西門子1200寬溫型CPU模塊6AG12141BG405XB0

6AG1214-1BG40-5XB0 SIPLUS S7-1200 CPU 1214C 交流/直流/繼電器 -40...+60°C 帶防腐蝕涂層 信號(hào)電路板可使用 根據(jù) 6ES7214-1BG40-0XB0 . 緊湊型 CPU，AC/DC/繼電器， 機(jī)載 I/O： “14 個(gè)數(shù)字輸入 24VDC；10 個(gè)數(shù)字輸出繼電器 2A；" 2 個(gè)模擬輸入 0-10VDC， 電源：交流 85-264V AC @ 47-63Hz， 程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 100 KB

SIEMENS西門子

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西門子HMI人機(jī)界面：觸摸屏

西門子變頻器：MM420、MM430、MM440、G110、G120、6SE70

西門子工業(yè)以太網(wǎng)：通訊網(wǎng)卡、通訊電纜、通訊接頭、總線連接器 工控機(jī)、交換機(jī)、自動(dòng)化軟件等系型號(hào)齊全，快速報(bào)價(jià)，買我們的產(chǎn)品無憂所值，我們的產(chǎn)品都承諾質(zhì)保一年，讓您買的省心舒心，用的放心！

西門子陸續(xù)推出了關(guān)于programming、關(guān)于HMI Style，以及項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化等內(nèi)容的指南，但是關(guān)于HMI design的說明遲遲未見，但是相信不久也會(huì)推出發(fā)布。

個(gè)人興趣的原因，在網(wǎng)絡(luò)上狠是查找了一番，也發(fā)現(xiàn)了許多與設(shè)計(jì)相關(guān)的文章，多數(shù)原文都是英文寫的，感覺這篇寫得有些參考價(jià)值，于是就機(jī)翻了一下，放到這里與諸位共享一下。

當(dāng)然西門子一些例程做得也是相當(dāng)不錯(cuò)，其風(fēng)格也很有借鑒和學(xué)習(xí)價(jià)值。

有效的原理圖HMI設(shè)計(jì)指南

2015年6月18日

儀表板和顯示器，數(shù)據(jù)可視化，流程制造

大多數(shù)現(xiàn)代制造過程由基于計(jì)算機(jī)的控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制和監(jiān)控。這意味著操作員與過程交互的主要方式之一是通過計(jì)算機(jī)顯示屏。這些屏幕可以簡(jiǎn)單地被動(dòng)地顯示信息，或者它們可以是交互式的，允許操作員選擇對(duì)象并進(jìn)行改變，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)到實(shí)際過程。這個(gè)人與顯示器交互的界面，以及隨后的過程，被稱為人機(jī)界面或HMI。

正如您可以想象的那樣，或者可能已經(jīng)經(jīng)歷過，這些界面的設(shè)計(jì)可能會(huì)令人困惑，困難，或者清晰明了。在界面控制大型過程（例如發(fā)電廠，煉油廠或紙漿廠）的情況下，HMI盡可能易于理解和簡(jiǎn)單是至關(guān)重要的。由設(shè)計(jì)不良的HMI引起的錯(cuò)誤和誤解至少部分地涉及一些非常嚴(yán)重的工業(yè)事故。

HMI配置

所有基于計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)的供應(yīng)商都提供軟件來配置顯示器以與其控制器交互。與任何類型的軟件一樣，每個(gè)配置包都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。還有一些供應(yīng)商不提供控制設(shè)備，但專門從流程和流程周圍的業(yè)務(wù)活動(dòng)中收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。它們還提供配置包，以便以*的方式向工廠運(yùn)營(yíng)中的每個(gè)人顯示數(shù)據(jù)。

