变频调速冶金讲座

专题讲座：

山东大学控制科学与工程学院曾毅教授变频调速控制系统在冶金行业中的运用第4(01)讲第四章变频调速控制系统在冶金机械方面上的运用§4－1人机界面研讨的主要内容及常用认知心思学根底实际§4－2EB500触摸屏的运用入门(EASYBUILDER)§4－3人机界面制造技术之二(PROTOOL6.0)§4－4PROFIBUS网络的组成及其根本特性§4－5PROFIBUS网络的运用与调试§4－6在冶金机械方面上的运用实例分析§4－1人机界面研讨的主要内容及常用认知心思学根底实际§4－1人机界面研讨的主要内容及常用认知心思学根底实际对于人机界面HMI(Human-MachineInterface)，人们普通了解为计算机软件方面的人机界面。随着科学技术的开展，人机界面不再局限于计算机软件方面，而是走向了自动控制领域，正在从根本上改动着自动控制领域的控制方式；曾经把自动控制推向了一个崭新的时代。那么什么是人机界面呢？一、人机界面的定义及研讨的主要内容1、人机系统(Human-MachineSystem)：人机系统是由相互作用、相互依赖的人、机和环境三个部分结合成的具有特定功能的有机整体。可以用模型来描画人机系统，如图5-1-1所示。图5-1-1由图可知，操作过程的情况由显示器显示出来，作业者首先要感知显示器界面上的指示信号的变化，一、人机界面的定义及研讨的主要内容1、人机系统(Human-MachineSystem)：然后分析，解释显示界面的意义并做出相应的决策，再经过必要的控制方式，利用操作台这个界面实现对操作过程的调整。人能读懂，机器也能认识的这个界面称为“人机界面〞。如图5-1-2所示。留意：环境也影响人察看效果和控制结果。图5-1-2一、人机界面的定义及研讨的主要内容2、人机界面(Human-MachineInterface)：在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面〞，称为人-机界面。人-机界面是人与机器都能认识、操作的媒介，人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。图5-1-2一、人机界面的定义及研讨的主要内容单向人-机界面是人或机器不能相互作用的“面〞，称为单向人-机界面。(例如：显示仪表和键盘者是单向人-机界面)人-机界面是由于假设干个单向人-机界面所构成，机器的各种显示都“作用〞于人，实现机-人信息传送这种单向人-机界面；人经过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过人脑的加工、决策，然后作出反响，又实现人-机的信息传送的另一种单向人-机界面。可见，人机界面的设计直接关系到假设干个单向人-机界面所构成，而研讨单向人机界面那么主要针对两个问题：显示与控制。一、人机界面的定义及研讨的主要内容3、人机界面研讨的主要内容：如何准确、迅速的显示与控制自动控制系形状变量的问题。二、研讨人机界面所需求的根底知识研讨人机界面需求三个方面的根底知识：1、变频调速控制系统构造；2、认知心思学；3、图形构造艺术，如图5-1-3所示。图5-1-3二、研讨人机界面所需求的根底知识1、变频调速控制系统构造设计人机界面首先要知晓自动控制系统构造和任务原理方面的知识，熟习自动控制系统需求显示那些变量才干正确描画一个自动控制系统；需求控制那些变量才干使一个自动控制系统平安、可靠、高效率的任务。根本原那么是：用最少的图标显示和控制最多的变量，实现最多的功能。二、研讨人机界面所需求的根底知识2、认知心思学认知心思学研讨我们如何获得世界的信息；这种信息又怎样表征并转化为知识；它怎样储存；知识又是如何用来指点我们的留意和行为。它涉及心思过程的全部范围---从觉得到知觉、方式识别、留意、学习、记忆、概念的构成、思想、表象、回想、言语心情和开展过程，而且贯穿于行为的各个领域。二、研讨人机界面所需求的根底知识了解并遵照认知心思学的原理是进展人机界面设计的根底。利用认知心思学的原理设计人机界面，一方面防止出错，另一方面用以提高任务效率。为了提高人机界面设计的程度加强用户与控制系统界面之间的友好程度，必需对用户，即使用控制系统界面的人，有一个较为明晰的认识，也就是说对人的心思根底要有所了解。既要了解人的觉得器官〔视觉、听觉、触觉〕是如何接受信息的，也要了解人是怎样了解、处置信息的，以及学习记忆有哪些过程，人又是如何进展推理的等。由此，尽量使本人的设计顺应于人的自然特性，以使设计的系统满足用户的要求。由于学时的关系我们不展开讨论认知心思学的原理，而是直接援用一些结论性的实际。二、研讨人机界面所需求的根底知识3、图形构造艺术图形构造艺术包括两个方面：其一，控制系统操作台外形构造、按键和显示器的安装位置和颜色搭配；其二，控制系统参数、性能界面制造方法和原那么。对于一位曾经掌握自动化技术的人来讲，图形构造艺术是人机界面设计的成败技术关键之一。由于它涉及了设计者本身的涵养、知识面、社会阅历和看问题分析的方法问题与角度。三、人机界面设计原那么与评价内容1、人机界面设计原那么

设计原那么的建立主要目的是提出设计原理，为开发人员提供设计的功能需求。它提供了严厉的规范，同时具有一定的灵敏性，可以根据用户界面设备的开展以及用户需求的变卦添加新的内容。这样，用户界面开发的执行过程就会很快，并减少设计的改动。为了保证在整个产品开发周期中的协调，设计原那么应思索以下几方面的问题：三、人机界面设计原那么与评价内容1、人机界面设计原那么

