

用來產(chǎn)生好的用戶界面設(shè)計的方法與技術(shù)，如：軟件心理學(xué)、環(huán)境因素設(shè)計法、多方參與設(shè)計法以及支持設(shè)計過程的工具和標(biāo)記法。

（3）開發(fā)工具和方法:

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

（4）交互方式與設(shè)備:

新的輸入/輸出設(shè)備和設(shè)備運用策略，包括視覺、聲音、觸覺、姿態(tài)等通信模態(tài)及多種模態(tài)的集成。

（5）關(guān)鍵用戶界面成分：

如用戶界面隱喻（bphor）、用戶界面風(fēng)格、智能界面技術(shù)、取消、超文本/超媒體以及聯(lián)機幫助。

（6）用戶模型：

包括用戶行為模型、關(guān)于系統(tǒng)的用戶內(nèi)心模型、用戶個體差異等。

（7）特定應(yīng)用的用戶界面設(shè)計： 

滿足某類應(yīng)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(shè)計。如：虛擬現(xiàn)實、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、信息檢索、Internet/WWW、CAD/CAM、專家系統(tǒng)過程控制、決策支持等。

（8）計算機輔助協(xié)同工作（CSCW）：

關(guān)于如何使用計算機系統(tǒng)幫助人的群體有效協(xié)同工作的研究，包括現(xiàn)場觀察研究、理論模型、群體用戶界面開發(fā)設(shè)計等。

（9）法律與標(biāo)準(zhǔn)：

關(guān)于用戶界面的專利和版權(quán)問題、用戶界面的標(biāo)準(zhǔn)化。

這些研究方向目前大多處于十分活躍的發(fā)展階

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SINAMICS S120 西門子變頻器是全系列通用和模塊化的產(chǎn)品 ，標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)元件（整流單 元、制動單元）都有一個統(tǒng)一的設(shè)計和相同的接線系統(tǒng)。他們能以任何方式組合并能并列安裝以滿足傳動系統(tǒng)各種要求。作為系統(tǒng)模塊，該產(chǎn)品可用于建立單獨傳 動、成組傳動或多電機傳動的最佳傳動系統(tǒng)。 SINAMICS S120 高品質(zhì)變頻器是西門子功能最強大的低壓變頻系統(tǒng)，可以驅(qū)動各種低壓異步電機、低壓同步電機以及伺服電機。
6SE70數(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝、維護簡單易行；強大的軟件功能，使其適用于各種復(fù)雜應(yīng)用的場合。既能做伺服控制，也能做矢量控制，能實現(xiàn)速度控制，轉(zhuǎn)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(yīng)于各種場合和應(yīng)用。
·西門子變頻器分布式的智能化使產(chǎn)品更靈活

    由于把所有的部件都集成到數(shù)字環(huán)境中， 從而使得配置和服務(wù)變得更加簡單，而且工程費用業(yè)大大減少。對于SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制而言，最新的模塊化以及具有分布式智能化的部件都能達(dá)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(guān)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(yīng)用。于PROFIBUS－DP的CBP模板和用于CAN的CBC模塊可以保證SIMOVERT MASTERDRIVES 實現(xiàn)通用的開放式的通訊。SIMOVIS是基于INDOWS平臺的調(diào)試診斷軟件，SIMOVERT MASTERDRIVES的所有參數(shù)都具有圖形化提示。可以更新處理，及打印參數(shù)設(shè)置。 并可處理過程數(shù)據(jù)，及進(jìn)行診斷操作，也可以實現(xiàn)離線或在線操作。這些也可以在通訊條件下進(jìn)行。AFE（Active Front End）整流/回饋單元的功能。從結(jié)構(gòu)上看，由于采用了 IGBT 功率元件， 所以它相當(dāng)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(jìn)線側(cè)， 所以被稱為前端。企主動的含義在于，與傳統(tǒng)的二級管或可控制硅整流技術(shù)相比，主動前端不再是被動地將交流轉(zhuǎn)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(shù)， 而且不受電網(wǎng)波動的影響， 具有卓越的動態(tài)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(wǎng)汲取正弦波交流，經(jīng)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(yīng)用范圍：
并且發(fā)布一些控制信息來指導(dǎo)現(xiàn)場系統(tǒng)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(shè)計應(yīng)該考慮以下原則。

1.以用戶為中心的基本設(shè)計原則

在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)計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。最好的方法就是讓真實的用戶參與開發(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，由大到小，由上層到下層等）與控制工藝流程等設(shè)計監(jiān)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(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。

4．一致性原則

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)計狀態(tài)的顏色應(yīng)保持一致。界面細(xì)節(jié)美工設(shè)計的一致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，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(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)最優(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交互界面提供了強大的支持手段，系統(tǒng)越大越復(fù)雜越 能體現(xiàn)其優(yōu)越性。
人機界面的設(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，最終使之與系統(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)計出好的人機界面。

3.2 確定為完成此系統(tǒng)功能人和計算機應(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)計任何一個機界面，一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)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(tǒng)響應(yīng)時間過長是交互式系統(tǒng)中用戶抱怨最多的問題，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（專用顏色）刺激，則效果更佳；命令方式最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)假想一致為止。一般可借助于用戶界面工具箱作。
1. 人機界面產(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. 人機界面（HMI）產(chǎn)品的組成及工作原理

人機界面產(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，即運行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于PC機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的處理器中運行。

3. 人機界面產(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，屬初級產(chǎn)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(tài)軟件免費，屬中級產(chǎn)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(tài)軟件收費，屬高端產(chǎn)品。

5. 人機界面的使用方法

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)人機交互。
傳輸鏈系統(tǒng)、起重設(shè)備、直橫剪紙機、太陽能光電應(yīng)用技術(shù)、制糖離心機、榨糖機、機車測試床、風(fēng)力發(fā)電。
    ·AFE 整流/ 回饋單元的優(yōu)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(wǎng)極不穩(wěn)定的情況下，電壓控制器仍能維持恒定的直流環(huán)節(jié)電壓 
    可選的 RFI 抗無線干擾濾波器 
    卓越的動態(tài)性能