HMI分類

對(duì)于生產(chǎn)相關(guān)過程，HMI屏幕可分為四個(gè)基本組：

·基于表格和文本的屏幕 - 數(shù)據(jù)和狀態(tài)值的列表或表格組

·原理圖屏幕 - 數(shù)據(jù)顯示在實(shí)際過程的示意圖中

·趨勢(shì)屏幕 - 在圖表上繪制的數(shù)據(jù)的當(dāng)前和歷史值與時(shí)間的關(guān)系

·高性能屏幕 - 通過基本圖形元素增強(qiáng)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，以傳達(dá)更多信息

我們之前討論過這些不同類型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。本討論其余部分的目的是討論設(shè)計(jì)可能是屏幕類型的正確和不正確的方法，即原理圖屏幕。

原理圖屏幕

對(duì)原理圖屏幕有天生的吸引力。如果水箱中的水位增加，如水箱圖像中的移動(dòng)條形指示器所示，可以直觀地點(diǎn)擊水箱出口處的控制閥并增加水箱的出水流量,降低液位。

任何HMI屏幕的目標(biāo)都是發(fā)展“情境意識(shí)”，或者識(shí)別過程并理解情況的關(guān)鍵要素的能力。在嘗試提高意識(shí)并通過原理圖樣式屏幕控制過程的情況下，該屏幕的設(shè)計(jì)將成為主要因素。以下是大化原理圖HMI屏幕有效性的一些指導(dǎo)原則：

顏色

對(duì)顏色的討論必須從選擇“好”背景顏色開始。*采用DCS系統(tǒng)時(shí)，所有屏幕的背景顏色根本不是顏色，或者是黑色。黑色具有與幾乎所有其他顏色提供良好對(duì)比度的優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)時(shí)的彎曲CRT屏幕傾向于反射光。為了盡量減少這種情況，許多控制室都變暗了，以容納屏幕。

黑暗房間的問題在于使其他正常任務(wù)（例如紙質(zhì)閱讀和書寫）變得困難。它還會(huì)對(duì)警覺性產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是在由于輪班工作而導(dǎo)致睡眠模式中斷的操作員中。

目前的想法是擁有一個(gè)更明亮的控制室。為了避免眼睛疲勞，當(dāng)操作者將他們的視線從整個(gè)房間移動(dòng)到顯示器時(shí)，眼睛應(yīng)變會(huì)發(fā)生，顯示器應(yīng)該具有與周圍環(huán)境大致相同的發(fā)光。灰色背景滿足了這種需求，并且仍然提供了可以看到其他顏色的背景。

當(dāng)使用顏色時(shí)，它應(yīng)該被*地應(yīng)用并且應(yīng)該傳達(dá)意義。除了幫助調(diào)出異常情況外，大部分應(yīng)避免使用明亮的原色。靜態(tài)容器和設(shè)備應(yīng)以灰色陰影顯示。目標(biāo)是創(chuàng)建在正常操作下有些無聊的顯示器。在柔和的彩色屏幕上很容易看到閃爍的紅色警報(bào)狀況;如果整個(gè)屏幕是高對(duì)比度，明亮色彩的密集集合將會(huì)困難得多。具體而言，紅色不應(yīng)用于表示設(shè)備的“正常”（開/關(guān)，打開/關(guān)閉）狀態(tài)。

如果管道線基于它們包含的材料以顏色顯示，則工藝流程通常更為明顯。例如，殼管式液體加熱器將有四條線連接到它上面。兩條液體管線具有相同的顏色，蒸汽供應(yīng)管線和冷凝物管線可以各自具有它們自己的不同顏色。

有時(shí)顏色可用于描繪過程條件，例如在多效蒸發(fā)器組中。在這種情況下，重要的是要知道，特別是為了排除故障，相鄰容器的內(nèi)部區(qū)域處于相同的壓力。柔和的顏色編碼可用于指示處于相同壓力下的容器部分。

一些顯示系統(tǒng)將允許這樣的圖表以兩種模式顯示。在正常操作模式下，容器可以顯示為簡(jiǎn)單，不分散注意力的形狀。出于參考目的，用來培訓(xùn)和故障排除，可以暴露內(nèi)部構(gòu)件和壓力顏色編碼。

