全国性建材科技期刊—
—《玻璃》2021年第6期总第357期
徐洋李勇
（秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司秦皇岛066001）
摘要基本的设计原则、严格的设计标准以及满足客户需求的设计是浮法玻璃DCSH M I设计不可分割的三个重要组成部分，功能完善的HMI设计应该遵循如上标准。一个制作精良的DCSHMI系统，不仅是使用者和电气系统对话的桥梁，能为工厂安全生产提供保障，也是建立完整的企业视觉形象的手段。它通过良好的操作体验和友好的界面为公司建立品牌形象，形成品牌语言，维护企业的竞争地位，促进企业的成长及发展。 关键词浮法玻璃；WINCC；HMI；界面设计
中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1003-1987（2021）06-0028-05
Human-machine Interface Design ofDcs System in Float Glass Factory
XU Yang,LI Yong
(Qinhuangdao Glass Industry Research and Design Institute Company limited,Qinhuangdao066001,China) Abstract:Basic design principles,strict design standards and design to meet customer needs are three important components of float glass DCS HMI design.A fully functional human-machine interface(HMI) design should follow the above criteria.Human-machine interface is the interaction medium and window between operator and DCS system in float glass factory,which is related to the efficiency and quality of glass production.Therefore,a kind of human-machine interface design of DCS system in glass industry is proposed.Through good operation experience and friendly interface,it establishes brand image for the company,forms brand language,maintains the competitive position of the enterprise,and promotes the growth and development of the enterprise.
Key Words:float glass,WINCC,HMI,interface design
0引言
HMI是Hu m an Machine Interface的缩写，直译为人机接口，一般称作人机界面或用户界面。简单的说，HMI指的是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，其根本目标是实现系统内部信息、动作 形式与人类可以接受形式之间的转换。在现代工厂控制系统里不可或缺的一部分就是人机交互，而交互设计就是设计支持人们工作与生活的交互式产品。一个交互界面的设计者应首先从使用者的角度出发，在满足生产工艺条件的前提下充分考虑使用者的使用习惯，提供简单快捷安全的操作，从而提升用户体验。
1HMI系统设计原则和标准
1.1遵从工艺diat
图1所示是退火窑的俯视图，它包含了1#、2#、3#主传动控制、显示；热电偶在退火窑相对准确的位置和壳体空间内空气温度显示；退火窑风机的运行、报警、停机显示；电加热功率给定显示及控制，电加热运行及报警显示等。这些仪表和机器的布置是完全按照浮法玻璃退火窑的工艺位置设计，正确合理的排版能让使用者更快更容易的操作软件，提高工作效率和操作的准确性。
作者简介：徐洋（1982-），高级工程师，本科，主要从事电气供配电设计及自动化控制工作。
技术交流
图1退火窑俯视图
1.2布局合理
