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重視安裝
控制臺人機界面選用非標準Windows風格，以實現(xiàn)用戶個性化的要求。但考慮到大多數(shù)用戶對于標準Windows系統(tǒng)較熟悉，在界面設計中盡量兼容標準Windows界面的特征。界面使用的功能按鈕選用MFC類庫提供的CBmpButton類動態(tài)創(chuàng)建自定義位圖圖標的按鈕。因為位圖按鈕可在操作中實現(xiàn)高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表現(xiàn)形式更靈活，同時可以方便用戶對控件的識別。但是，界面里使用的對話框、編輯框、組合框等都選用Windows標準控件，對話框中的按鈕也使用標準按鈕?？丶拇笮『烷g距盡量符合Windows界面推薦值的要求。
PLC作為交付復雜的工業(yè)流程，鋼鐵行業(yè)的控制系統(tǒng)一般較大，經常多達數(shù)千點，小規(guī)模的子系統(tǒng)也在數(shù)百點。即主要是大中型PLC的市場。當然也有部分輔助機械或者小型系統(tǒng)會用到小型PLC，但比例極低只有將近2%，不能進入考量這個行業(yè)的戰(zhàn)略視線。 需要注意的是，鋼鐵中使用的大型PLC占整個大型PLC市場的1/4(2011年大型PLC市場為1635百萬)，中型的相關比例為10.3%(2011年中型PLC市場為2012百萬)。這也可以充分說明鋼鐵在大型PLC市場的重要性，從某種意義上講，鋼鐵行業(yè)的PLC格局和整個大型PLC市場是有相當強的映射關系的。 在工藝的段落上，鑄軋、煉鐵、和煉鋼是最主要的需求方，其中鑄軋段的高爐控制尤為突出，往往需要大量的大型PLC，其項目規(guī)模一般是比較大的（金額較大、點數(shù)較多）。 在鋼鐵行業(yè)，PLC的應用是比較充分的。在與DCS的競爭中，比例也趨于穩(wěn)定，沒有明顯的增加。因此PLC市場的規(guī)模與鋼鐵行業(yè)的整體增長是比較契合的。也是諸多自動化產品中略低的一個（充分而成熟的應用
PLC的安裝
在安裝PLC時，要避開下列場所：①環(huán)境溫度超過0~50攝氏度的范圍。②相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）。③太陽光直接照射。④有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。⑤有大量鐵屑及灰塵。⑥頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10~55赫茲、幅度為0.5毫米（峰—峰）。⑦超過10g（重力加速度）的沖擊。
為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內，安裝機器應有足夠的通風空間，基本單元和擴展單元之間要有30毫米以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55攝氏度，要安裝電風扇，強迫通風。
為了避免其他外圍設備的電干擾，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備，可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200毫米的距離。
電源接線
PLC供電電源為50赫茲、220伏±10%的交流電。
如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10毫秒，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10毫秒或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當電源恢復時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。