在設(shè)計(jì)HMI屏幕時(shí)，請(qǐng)記住不要僅僅依靠顏色來顯示異常情況。有些人是色盲，并沒有發(fā)現(xiàn)某些顏色差異。只簡(jiǎn)單地將值的顏色或值的背景更改為紅色，以顯示警報(bào)是不夠的。除了顏色變化外，還應(yīng)顯示閃爍的邊框或表示警報(bào)狀態(tài)的符號(hào)。

布局

早期的原理圖通?；谶^程和儀表圖（P＆ID）。繪制這些圖表作為工程和儀表人員的參考資料;它們的目的不是為了提高運(yùn)營(yíng)商的情況意識(shí)?；赑＆ID表示過程的一組屏幕可以稱為“平面”。每個(gè)屏幕都會(huì)非常詳細(xì)地顯示該過程的一部分，并且該過程中的下一個(gè)屏幕將顯示該過程的下一部分?？刂朴布拗乒膭?lì)盡可能多地在每個(gè)屏幕上放置數(shù)據(jù)。

表示流程的更有效方式是使用級(jí)別。單個(gè)圖表可以顯示單元中的主要設(shè)備和重要的過程變量。甚至可能沒有顯示支持設(shè)備，如熱交換器和泵。下一級(jí)“向下”將包含一組更詳細(xì)的視圖，可能更類似于P＆ID，用于概述中顯示的過程的子部分。根據(jù)過程的復(fù)雜程度，可以使用第三級(jí)屏幕來支持二級(jí)屏幕中顯示的過程設(shè)備。這種方法的目標(biāo)是避免任何給定屏幕過載。通過在信息樹中向下一級(jí)顯示參考屏幕的詳細(xì)信息，每個(gè)顯示可以保持整潔并且可以快速理解。

示意圖在信息表示中不應(yīng)過于密集，并且應(yīng)盡可能地嘗試表示設(shè)備的實(shí)際物理布局。在成為控制室操作員之前，操作員通常在現(xiàn)場(chǎng)工作。如果蒸餾塔的回流罐位于塔頂附近的平臺(tái)上，則應(yīng)在示意圖中盡可能靠近該位置。它不應(yīng)該位于屏幕的其他位置，因?yàn)榱袌D標(biāo)的位置沒有留下足夠的空間將鼓放在正確的位置。應(yīng)重新繪制整個(gè)圖表以反映正確的空間關(guān)系。

從字面上描繪設(shè)備可能會(huì)走得太遠(yuǎn)。隨著顯示系統(tǒng)的圖形功能的提高，可以創(chuàng)建逼真的紋理3D設(shè)備渲染。3D模型導(dǎo)致漂亮但不實(shí)用的顯示器。“增強(qiáng)型”設(shè)備描繪不會(huì)增加任何價(jià)值，但會(huì)增加視覺干擾，這會(huì)干擾對(duì)屏幕上數(shù)據(jù)的理解。

沿著類似的線思考，一些顯示包提供了向屏幕添加動(dòng)畫的功能。雖然這可能初看起來很有吸引力，但動(dòng)畫卻不能創(chuàng)建一個(gè)可靠的HMI。我們的眼睛自然會(huì)被吸引到動(dòng)畫中。諸如旋轉(zhuǎn)泵葉輪或動(dòng)畫火焰之類的動(dòng)畫可能會(huì)分散操作者的注意力并延遲觀察基于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的問題。