合理的布局会更好的引起注意和呈现焦点。HMI构图的核心目的是让用户便捷到相应的设备。这需要对产品功能主次关系、信息重要层级关系、目标用户体使用习惯以及用户偏好等进行准确把握，再利用信息框架进行合理设计。相当多的HMI设计者在工作时往往只站在自身的立场，基于自己对用户和交互的理解进行设计，而不是从用户的角度出发，换一种思维方式为客户考量。一个优化的HMI设计会提升系统正常运行品质、节省开机、关机、过渡的时间、避免下载及错误，节省费用、减少培训时间，为使用者营造轻松的工作环境，为操作人员大大降低疲劳。一项研究显示，在高精确度工程仿真器中测址，获得ASM认证的界面，与传统的界面相比较，使用获得认证界面的操作人员的评价为： 果蔬纤维代餐粉（1）更快更连贯地识别错误；
（2）比起传统界面，发现问题速度提高35%〜48%；
（3）成功处理问题的速率提高25%。1.3分组和汇总同类数据
一个良好的工业HIM界面不仅仅是图形的排布，它还包含着复杂纷乱的数据显示等元素。根据所处位置分组是最直接的方法。信息分组还有很多种方式：同样形状、尺寸或颜；同一电路连接；同一盒子封装，或用略暗的背景置于背后。属于同一类的分组信息，帮助操作人员理解它们之间的重要连接。也从视觉上简化屏幕，更便于操作人员归纳信息、。
1.4突出重要信息
关注某一列或只注意一组而忽略其他的信息，是环境意识中最常出现的错误。HMI设计者可以通过突出关键的信息，把不太重要的信息设为与背景较一致来提高环境意识。
要先知道什么信息是最重要的，什么信息不太重要。HMI设计者对操作人员任务的研究，能帮助操作人员在正常及非正常情况下，确定相关数据的重要性。
1.5提供信息，而不仅仅是数据
HMI不仅仅是提供数据，而是提供能让操作人员快速做出判断的信息，通过图2可以了解天然气燃烧的流量是否处于正常水平。
全国性建材科技期刊一一《玻璃》2021年第6期总第357期
图2天然气流量对比
1.6简洁化
一个良好的HMI设计，会让用户或者使用者更快的上手操作。不同的用户几乎有一个共同的特点和需求，那就是希望更安全、高效地达到他们的目的。女口HMI中增加一个如图3的加速和减速的按钮，用以下C脚本实现：
增加电机转速：
int a;
A=GetTagWord(n sp n);
a=a+l;
SetTagWord(n sp n,a);
}
减少电机转速：
int a;
a=GetTagWord(n sp n);
a=a-l;
SetTagWord(n sp n,a);
图3增减速按钮
一段简单的代码实现了点击“增加”按钮，电机频率增加1Hz。点击“减少”按钮，电机频率减少1Hz。频率改变的直接结果就是转速的同比变化。在只需要微调速度的情况下，一次点击即可实现该操作，安全和合理。
1.7为操作行为提供安全边界
任何工业的HMI设计都要把安全性放在第一位，浮法玻璃工艺对设备操作的安全要求尤为严格。在浮法玻璃工艺的设备控制系统中，主传动是一个非常重要的设备，操作人员在调整主传动速度的时候要
imca非常注意，因为稍有不慎就会造成“断板、满槽”等严重生产安全事故。要避免误操作，就有必要对此设备的速度输入框做主传动的速度限制，也就是每次操作的安全边界。如图4所示。
对稣性
雇性劃牛
A I雇性___________________静态
■o.OOOOOOe+OOO9
V
±IW999.000000筝
图4WINCC输入输出域对象属性这段代码实现的功能是：在调整主传动速度的时候，禁止主传动的速度偏移量超过0.5m/min。这样的设置能有效避免误操作，避免主传动电机飞车而造成生产安全事故。
1.8谨慎使用颜、声音、符号
如果在任意时刻，很多信息都需要操作人员去关注，那他就无法关注最重要的信息。提高信噪比，重
要的信息就不会被埋没。当红用于报警时，同时也被用作是控制器/阀门状态显示的时候，需要花费超过25%的时间寻报警。
谨慎使用颜，因为它会使屏幕变得更复杂。要记住许多颜及其意义，对操作人员来说是不现实的。要确保操作人员能够区别最重要的元素，不仅仅是颜，还有报警等。例如，给报警级别标识不同的形状和颜。
1.9保持一贯性
HMI界面的一致性原则主要是指在不同的系统之间及应用系统内部具有相似的界面外观、布局、人机交互方式及信息显示格式等。
（1）相类似的信息，使用同类图片。特定物件使用特定颜，不要给其他事件安置报警的颜；导电泡棉的作用
（2）同一设备用同一个名字；
（3）将屏幕上的各元素组合起来保持一致性。如保持导航条在右下角；
（4）动态数据的显示要与说明性文本区别开来。如动态数据使用明显的蓝；
