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人机界面的使用和设置 1．历史的演变 说到人机界面的设置，我们可能仍然记得各种控制面板，控制柜和控制屏的设置。它们可能按照每个装置在系统中的功能、位置、所属的关系等因数，分别设置成不同的控制屏。按照各自的分工、重要性、工艺流程和操作频度而分布在控制室的不同位置。即使只用一块面板，也遵照基本类似的原则布置。这显然是必要的和合理的。但是建立在硬件关系上的控制屏与建立在信息交换基础上的触摸屏则不同。首先，前者是硬件组成的、的和不可替代和改变的（运行中），而后者是由通用硬件构成的，内容随时可以切换的。 2．多个（种）控制屏的分时显示 控制屏的是由人机对话的内容决定的。但是一个人不可能（必要）同时与多个控制屏对话。就像一般我们不会同时操作多个控制屏一样。鉴于触摸屏的通用性和内容随时可以切换的特点，便有了分时工作的可能。形成一种实质上多个人机界面装置与一个控制系统的结构。正常工作时，面对我们的是一幅主要显示工艺状态和参数的界面，以及某些常用的功能键。但是它随时可以根据需要切换到其他操作界面，或是能够提供更多运行细节的界面。一旦出现异常情况，它又能自动地跳转到应该立即给予关注，或者征询决策意见的界面。可见这种分时功能是既灵活又实用的办法，在方面占有明显的优势。 除此之外，另外一个优点是我们非常需要的，就是大量降低了误操作的可能性。从前为了防止误操作，有时不得不增加很多连锁机制。使用触摸屏之后，不让操作的动作或命令，根本就不会出现在当前屏幕上。不应该选择的项目．根本就选不到。出合理范围的设定根本就输不进去。形成了一道天然的屏障。 3．异地界面的分工和同权 有时装置比较大，人们需要在不同的位置进行操作。diangon.com这好比楼梯上的电灯，*在楼上和楼下都可以开和关。实现异地操作功能对于触摸屏而言是十分容易的。无非是增加一根通信电缆和触摸屏，其中使用的硬件和软件是相同的。 由于仅仅是一个信息共享的问题，异地操作完全可以实现“同权”，当然也可以限制部分权力。为了安全起见，还可以选用“排他性”的互锁功能，也就是一旦选用其中一个界面，其他界面自动。只保留显示功能，而不接受命令。 4．运行进程的回顾 任何由硬件组成的控制屏都只能显示当前状态，但是触摸屏可以方便地回顾历史的进程。这不过是将共享的信息予以保存罢了。 5．其他辅助功能界面 装置除了处于运行状态之外，还可处于非工作状态。但是仍然需要进行人机对话。例如，部件的维修和调试、方案的制订和选择、参数的、统计和报表、故障分析、易损件的使用寿命等辅助性的工作。 现在所介绍的液晶触摸屏作为人机界面，它原本就是一台计算机。所以一般计算机所能使用的接口，它都能够使用。因此它完全可以不经过PLC，而独立地拥有自己的I/O口和存储卡。利用通信接口（可有多通道），直接与变频控制器、打印机、条形码阅读器、温度控制器、各种伺服放大器等设备连接，进行操作和控制。 常见的人机界面和通用的人机界面 我们认定手和眼是人类对外信息交流的*通用、*方便、*直接的工具。这也就决定了与我们交流信息的另一方——各种机器和设备，*能以图像的方式提供信息，并且能以感受人类手的动作的方式接收指令。我们正是以这些要求为目标来设计和制造各种机器、设备和装置。其中，*简单、*原始，也是用得*广泛的人机界面就是指示灯和按钮。人通过手指向机器发出指令信息，机器通过按钮接收到信息之后完成事先预定的工作，并且通过指示灯向人发回它的状态信息。人用自己的眼睛接收到反馈的信息。可见，人机界面并非是新概念和新事物。在此，我们想要强调的是它的于信息交流的本质。 我们在强调人机对话主要是用手和眼的同时，并没有排除任何其他的方式。例如各种声控设备的出现，甚至有能理解我们眼球运动的，有能解读我们身上微弱的生物电流的，有能感知我们的脑电波的，等等。但是这些人机对话的方式，只能在特定条件下应用；只能是辅助性的非主流的方式。至少目前如此。 科学技术的发展，使得要求交流的信息内容变得十分复杂，要求交流的速度越来越高，所以人机界面也有了很大的进步和发展。但是人并没有变，仍然主要是用眼睛和手。所以人机界面的进步，只能体现在能使人看到的内容更直观、更丰富、更生动和更准确上。在理解人手的动作方面更准确、更快捷而已。 电子技术在可视技术方面的发展，令人眼花缭乱。它的出现和日新月异的发展，为我们眼睛接收信息能力的扩展提供了几乎无限的可能。因此，它被立即应用到人机界面中，几乎也成了不可或缺的主角。 我们已经对各种仪表、按钮、指示灯、开关、仪表盘、控制箱，甚至遥控器之类十分熟悉了，只是没有把它当成是人机界面而已。但究其功能定位而言，谁又能说不是呢？ 不过以上这些都是一些的、具体硬件。 (1)个人计算机中的人机界面。个人计算机的出现，给我们展现出一种典型的、通用的、似乎无所不能的，而且越来越聪明的工具。它已经渗透到我们生活的每一个角落，这里暂且不去研究它的核心功能——计算和存储。仅看它所使用的一整套人机界面，也就是我们十分熟悉的“三件套”：显示屏、键盘和鼠标。