總之，簡(jiǎn)單的過程原理圖更易于理解，并減少了某人控制錯(cuò)誤的可能性。

過程值和標(biāo)簽

在設(shè)計(jì)原理圖屏幕時(shí)，需要考慮動(dòng)態(tài)值和標(biāo)簽的相對(duì)重要性。實(shí)時(shí)過程值應(yīng)該比它們之后的單位描述符更突出（更大或粗體字體）。不重要的過程值，例如普通泵的安培數(shù)，不應(yīng)位于較高級(jí)別的概覽型屏幕上。此類參考信息應(yīng)放在較低級(jí)別的詳細(xì)類型屏幕上。

應(yīng)使用適當(dāng)?shù)男?shù)點(diǎn)顯示實(shí)時(shí)值。如果流量超過每分鐘10加侖，則可能不需要在讀數(shù)中每分鐘包含十分之一加侖，因?yàn)樵摿髁坑?jì)可以精確測(cè)量該流量。一個(gè)次要的，不斷變化的“十分之一”數(shù)字通常不會(huì)增加情境意識(shí)，它會(huì)增加整體演示的視覺混亂。

實(shí)時(shí)數(shù)字值可以伴隨圖形元素，例如條形或圓形模擬儀表面。根據(jù)屏幕的密度，這些模擬元件可用于顯示當(dāng)前值與正常范圍和/或操作限制的關(guān)系。

設(shè)備標(biāo)簽很有用，特別是對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不足的人，但應(yīng)該很小。他們不應(yīng)該支配或混淆屏幕。

實(shí)時(shí)過程值應(yīng)該在圖表上正確且明確地定位。原理圖類型屏幕的主要優(yōu)點(diǎn)之一是幫助操作員可視化過程并正確解釋所呈現(xiàn)的信息。如果連續(xù)顯示四個(gè)水箱并且屏幕上顯示四個(gè)液位，則應(yīng)在水箱上或水箱上方顯示水位。不應(yīng)將這些級(jí)別收集在一起并放在屏幕一側(cè)的“級(jí)別”表中。它們也不應(yīng)該顯示在兩個(gè)水箱之間，這使得液位是屬于左側(cè)還是右側(cè)的水箱產(chǎn)生了模糊性。

*性和導(dǎo)航

如前所述，HMI不僅僅是一個(gè)屏幕;它通常是一組屏幕。除了能夠在單個(gè)屏幕上快速解釋信息之外，操作員能夠在這些屏幕之間輕松移動(dòng)是很重要的。為此，屏幕應(yīng)具有*的設(shè)計(jì)方法。使用大型控制系統(tǒng)，讓多個(gè)人在顯示屏上工作并不罕見。每個(gè)人都有自己的方法來顯示信息。但是，作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)，他們應(yīng)該嘗試在所有屏幕上保持*的外觀和功能。

操作員如何在屏幕之間導(dǎo)航很重要。一些控制和顯示系統(tǒng)可能對(duì)如何訪問屏幕施加限制。然而，一般而言，設(shè)計(jì)者應(yīng)該在每個(gè)屏幕上保持導(dǎo)航按鈕的數(shù)量，功能和位置相同。導(dǎo)航的*性從危機(jī)中的運(yùn)營(yíng)商的頭腦中消除了一個(gè)認(rèn)知任務(wù)。按邏輯層次順序?qū)ζ聊贿M(jìn)行分組。包括重要屏幕的直接訪問按鈕，例如Overview和Alarm Summary頁面。雖然不是每個(gè)頁面都可以單擊或點(diǎn)擊其他每個(gè)頁面，但設(shè)計(jì)目標(biāo)是小化在屏幕之間移動(dòng)所需的步驟數(shù)。

摘要

將示意性工藝流程顯示屏組合在一起相對(duì)容易。有效的HMI設(shè)計(jì)需要更多的思考和一些遵守既定指南。所提出的大多數(shù)指南都是通過艱苦的經(jīng)驗(yàn)和/或在人為因素研究中進(jìn)行測(cè)試而開發(fā)的。按照這些指南創(chuàng)建的HMI將減少錯(cuò)誤，提高生產(chǎn)率，重要的是，更安全地操作該過程。

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