（5）用一致的方式，显示相类似的数值。如在小数位置显示相同的数字，按小数点对齐排列成纵队的数据更容易识别。
2提供反馈
当操作人员与系统信息交互，需要了解他所做的是否正确、有效。HMI设计人员可以建立检查机制，简化操作人员的工作。
（1）如果在屏幕上选中什么，就能指示出选了什么；
v50值（2）如果开始着手某个行动，就指示出该行动正在执行；
（3）重要数据需要设置二次确认，证实所需进行的操作，尤其很少被执行以及会导致重大结果的操作，如速率和流量调整；
（4）输入的数值在期待范围以外。如当期待数值为3.88时，一旦操作人员输入388的时候，系统会拒绝执行。
2.1提供快速导航
在正常情况下，操作人员经常需要在屏幕间快速切换。如一定要在几个等级间切换，会浪费一定的时间。图5为来自ASM协会的快速导航图。
图5快速导航
浅导航是在每个界面的同样位置，安置一个按钮。一个按钮直接连接到纵览界面，其他的直接跳转到等级2界面。
“ASM高效操作者界面设计指导”推荐浅导航，所有的等级2界面都容易从HMI中获得。在浅导航中，只需点击三次鼠标，就能从A点移动到B点。3浮法玻璃工厂DCS系统HMI发展方向随着信息科技化的发展，在未来，为了能更好呈现设备和流程状态，HMI不仅仅是为了实现控制和可视化，而是与整个流程的无缝对接，向用户呈现一个栩栩如生的智能系统。同时操作简易性、画面显示高精度也就成了HMI发展的重要因素之一。一个有竞争优势的HMI，必定是一个软硬兼优的结合体。对用户来说，在HMI基础上是需要根据应用要求进行相应开发和定义的。而稳定的、体验佳、易上手、功能强的设计可以为H M I增彩。
（下转第35页）
释至石灰液的25%。将熟石灰浆液通过注入泵送到吸收塔顶部的旋转雾化器中。在雾化器的高速旋转（接近1OOOOrpm）下，浆液被雾化成数亿个50口m的雾滴。未经处理的热烟道气经过气体分配器进入吸收塔后，立即与碱性吸收剂液滴接触。粒子反应界面是不断摩擦和碰撞更新。气体与固体之间的传热和传质反应很强，烟道气中的酸成分被吸收，液滴的水分蒸发，成为干燥的脱硫产品。只有很少一部分是直接从吸收塔底部排出的，大部分是与进入吸收塔的烟道气直接排出的。吸收塔后面的集尘器是通过机械或气动方式收集和运输的；使用袋式除尘器高效除尘后，清洁的烟气通过烟囱排放到大气中。RSDA脱硫技术是一种半干式脱硫技术，以熟石灰作为脱硫剂，吸收剂利用率高，脱硫效率达90%以上。
4.7市场上脱硫脱硝除尘一体化设备情况
目前，一些环保设备企业研制的一体化脱硫脱硝除尘设备，具有高效脱硫脱硝除尘功能，是将流体力学、气溶胶力学和化学反应动力学基本理论的有机结合，巧妙地结合了冲击浴、布膜强化、流化床结构、喷雾与重力、惯性力、冷凝等除尘脱硫脱硝机理。整个设备的流场组织为气、液、固三相提供了足够的液膜阻力，增加了传质系数，提高了脱硫脱硝效率和细粉尘颗粒的湿粘聚力效应。这些设备的使用对玻璃熔炉的燃烧气体进行脱硫脱硝除尘处理，提供一条实用可行的路径。
5结语
随着《新标准》顺利通过技术审查，平板玻璃行业解决产生大气污染排放超标问题日趋迫切，各生产企业应尽快整合玻璃产业的地方资源优势，优化原料、燃料结构，采用合理的控制手段，解决企业大气污染物排放指标中存在的问题，实现各指标达到国家大气污染物排放标准。
参考文献
[1]GB26453—2011.平板玻璃工业大气污染物排放标准[S].
[2]关于征求《玻璃工业大气污染物排放标准（征求意见
稿）》国家环境保护标准意见的函[C]•全国玻璃窑炉技
术研讨交流会论文汇编.中国硅酸盐学会会议论文集•
2020.
[3]赵恩录，张文玲，黄俏，等•平板玻璃行业大气污染物排放
现状及减排控制[J].玻璃,2020,47（04）：18-23.
[4]张君•平板玻璃行业大气污染及治理技术[J].玻璃，2019,
46（11）:45-48.
（上接第31页）
4结语
高纯球形硅微粉
HMI是人与企业之间的桥梁，它也是建立完整的企业视觉形象的手段，它通过良好的操作体验和友好的界面为公司建立品牌形象，形成品牌语言，维护企业的竞争地位，促进企业的成长及发展。参考文献
[1]陈根.工业设计概论（全新图解）[M]，北京：电子工业岀
版社,2017.
[2][美]威廉姆斯（Robbin Williams），著.苏金国，李盼,
等，译.写给大家看的设计书（第4版）[M]，北京：人民邮
电岀版社,2016.
[3]]甄立东，李建平.西门子WinCC V7.4基础与应用（第2
版）[M].北京：机械工业岀版社,2019.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议