對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個變比為1∶1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。
接地
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點應與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給可編程控制器接上專用地線，接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯(lián)接地。接地點應盡可能靠近PLC。
直流24伏接線端
PLC上的24伏接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關或光電開關）提供電流。24伏端子作傳感器電源時，COM端子是直流24伏地端。如果采用擴展單元，則應將基本單元和擴展單元的24伏端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個端子上。
如果發(fā)生過載現(xiàn)象，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。
每種型號的PLC的輸入點數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電，因此在這種情況下，24伏電源端子向外供電流的能力可以增加。
輸入接線
提高PLC控制系統(tǒng)可靠性是一項長期、持久的工作。首先，施工和安裝是非常重要的環(huán)節(jié)，必須嚴格把關，這樣可減少投產故障率。其次，要保證檢修質量，特別是技改線路改動和系統(tǒng)改造，是目前的當務之急。否則，幾年的系統(tǒng)改造后，大量線路的更換，線號丟失及程序變更，該記錄備份的沒有做記錄等。致使維護工作量加大，可靠性得不到保證。這一項是人們極易疏忽的，必需引起高度重視。
2、老化篩選法
通常我們用“老化篩選”的方法，就是結束“早期”，延長“偶然期”，“損耗期”及時更換來提高PLC系統(tǒng)的可靠性。該方法主要用于不可修復元件。PLC控制系統(tǒng)的失效率是與時間有關。我們將設備元件的故障率y(t)隨時間變化劃分為三個時期進行分析，如圖2所示。這種變化曲線通常稱故障率曲線也稱為浴盆曲線。
(1)早期故障較高(O～t0期間)。主要是由于系統(tǒng)內在設計錯誤、元器件質量、安裝和工藝缺陷等不合理原因引起，但隨時間的增加故障率迅速降低。這一時期的主要任務是盡早找出不可靠的因素使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定下來。
(2)偶然期故障期(t0～t1期間)比較穩(wěn)定，也可稱為隨機故障期。此時期故障是隨機發(fā)生的，系統(tǒng)的故障率最低而且穩(wěn)定，可視為常數(shù)。這一時期是系統(tǒng)的最佳狀態(tài)期，在運行中應以加強維護延長這段時期的時間，應做好定期檢修和維護工作。
(3)損耗期(t1之后)故障率上升，這是因為常時間以來構成系統(tǒng)的某些零件已經老化耗損，壽命衰竭機械和電氣磨損以及絕緣的老化所引起。在這段時期中大部分元件要開始失效。如能事先知道損耗開始的時間，事先更換元器件，延長系統(tǒng)的有效壽命。推遲耗損故障期的到來。
3、PLC控制系統(tǒng)的安全設計方法
盡管PLC的運行是安全、可靠的，作為一個系統(tǒng)來說，穩(wěn)定可靠仍然是不可忽視的問題.系統(tǒng)安全設計要充分利用PLC的特點，使PLC的運行能真正達到安全、可靠。
