【正文】 件功能，而不需要編寫計(jì)算機(jī)程序，也就是所謂的 “組態(tài) ”。在 電力 系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱 遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng) (RTU System,Remote Terminal Unit)。它們處在 自動(dòng)控制系統(tǒng) 監(jiān)控層一級(jí)的 軟件 平臺(tái)和 開發(fā)環(huán)境 ，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的 軟件 工具。譯自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。監(jiān)控組態(tài)軟件是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊組合化、商品化的通用開發(fā)軟件，只需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模塊的軟件組態(tài)和簡(jiǎn)單的編程，就可設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化 、通用化強(qiáng)、可靠性高的人機(jī)界面監(jiān)控程序，且工作量小，開發(fā)調(diào)試周期短。 （ 3） 維護(hù)階段 ，它的關(guān)鍵任務(wù)是通過(guò)各類必要的維護(hù)行為，使系統(tǒng)持久的滿足用戶的需求，主要包括： ① 改正性維護(hù) ② 適應(yīng)性維護(hù) ③ 完善性維護(hù) ④ 預(yù)防性維護(hù) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 3 組態(tài)軟件 的引入及其 簡(jiǎn)介 組態(tài)軟件的引入 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)軟件編制可采用以下兩種方法：一是采用 Visual Basic、 Visual C++、Delphi 等基于 Windows 平臺(tái)的開發(fā)程序來(lái)編制；二是采用組態(tài)軟件來(lái)編制。 ⑨ 原型設(shè)計(jì) ，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)后開發(fā)人員用較短的時(shí)間和較低的代價(jià)開發(fā)出一個(gè)滿足系統(tǒng)基本要求、簡(jiǎn)單可行的運(yùn)行系統(tǒng)。 ⑦ 藝術(shù)設(shè)計(jì) ，包括為吸引用戶的注意所進(jìn)行的增強(qiáng)顯示的設(shè)計(jì)。 ⑤ 交互設(shè)計(jì) ，根據(jù)界面規(guī)格需求說(shuō)明進(jìn)行界面結(jié)構(gòu)模型的具體設(shè)計(jì)，考慮存儲(chǔ)機(jī)制，劃分界面結(jié)構(gòu)模塊。 ③ 環(huán)境設(shè)計(jì) ，確定系統(tǒng)的硬、軟件支持環(huán)境帶來(lái)的限制，甚至了解工作場(chǎng)所，向用戶提供各類文檔要求等。 （ 2） 構(gòu)造階段 ① 建立界面模型 ，描述人機(jī)界面的結(jié)構(gòu)層次和動(dòng)態(tài)行為過(guò)程，確定描述模型的規(guī)格、說(shuō)明語(yǔ)言的形式，并對(duì)該語(yǔ)言進(jìn)行定義。 ② 需求分析 ，包括用戶特性分析、任務(wù)分析等。隨著計(jì)算機(jī)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了圖形用戶界面及直接操縱界面等，并可以用語(yǔ)言進(jìn)行人機(jī)交互，使人和計(jì)算機(jī)之間的交流越來(lái)越簡(jiǎn)單、方便。由此可見(jiàn)，界面交互方式有很多種，每種都有不同的性能、特點(diǎn)和適用范圍。對(duì)控制的可視化表現(xiàn)有幫助用戶理解操作原則，記住任務(wù)的步驟并且明確計(jì)算機(jī)應(yīng)該做什么。利用用戶在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域外的經(jīng)驗(yàn)的能夠直觀地使用圖標(biāo)和系統(tǒng)窗口。 （ 7） 直觀 讓對(duì)象和操作能夠直觀可見(jiàn)，要盡可能是交互界面表現(xiàn)的和真實(shí)世界一樣。對(duì)用戶的操作盡量做 到立即響應(yīng)，人和延遲可能會(huì)干擾用戶的工作和使用效率，降低了用戶對(duì)系統(tǒng)使用的信心。用戶在工作的時(shí)候，可能拼寫錯(cuò)誤的單詞會(huì)被標(biāo)示出來(lái)，系統(tǒng)允許用戶隨時(shí)換一個(gè)單詞，或者當(dāng)他們工作結(jié)束后，可以再回頭檢查處理這些錯(cuò)誤。 （ 5） 安全性原則 系統(tǒng)應(yīng)該讓用戶盡量避免發(fā)生錯(cuò)誤，交互界面應(yīng)該提供視覺(jué)指引、提示、選擇列表和其他的輔助，無(wú)論是自動(dòng)的還是被人要求的。人機(jī)界面的一致性主要體現(xiàn)在輸入、輸出方面的一致性，具體是指應(yīng)用程序的不同部分，甚至不同程序之間，具有相似的界面外觀、布局和相似的人機(jī)交互方式以及相似的信息顯示格式等。 合理的利用空間，利用顏色、顯示效果來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容與形式的統(tǒng)一，界面設(shè)計(jì)中 最基本的功能應(yīng)該讓人可以立刻看到， 還要減少用戶的記憶要求，簡(jiǎn)化用戶的工作。在人機(jī)界面設(shè)計(jì)中也同樣把人機(jī)界面功能，包括界面的布局、顯示、用戶操作等專門由用戶界面管理系統(tǒng)完成，應(yīng)用程序不再管理人機(jī)交互功能，也不和人機(jī)界面編碼混雜在一起。 ⑤ 用戶系統(tǒng)的期望和態(tài)度，首先從用戶使用系統(tǒng)的原因來(lái)看，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可作為用戶完成其任務(wù)的不可缺少的組成部分，也可作為可選部分；其次從用戶對(duì)系統(tǒng)的期望和態(tài)度來(lái)看，有 3 種情況，即中性的、 積極地和消極的；最后，從用戶使用計(jì)算機(jī)的目的來(lái)看，絕大多數(shù)用戶使用計(jì)算機(jī)是為了幫助他們更好地解決應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題。 ③ 人的固有弱點(diǎn)，人具有健忘、易出錯(cuò)、注意力不集中、情緒不 穩(wěn)定等固有弱點(diǎn)。在人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)中所要考慮的人的因素主要包括： ① 人機(jī)匹配性，用戶是人，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為人完成任務(wù)的工具，應(yīng)該使計(jì)算機(jī)和人機(jī)系統(tǒng)很好的匹配工作。人機(jī)結(jié)合并注畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 意人的主導(dǎo)地位，將有效地保證系統(tǒng)的可靠性和壽命。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(guò) 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。根據(jù) HMI 的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器可分別選用 8 位、 16 位、 32 位的處理器。人機(jī)界面是由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(guò)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)器畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 信息交互的數(shù)字設(shè)備 ,由硬件和軟件兩部分組成。在這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論中人、機(jī)、環(huán)境 3 個(gè)要素之間相互聯(lián)系、相互作用的關(guān)系決定這系統(tǒng)總體的性能。它為進(jìn)行人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。而這一思想又必須通過(guò)工程手段才能得以落實(shí)，因此人機(jī)工程學(xué)可以說(shuō)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)學(xué)科。在功能、性能、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)等針對(duì)產(chǎn)品本身的評(píng)價(jià)因素之 外，人們對(duì)產(chǎn)品的要 求跟多的集中在安全、健康、方便、舒適，乃至審美、情感、價(jià)值等針 對(duì)人而言的因素上。作業(yè)適宜的人機(jī)界面除硬件機(jī)器外，還包括軟件，如規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)、制度、技法、程序、說(shuō)明書、圖紙、網(wǎng)頁(yè)等，都要與作業(yè)者的特性相適應(yīng)。 （ 5） 研究作業(yè)及其改善 ；作業(yè)是人際關(guān)系的主要表現(xiàn)形式，主要研究有研究作業(yè)分析、動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則、工作成效的測(cè)量與評(píng)定等。人機(jī)工程研究如何根據(jù)人的因素，設(shè)計(jì)和改善符合人因的作業(yè)場(chǎng)所，畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 是人的作業(yè)姿勢(shì)正確、作業(yè)范圍適宜、作業(yè)條件合理，達(dá)到作業(yè)時(shí)安全可靠、方便高效、不易疲勞、舒適愉悅的目的。各自根據(jù)各自的特點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互協(xié)調(diào)、相互配合的 人機(jī)系統(tǒng)。 ⑤ 人的心理特征 ：影響人心理活動(dòng)的基礎(chǔ)（生理與環(huán)境基礎(chǔ)）、動(dòng)力系統(tǒng)（需要、動(dòng)機(jī)、價(jià)值觀理論等）、個(gè)性系統(tǒng)（人格與能力）、心理過(guò)程（感知、記憶、學(xué)習(xí)、表象、思維、審美構(gòu)成的認(rèn)識(shí)，情緒與情感，意志或意動(dòng)，習(xí)慣與定勢(shì)）等。 ③ 人的勞動(dòng)生理特征 ：體力勞動(dòng)、腦力勞動(dòng)、靜態(tài)勞動(dòng)與疲勞機(jī)制等。人、機(jī)、環(huán)境的整體屬性不等于各部分的簡(jiǎn)單相加，而是取決于系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同作用程度。研究人機(jī)工程學(xué)的目的是根據(jù)人的生理、行為、認(rèn)知、心理乃至情感等各方面的特性，運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法分析人與產(chǎn)品、人與環(huán)境之間的相互作用，合理的設(shè)計(jì)和安排人的安全與健康，提高人的工作效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)人的舒適與愉悅，使人、機(jī)、環(huán)境的配合達(dá)到最佳狀態(tài)。人機(jī)界面機(jī)技術(shù)完成了實(shí)時(shí)、高效、簡(jiǎn)潔的工業(yè)控制體現(xiàn)出了現(xiàn)代控制的真正意義。