1)一致性(1)界面中的功能区必需坚持相对固定(2)使经常用到的信息和提示位置一致(3)保管一定区域来显示系统形状和错误信息(4)滚屏和翻页等采用习惯的方式控制(5)使中断进程规范化(6)图形、窗口、菜单、表格运用一个标题来标明它的内容和功能(7)颜色及特定图形在界面中的含义须前后一致三、人机界面设计原那么与评价内容1、人机界面设计原那么

2)使错误校正简单、迅速(1)错误信息应运用非技术性言语显示,信息的含义该当对初学者和有阅历用户都很明确(2)错误信息该当指明发生了何种错误且如何矫正错误(3)须有恢复功能，运用户可以回到对话过程的上一步操作3)减少输入任务(1)允许用户采用缩写的方式输入信息(2)在输入可预知的情况下,设置默许值(3)尽量少用双键(4)对需求反复输入的数据提供复制功能三、人机界面设计原那么与评价内容1、人机界面设计原那么

4)为不同阅历或程度的用户提供多种交互方式(1)为有阅历用户提供快捷功能(2)可使初学者进展多步访问5)在可行的情况下,运用批处置或命令队列(1)固定顺序的操作可用命令队列完成(2)经常用到的过程操作采用批处置6)精心设计以防错误发生(1)命令的名字应符合其对应操作的含义(2)对那些不允许用户输入的区域进展维护(3)对于图形和颜色的运用要尽量符合人们的习惯三、人机界面设计原那么与评价内容1、人机界面设计原那么

7)提供适当的反响(1)经过某种方式的显示，确认用户的输入(2)可行的情况下，应及时显示系统形状信息8)对一些重要操作提供确认(1)对一些关键操作，应提供确认(2)在要求用户确认之前，提示该动作能够发生的后果三、人机界面设计原那么与评价内容1、人机界面设计原那么9)为主要信息提供图形标识(1)利用亮条等标注重要信息(2)对于某个重要的显示条目采用闪烁方式显示(3)利用颜色区分普通讯息和重要信息10)提供在线协助和系统缺点自诊断功能(1)为协助操作提供简单而规范的动作(2)交互的重要环节尽量有协助功能四、常用认知心思学根底实际1、视错觉普通来讲，形状要素并不是单一存在的，当所处环境不同，受某些光、形、色等要素的干扰本身部分之间的相互作用以及透视感等将引起某些图形产生不同情况的变化。再加上人的本身心思形状的影响，人们对形状的视觉感往往发生“错觉〞〔illusion〕。这种错觉具有普遍性，是人们所具有的共同生理特性。图5-2-6莱亚错觉四、常用认知心思学根底实际1、视错觉视错觉的产生缘由主要有两个：一是人的生理特征所致，即它与眼的视觉通道的构造有关，以及与察看不同的物体而发生的变化要素有关；二是由心思的知觉所致，是知觉恒常性的颠倒，从而构成“上当〞的景象。图5-2-6莱亚错觉四、常用认知心思学根底实际1、视错觉图5-2-6是有名的莱亚错觉，两条线段本来是等长的，但由于一条在线的末端加上向内的箭头，就比末端加上两个向外箭头线段显得短。图5-2-7所示为艾宾豪斯错觉，两个直径相等的圆，被不同直径的两组圆所包围。其结果是：被小圆包围的圆看起来显得大一些。图5-2-7艾宾豪斯错觉四、常用认知心思学根底实际1、视错觉工程师必需全面了解和辩证处各种错觉景象，根据不同的要求，在设计的加以灵敏运用。视错觉的另一种景象是模糊的图像。模糊的图像有多种解释。不同的人根据本人的视角和了解，会看到不同的图像。图5-2-8b)姑娘/老妇图5-2-8a)花瓶/脸四、常用认知心思学根底实际图5-2-8b)姑娘/老妇图5-2-8a)花瓶/脸四、常用认知心思学根底实际1、视错觉图5-2-8所示为一些众所周知的模糊错觉。视觉解释过程中，图像能够被误解，由于每一个人都把他本人的意思附加到他所看到的东西上去。对于这些容易呵斥视觉和语义上错觉的图形、图标，在设计时尤其要留意，以免呵斥界面隐喻上的错误。图5-2-8b)姑娘/老妇图5-2-8a)花瓶/脸四、常用认知心思学根底实际2、人的特性1)、人的听觉频率范围听觉可以感知频率范围大约在20Hz~20000Hz音波。音波是一种机械波，它是声源的振动在介质中的传播。音波在0ºC空气中的传播速度为331m/s，温度每增高1ºC，音速将添加0.6m/s。四、常用认知心思学根底实际2、人的特性1)、人的听觉频率范围听觉的感受性在1000Hz～4000Hz最高。在500Hz以上的声音，需求大得多的强度才干被听到。20以下和20000Hz以上的音波在普通情况下是听不到的当音强超越140dB时，所引起的不再是听觉，而是痛觉。人可以辩认的语音频率范围是260Hz～5600Hz，只传送300Hz~3000Hz，这对我们听清言语来说已足够了。四、常用认知心思学根底实际2)