(1)硬件保護。主要包括：聯(lián)鎖保護、限位保護和急停保護等。
(2)軟件保護。主要包括：聯(lián)鎖保護、限位保護、限時保護和自檢保護等。PLC是利用存儲程序進行控制，用存儲的程序進行安裝保護，也可以使其只執(zhí)行正確的操作，而拒絕錯誤的命令。軟件保護主要利用自檢信息及時發(fā)現(xiàn)隱患，清除故障;也可針對工程的特點，自編診斷程序而排除故障，以確保PLC可靠、穩(wěn)定、安全運行。
4、PLC控制系統(tǒng)可靠性的管理
1。人的管理
隨著科技的發(fā)展，自動化的科學含量不斷的提高。這將對工作人員的素質提出更高的要求。工作人員不但要熟悉設備情況、檢修、規(guī)劃和設計等;而且還要懂得計算機以及具有一定技術水平。因此，必須從人員的培訓力度、培訓方式和培訓內容等著手。不斷提高工作人員的業(yè)務素質和思想素質，才能勝任其工作崗位。
2.維護管理
PLC控制系統(tǒng)的可靠性，其主要因素還是要做好后期的維護管理工作，維護設備主要部位：供電電源，外部環(huán)境、安裝狀態(tài)、電源(Ps)、中央處理單元(CPU)、信號模板(SM)及壽命元件輸人、輸出中間繼電器等外圍設備等。
界面默認窗體的顏色是亮灰色。因為灰色調在不同的光照條件下容易被識別，且避免了色盲用戶在使用窗體時帶來的不便。為了區(qū)分輸入和輸出，供用戶輸入的區(qū)域使用白色作為底色，能使用戶容易看到這是窗體的活動區(qū)域；顯示區(qū)域設為灰色（或窗體顏色），目的是告訴用戶那是不可編輯區(qū)域。窗體中所有的控件依據Windows界面設計標準采用左對齊的排列方式。對于不同位置上多組控件，各組也是左對齊排列的。
圖1典型的工控界
2．系統(tǒng)界面布局分析
人機界面的布局設計根據人體工程學的要求應該實現(xiàn)簡潔、平衡和風格一致。典型的工控界面分為3部分：標題菜單部分、圖形顯示區(qū)以及按鈕部分，如圖1所示。該界面界面美觀，在屏幕上的對象左右達到平衡、不堆擠在某一處，無雜亂無章的感覺。數(shù)據的過分擁擠會產生視覺疲勞和接收錯誤。界面的平衡原則推薦顯示屏幕總體性覆蓋度不超過40％，而分組中屏幕覆蓋度不超過20％。控制臺人機界面中包含著大量的圖形顯示信息，因此將圖形顯示區(qū)布置在屏幕長寬各占屏幕70％左右的范圍內，以保證顯示信息的清晰和全面?？刂瓢粹o組布置在顯示區(qū)的右側，一方面是考慮到絕大多數(shù)操作者是右手操作用戶，按鈕區(qū)布置在最右側更加方便；另一方面是根據界面布局的主次原則，把用戶注意力最集中的左上區(qū)域留給圖形顯示區(qū)。
根據一致性原則，保證屏幕上所有對象，如窗口、按鈕、萊單等風格的一致。各級按鈕的大孝凹凸效果和標注字體、字號都保持一致，按鈕的顏色和界面底色保持一致。
3．打開界面的結構體系
選擇界面的概念取決于多個界面?？蓪⒔缑嬖O計為循環(huán)或FIFO緩沖器，如圖2所示。
圖2?打開畫面的結構體系
如果運行大量界面，必須設計一個合理的結構體系來打開界面。選擇簡單而永久的結構以便操作員能夠快速了解如何打開界面。
用戶一次處理的信息量是有限的，所以大量信息堆積在屏幕上會影響界面的友
好性。為了在提供足夠的信息量的同時保證界面的簡明，在設計上采用了控件分級和分層的布置方式。分級是指把控件按功能劃分成多個組，每一組按照其邏輯關系細化成多個級別。用一級按鈕控制二級按鈕的彈出和隱藏保證了界面的簡潔。分層是把不同級別的按鈕縱向展開在不同的區(qū)域，區(qū)域之間有明顯的分界線。在使用某個按鈕彈出下級按鈕的同時對其他同級的按鈕實現(xiàn)隱藏，使邏輯關系更清晰。
通常要由3個層面組成。層面1是總覽界面。該層面要包含不同系統(tǒng)部分在系統(tǒng)所顯示的信息，以及如何使這些系統(tǒng)部分協(xié)同工作。層面2是過程界面。該層面包含指定過程部分的詳細信息，并顯示哪個設備對象屬于該過程部分。該層面還顯示了報警對應的設各對象。層面3是詳細界面。該層面提供各個設備對象的信息?，例如控制器、控制閥、控制電機等，并顯示消息、狀態(tài)和過程值。如果合適的話，還包含與其他設備對象工作有關的信息。