考慮系統(tǒng)的開發(fā)周期和經(jīng)濟(jì)性選用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面可提供豐富的畫面顯示功能和強(qiáng)大的通訊功能讓用戶可以隨時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)工作的流程畫面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè) 單元的 實(shí)時(shí) 狀態(tài) 畫面；人機(jī)界面系統(tǒng)也能自動(dòng)記錄并保存各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，方便日后查詢、分析。通過(guò)智能終端提供友好的車載人機(jī)界面 使機(jī)器更好的服務(wù)于人，適用于人，使人的操作更加便捷 。 在現(xiàn)代列車微機(jī)控制系統(tǒng)中， 隨著的機(jī)車車輛中司機(jī)需要的信息日益增加 , 傳統(tǒng)司畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 機(jī)室以模擬儀表和 指示燈為主的顯示方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代高速列車 車輛的需要 , 由此應(yīng)運(yùn)而生了基于平板顯示器和微機(jī)結(jié)合構(gòu)成的智能終端。這一功能減少了修復(fù)故障所需的時(shí)間，但是為了開發(fā)每個(gè)設(shè)備的可視化畫面需要花費(fèi)不少的精力?，F(xiàn)在，可視化的顯示畫面能夠更為生動(dòng)地反應(yīng)被控設(shè)備的情況。因此工程師必須花大量的時(shí)間 用于 編程，將多個(gè)按鈕和指示燈安放在不同的畫面中。在 CRT 顯示器上繪制出可編程的按鈕和具有 指示燈 的虛擬對(duì)象，工程師 可以 對(duì)這些虛擬的按鈕和指示燈進(jìn)行編程，讓它們按要求顯示出來(lái)。但 是，隨著被監(jiān)控設(shè)備復(fù)雜程度的增加需要花費(fèi)大量的時(shí)間用于編寫顯示屏的程序。用戶還可以用不同的顏色顯示文本，在文本信息中加入變量，如 顯示 不同車間的產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。早期地準(zhǔn)斷系統(tǒng)能在屏幕上顯示一個(gè)故障地 I/O 編號(hào)或者某些數(shù)字，用戶需要在手冊(cè)上查找這些數(shù)字，從而得到到底發(fā)生了什么故障。后來(lái)可控顯示設(shè)備的引入從簡(jiǎn)單的指示燈到七段數(shù) 碼管，再到字母顯示管，通過(guò)這些顯示設(shè)備，使得 HMI 監(jiān)控系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確地向操作員反映系統(tǒng)的狀態(tài)，從而減少故障診斷時(shí)間。同時(shí)用戶可以通過(guò)編程終端發(fā)現(xiàn)程序中出現(xiàn)錯(cuò)誤的字節(jié)。 可以通過(guò)將所需的設(shè)備連接到 PLC 上來(lái)增加 HMI 系統(tǒng)的功能。這樣的 控制系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，通常由許多繼電器組合在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。 早期地 HMI 應(yīng)用項(xiàng)目中包含有大量地按鈕開關(guān)、指示燈、選擇開關(guān)和 其它簡(jiǎn)單地控制設(shè)備，功能僅限于啟動(dòng)、停止某個(gè)設(shè)備，并顯示該設(shè)備的狀況。s working environment, and grasp the basic principles of ergonomics design of the manmachine interface in the concept of peopleoriented and the basic issues that we should pay attention to in design. For the design of the monitoring system There are two ways: First, the use of Visual Basic, Visual C + +, Delphi and other development program based on Windows platform to prepare。掌握組態(tài)軟件的同時(shí)設(shè)計(jì)出人機(jī)界面所控制的各模塊，并對(duì)整個(gè)人機(jī)界面進(jìn)行整體評(píng)估及穩(wěn)定性測(cè)試。 組態(tài)軟件的功能包括：強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能、良好的開放性、豐富的功能模塊、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)、可編程的 命令語(yǔ)言、周密的系統(tǒng)安全防范、仿真功能 。 對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中可 采用兩種方法：一是采用 Visual Basic、 Visual C++、 Delphi 等基于 Windows 平臺(tái)的開發(fā)程序來(lái)編制；二是采用監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件來(lái)編制。畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要 機(jī)車車輛現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)即就是司機(jī)室計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，因此監(jiān)控人機(jī)界面的功能主要是監(jiān)控整個(gè)機(jī)車控制系統(tǒng)對(duì)車輛 各單元的控制，包括故障檢測(cè)、報(bào)警顯示、報(bào)警記錄、列車狀態(tài)顯示等。 在整個(gè)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)中首先掌握人機(jī)工程學(xué)的基本內(nèi)容，分析用戶及用戶的工作環(huán)境，