PLC控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計方法

【摘要】：本文介紹了在PLC控制系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計中應(yīng)當(dāng)考慮的幾個問題，指出了人機(jī)界面的分類及使用方法，人機(jī)界面的交互方式，概括了人機(jī)界面的設(shè)計方法及步驟。

【關(guān)鍵詞】：PLC;人機(jī)界面;設(shè)計;交互

一.人機(jī)界面設(shè)計時應(yīng)考慮的幾個問題

1.使用對象

使用該系統(tǒng)的是一般用戶，還是具有一定專業(yè)技術(shù)知識的人員。

2.學(xué)習(xí)的難易程度

在設(shè)計人機(jī)界面時，應(yīng)該讓用戶少花時間，快速熟悉，不需要許多的經(jīng)驗知識，要盡可能有形象的提示等，以便使用戶能夠通過自己的摸索很快的掌握PLC控制系統(tǒng)的工作特性和使用特點。

3.操作響應(yīng)速度

PPLC 應(yīng)用系統(tǒng)多數(shù)用于控制，因此，設(shè)計時，必須考慮擊鍵或觸摸屏幕系統(tǒng)響應(yīng)的時間和效應(yīng)。

4.人機(jī)界面的控制方式

控制方式是指采用自動方式還是手動方式，通常由機(jī)器自動完成的交互易學(xué)、方便，而由人來控制的人機(jī)交互方式，控制靈活、可靠。

人機(jī)交互方式還有以下幾種類型。

1）對話方式

其特點是使用方便，編程簡單，一問一答，不易出錯。缺點是速度慢，效率不高，靈活性差，用戶不易自行修改和擴(kuò)充。它適用于實時性要求不高，對操作人員的專業(yè)知識要求也較少的系統(tǒng)。

2）命令語言方式

與其他的方式不同，命令語言方式是典型的用戶驅(qū)動方式。在系統(tǒng)提示符的指引下，用戶可以鍵入命令，將命令輸入給PLC控制系統(tǒng)，系統(tǒng)解釋命令，完成命令所規(guī)定的功能，并顯示其有關(guān)的信息和結(jié)果。命令語言方式是最早被人們所廣泛使用的一種人機(jī)交互的界面方式，如DOS操作系統(tǒng)盛行的時期，人采用的就是這種交互方式，它有快速、高效、靈活、不占用顯示時間和屏幕空間等優(yōu)點。

3）菜單界面方式

由菜單來驅(qū)動的操作方法是目前比較流行的做法，它易學(xué)易用，美觀大方，形象，可減少用戶的記憶量，對于開發(fā)者而言，菜單界面的編制也比較容易，可以設(shè)計成具有立體感的畫面。缺點是被選擇的項目是被預(yù)先確定的，使用的過程中響應(yīng)的速度也受到限制，一個間的功能經(jīng)過多及菜單的選擇。這種方式使用與熟練掌握人機(jī)界面系統(tǒng)，而又缺少專業(yè)經(jīng)驗的用戶，域命令式控制方式相比，不如其靈活，效率高。

4）功能鍵方式

使用功能鍵來代替輸入命令或功能菜單的好處是用戶操作方便，無需記憶許多命令，減少輸入量，使輸入速度快捷。但是，這種方式帶來的好處是有限的，如果PLC控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)功能定義過許多，必然會帶來容易混淆操作失誤的可能性。此外，若選用了過多的組合鍵，也會增加用戶的負(fù)擔(dān)。、

5）填表式界面

由于數(shù)據(jù)庫的廣泛應(yīng)用，人們也習(xí)慣于在數(shù)據(jù)庫的各種不同字段填寫有關(guān)信息。用戶只需按照系統(tǒng)的要求填入有關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，輸入的信息和輸出的信息能夠快速地以表格或圖像的形式在屏幕上顯示出來，使用戶有一種清晰明了的感覺。這種方式的缺點是占用較多的屏幕空間，用戶需經(jīng)過必要的培訓(xùn)，因此該方式適用于需要輸入大量數(shù)據(jù)的場合。

6）圖形符號界面

采用形象化的圖形符號來反映菜單的功能，易于人們記憶和理解，學(xué)習(xí)、操作都十分方便，人們至于要操作數(shù)表之類定位設(shè)備就可以了，它使機(jī)器與人之間的距離拉近了。例如在可編程終端上設(shè)計幾個觸摸屏的開關(guān)，并注明簡短的說明，用戶就會很快地理解觸摸鍵的功能采用這種方式的缺點是圖形符號要占用較大的屏幕空間，有時圖形符號表達(dá)的語意并不十分準(zhǔn)確，因此該方式在具有圖形軟件環(huán)境下，使用才十分方便。

5.周期和代價

性能完善、操作方便的人機(jī)界面需要投入的人力物力就比較大，開發(fā)的時間也比較長，可以根據(jù)不同的情況來權(quán)衡確定不同的開發(fā)周期和代價。

6. 所有用的編程語言

使用的計算機(jī)語言VC、VB、DELPHI等，設(shè)計人員可以根據(jù)自己的實際情況來選擇。

7.硬件的選擇

人機(jī)界面的開發(fā)需要有硬件支持的，可按照控制任務(wù)選擇計算機(jī)或編程終端。

人機(jī)界面設(shè)計的方法和步驟

1）菜單界面設(shè)計

人機(jī)界面時PLC應(yīng)用系統(tǒng)中不可缺少的一部分，它直接和關(guān)系到系統(tǒng)的應(yīng)用性能。菜單界面設(shè)計是今年來應(yīng)用最為廣泛的一種人機(jī)界面設(shè)計技術(shù)，幾乎任一個PLC軟件產(chǎn)品都是用了菜單界面技術(shù)。它有以下幾個特點：

（1）菜單驅(qū)動。在菜單驅(qū)使下可以遍歷系統(tǒng)的全部功能調(diào)用。

（2）適用于結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)。每一個菜單項都可以對應(yīng)某一種功能，并且根據(jù)模塊間的邏輯關(guān)系可以形成菜單樹

（3）菜單的轉(zhuǎn)移和返回都需要一定的時間。

在設(shè)計菜單界面時，通常遵循以下幾個原則：

（1）合理組織界面的層次和結(jié)構(gòu)。

（2）每幅菜單應(yīng)有明確的標(biāo)題。例如，第一層菜單通?？擅麨橹鞑藛?，主菜單中的菜單項反映了該PLC應(yīng)用系統(tǒng)的基本功能。

（3）菜單的排列可依據(jù)功能、使用頻率的多少或字母的順序排列。對于下拉是菜單中的菜單項，要合理地歸類，分組排列。

（4）為使菜單界面使用靈活，應(yīng)提供多種點擊的菜單方法。通?？芍С质髽?biāo)和鍵盤，對菜單項可定義熱鍵和加速鍵。

（5）菜單項的點取應(yīng)設(shè)定反饋標(biāo)志，如為選中菜單項的前面加“√”。

（6）提供默認(rèn)菜單選擇，用戶只需鍵輸入“確定”即可。

（7）菜單項可以有對話框。

（8）菜單項可以動態(tài)增刪。

2）圖形界面設(shè)計方式

在PLC控制系統(tǒng)中，圖形界面也是人們常常采用的人機(jī)互換式界面。為了照顧工程人員的習(xí)慣用法，在屏幕上形象地畫出若干個圖形、按鈕等，人在計算機(jī)或可編程終端上操作，如同在控制臺上操作一樣，十分形象、直觀。

從基本原理上講，圖形界面與菜單界面是一樣的，所不同的是表形式不同而已。