4．文字的應用
界面設計中常用字體有中文的宋體、楷體，英文的扭鍆等，因為這些字體容易辨認、可讀性好考慮到一致性，控制臺軟件界面所有的文本都選用中文宋體，文字的大小根據控件的尺寸選用了大小兩種字號，使顯示信息清晰并保證風格統(tǒng)一。
人體工程學要求界面的文本用語簡潔，盡量用肯定句和主動語態(tài)，英文詞語避免縮寫。控制臺人機界面中應用的文本有兩類：標注文本和交互文本。標注文本是寫在按鈕等控件上，表示控件功能的文字，所以盡量使用了描述操作的動詞如“設各操作”、“系統(tǒng)設置”等。交互文本是人與計算機以及計算機與總控制臺等系統(tǒng)交互信息所需要的文本，包括輸人文本和輸出文本。交互文本使用的語句為了在簡潔的同時表達清晰，盡量采用用戶熟悉的句子和禮貌的表達方式如“請檢查交流電壓”、“系統(tǒng)警告裝置鎖定”。對于信?息量大的情況，采用上下滾動而不用左右滾屏，因為這樣更符合人的操作習慣。
5.色彩的選擇
人機界面設計中色彩的選擇也是非常重要的。人眼對顏色的反應比對文字的反應要快，所以不同的信息用顏色來區(qū)別比用文字區(qū)別的效果要好。不同色彩給人的生理和心理的感覺是不同的，所以色彩選擇是否合理也會對操作者的工作效率產生影響。在特定的區(qū)域，不同顏色的使用效果是不同的。例如：前景顏色要鮮明一些使用戶容易識別，而背景顏色要暗淡一些以避免對眼睛的刺激。所以，紅色、**、草綠色等耀眼的色彩不能應用于背景色。藍色和灰色是人眼不敏感的色彩，無論處在視覺的中間還是邊緣位置，眼睛對它的敏感程度是相同的，作為人機界面的底色調是非常合適的。但是在小區(qū)域內的藍色就不容易感知，而紅色和**則很醒目。因此提示和警告等信息的標志宜采用紅色、**。
使用顏色時應注意幾點：
（1）限制同時顯示的顏色數(shù)一般同一界面不宜超過4或5種，可用不同層次及形狀來配合顏色增加的變化。
（2）界面中活動對象顏色應鮮明，而非活動對象應暗淡，對象顏色應不同，前景色宜鮮艷一些，背景則應暗淡。中性顏色（如淺灰色）往往是最好的背景顏色，淺色具有跳到面前的傾向，而黑色則使人感到退到了背景之中。
（3）避免不兼容的顏色放在一起（如黃與藍，紅與綠等），除非作對比時用。
6.圖形和圖標的使用
圖形和圖標能形象地傳達信息，這是文本信息達不到的效果?？刂婆_人機界面通過可視化技術將各種數(shù)據轉換成圖形、圖像信息顯示在圖形區(qū)域。選擇圖標時力求簡單化、標準化，并優(yōu)先選用已經創(chuàng)建并普遍被大眾認可的標準化圖形和圖標。
7.界面操作設計
（1）設置快捷鍵。把使用頻率高和需要在緊急情況下使用的一些操作，如“電源控制”、“工作效能評估”等設計成快捷方式，以實現(xiàn)界面的簡潔和高效?？旖萱I依靠相對位置和區(qū)域的底色和其他控制按鈕區(qū)分開。
（2）設置操作提示。操作提示常用的方式是提示標簽，即當鼠標移到某個按鈕或其他控件上時，彈出小提示框對該控件的功能進行簡要描述。在使用圖標按鈕的界面設計中使用提示標簽可以避免因用戶不熟悉界面設置而造成的誤操作。提示標簽用MFC類庫提供的ToolT－Ip類實現(xiàn)。
（3）出錯處理。由于操作者的個人原因，經常會產生誤操作。因此在編寫應用程序的時候加入錯誤判斷機制，使程序能及時地檢測錯誤操作。發(fā)現(xiàn)錯誤后，在界面上顯示警告但應用系統(tǒng)的狀態(tài)不發(fā)生變化，或者系統(tǒng)要提供錯誤恢復的指導。例如，對于有順序要求的一系列操作，用設置和判斷變量狀態(tài)的方式實現(xiàn)其功能的連鎖，如果用戶不按照規(guī)程進行操作，程序就不執(zhí)行下一步操作并顯示出錯信息。