多年的实践表明，是十分*的。可以说已经成为了当前人机界面的基本模式。尽管三件套的本身，在技术上不断进步，可谓日新月异。由使用模拟信号到数字信号；由CRT变成了液晶屏；由单色的变成了彩色的；有线连接变成无线连接，红外线，蓝牙技术等都用上了。这些都只是为了提高产品的质量，提高其经济性和实用性方面的进步。但是我们应该注意到，所有这一切并没有对这种人机界面的基本功能发生任何改变。因为它用来直接与人的眼和手交流信息的功能没有变。 众所周知，计算机的操作系统由DOS演变成了Windows（当然还有其他的类似系统）。后来计算机中又增加了所谓多媒体功能，使用一个并非十分贴切的比喻，这就好像我们从阅读剧本变成观看电影，而且可能是具有“互动”功能的电影。从这种人机对话的形式中归纳出至少有以下两个特点：①见到的全部是图像（而且是变化的），就像我们说的“全都是假的”，一件实物都没有；②所传达的任何信息内容，都是以一种统一的载体和规则表达（记录）的。这两种特点给我们带来了无限的发展空间。 当然这并非是一种新的信息交换（对话）形式，将会*地取代另一种。就像我们经常看电影，看电视，并非完全不看话剧、京剧和歌舞剧。有时仍然需要某些更加身临其境的“对话”方式，例如各种模拟驾驶、模拟操作、模拟射击等。实在是真假难分，各得其所。 (2)本文中着重介绍的“触摸屏”，不过是为了适应现场的工作环境，对这种三件套稍加改进而已。于是有了更加适应环境和工程需要的触摸屏。 现在回到工程技术领域来讨论人机界面。一般而言，工程技术设备的使用环境，通常和我们日常生活的环境有所不同。相对而言，要残酷很多。因此它对人机界面的要求也有一定的特殊性。例如，在可靠性、节能、耐用度和结构紧凑性方面要求较高，但是对界面质量方面的要求和动态响应的能力则相对低一些。普通的液晶显示屏在提供界面的能力方面，灵巧度及功耗等方面，至少目前是可以接受的。但是作为界面上定位的鼠标，可靠性一般，而且似乎有些累赘。于是我们对能在界面上直接用手位的“触摸屏技术”情有独钟。因为它太符合我们人的本能和惯了。至于如何实现这种定位的功能，使用的是变电阻型还是变电容型，是压敏型还是红外型等，作为这项新功能的用户，可以“漠不关心”，坐享其成便是了。 一种工程技术设备，一般专（业）用性较强，也就是只涉及一定的领域，有限的空间。于是可以通过人机界面，在这一小片天地里，仅用手指“指点江山”了。当我们得意之余，忽然发现如果没有键盘的帮助，便不能“激扬文字”。尽管设备操作中，需要发挥这种灵感的机会不多，但仍然不可缺少。于是聪明而老练的计算机工作者，便举起了以软带硬的“大旗”，在屏幕上立即画出一个我们正好需要的小键盘。如果想要输入数字，屏幕上会弹出一个数字键盘；如果想要输入字符，屏幕上也会弹出一个字符键盘，仍然用手指“故伎重演”就是了。 我们由讨论一般性的人机界面问题，转而讲到人所共知的“三件套”。*落实到本书要介绍的重点——液晶触摸屏，这就是我们简称的GOT。后面将要介绍它在控制系统中的具体应用。
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在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，*选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 一、输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展 余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 三、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 (一)运算功能 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。 (二)控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。 (三)通信功能 大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。 PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。 PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）PLC网络（各厂商的PLC通信网络）。 为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。
项目特点：与欧洲市场相似，海上风电项目也具有项目规模越来越大、建设离岸距离更远、水域更深等特点。风力资源：不同省份的海上风力资源和地质条件差异很大。其中，福建省位于海峡西岸，拥有好的海上风力资源，但福建省的海上风电项目仍面临巨大挑战：当地极端天气多发（的台风和地震）、靠近基地及作业区，且地质条件为复杂。