（4）將用戶界面操作化繁為簡。簡短的操作命令，便于快速輸人和執(zhí)行控制信息。簡化人機交互對話步驟，如默認一些正常運行時的常用參數(shù)值。根據設各操作和運行規(guī)律，捆綁式輸入各組控制參數(shù)。必要時屏蔽和捆綁一些在運行操作時進行的參數(shù)傳遞和對話細節(jié)，而在維護或診斷時可根據一定步驟解開或細查這些參數(shù)和對話細節(jié)。
（5）盡量將所控制的設各對象的重要參數(shù)信息直接反映在主界面上，并且按照人機交互頻率及其重要性要求，排布它們在界面上的顯示位置。對象的動態(tài)變化重要參數(shù)和實時采集的數(shù)據信息，宜以圖表的形式顯示在界面上，以便于直觀地實時*和控制。
（6）減少和避免二級菜單操作和控制?，F(xiàn)場控制的實時性要求很高，二級菜單不利于提高系統(tǒng)響應速率。在現(xiàn)場操作人員能夠且較容易接受的情況下，適宜于以減少界面上圖標的數(shù)量和大小來換取直接*對象的參數(shù)可能性及數(shù)量。
（7）對于突發(fā)事件設置界面顯示或提示優(yōu)先權，宜采用受事件激發(fā)彈出式對話窗口界面的交互方式，事件解決優(yōu)先權的設置結合工藝重要性要求和順序進行。
（8）協(xié)調操作界面的顯示模式。在實際設各運行過程中，通常會出現(xiàn)的一種矛盾情況是：熟練操作人員（如崗位操作手）希望用多種控制語言輸人方式，以求快捷和及時，而其他技術人員（如監(jiān)管人員、維護人員或崗位新手）希望多用圖標對話方式，以求直觀方便和減少記憶指令。因此科學合理地協(xié)調上述兩種界面操作方式的配合是非常重要的一環(huán)，必要時要設計以圖標對話操作為主的交互界面與以控制命令語句輸入為主的交互界面的二重用戶界面，用戶可以根據需要進行切換操作。
（9）設置安全操作保護措施。現(xiàn)場控制器直接面向生產和設備，通常為了快速啟動、控制和運行，所設置的控制口令簡短，訪問權限和密碼較少，因而容易產生誤操作，直接危及生產安全和可靠性。為此連鎖控制和保護診斷輸人應在交互界面設計中得到重要體現(xiàn)。對于不符合正常運行操作或邏輯順序的控制信息輸入要給出提示或警告信息，按分類和級別拒絕執(zhí)行或等待進一步確認后才執(zhí)行。
（10）設置系統(tǒng)安全運行保護措施。現(xiàn)場控制中，要突出超馳控制的安全保護措施，根據事故發(fā)生的原因及類別執(zhí)行自動切手動、優(yōu)先減、禁止增和禁止減等邏輯操作，將該控制系統(tǒng)轉換到預先設置好的一些安全狀態(tài)上PLC主要功能 （1）邏輯控制功能。 （2）信號采集功能。
（3）輸出控制功能。 （4）數(shù)據處理功能。 （5）定時計數(shù)功能。 （6）遠程I/O功能。 （7）人機界面功能（HMI）。
（8）故障自診斷功能。 （9）通信聯(lián)網功能。 （10）實時通信和冗余互備功能。 PLC主要有以下特點： 1．可靠性高 PLC用軟件代替繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器和時間繼電器，接線可以減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之一以下，大大減少了觸點接觸不良的可能性。 2．抗干擾能力強 I/O設計具有完善的通道保護和多種形式的濾波電路，以抑止高頻干擾，削弱各模塊之間的干擾影響。在系統(tǒng)的輸入/輸出回路中，采用光電隔離等措施可有效防止回路間的信號干擾。 3．編程簡單、系統(tǒng)設計修改調試方便 PLC采用軟件方法取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線大大簡化。 4．模塊化結構、通用性強，維護簡單、維修方便 PLC產品系列化、標準化、模塊化，用戶可根據實際需求靈活選擇，無需用戶自己再進行設計和****硬件裝置。
