建立有效运作的HMI（人机界面）：新型操作界面设计的最佳实践

　　1992年1月20日晚6：20，一架Airbus A32飞机从法国Lyon起飞，按日程飞行到该国Strasbourg。直到飞机师准备降落，都一直安全飞行。而当飞机师给出降落角度-3.3的指令，进入Flight Control Unit（飞行控制器）模式时，他们并未注意到飞机处于垂直速度模式，而非飞行轨迹角度模式。由于FCU处于错误模式，-3.3的数值意味着以每分钟3300英尺（1006米）速度下降，而非正常的每分钟800英尺（244米）速度。由于能见度很差，而飞机师并未及时注意到错误，导致一整架飞机撞毁在山间，96名乘客和飞机乘务人员中，87人遇难身亡。
　　在许多类似事件中，造成悲剧的原因往往由于操作界面，“现在的界面，正常情况下是足够使用的，但是不足以给飞机师错误情况的警示，这种设计增加某些使用错误可能性，尤其是在超负荷的阶段。”
　　2005年3月23日下午，德克萨斯州BP Texas City炼油厂，蒸馏塔烃化物涌出，接触到空气，生成高可燃性水蒸气，被等待载货的货车迅速点燃，引发了一些列爆炸案。十五名工作人员被炸死，180名受伤。室内的窗户以3/4英里（1.2km）的半径范围粉碎。
　　美国化学安全与危险调查局(CSB)花费了将近两年时间调查该事故。他们的最终报导记录了多种事故原因，包括人员训练不充分、未能遵循安全启动程序、不够精准的仪器、不恰当的维护，以及“设计糟糕的计算机控制系统，妨碍了操作人员准确判断蒸馏塔是否已有溢出。”

 　　计算机控制系统屏幕为用户显示进入蒸馏塔的残油量数值，另一个屏幕显示流出蒸馏塔的残油量数值。在不同的屏幕页面上有两个供给读数，减少了直观监测塔内外相对残油量的重要性，且未能明显解决两个流量度数失衡的问题。
　　人为失误？
　　这两起悲剧事故至少有一个共同点：在查看到问题，或预测到可能会导致的灾难时，人为操控的失误，以致于灾难降临。
　　但这是操作人员简单的人为失误么，或者是操作界面的问题？越来越多无效的或是误导性的人机界面（HMI），正不断地引发工业事故。
　　Strasbourg Airbus以及BP Texas City灾难事故，造成如此多伤亡。如果您的工厂或者工程不具有太高危险性，为何您应该考虑操作界面是否良好呢？为何花费金钱去改善无人抱怨的HMI？它似乎还能一直运作好多年吧。

　　改变的价值
　　异常情况管理协会（Abnormal Situation Management Consortium），一个由公司、大学组成的团体，处理关于过程控制工业中，在全球媒体中发现的突如其来的问题，对其进行追踪。就在2012这一年，他们就记录了超过1000起事故。
　　然而，很少有事故会导致爆炸或死亡，几乎所有都围绕着延迟、降低产品质量、设备的毁坏。基于他们的调查，ASM协会估计，每年，突发事故占据3-8%，而这3-8%对任意公司来说，都是重要的损失。

　　这里罗列了改进HMI的好处：
　　●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
　　●为您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试，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如下：
　　●更快更连贯地识别错误
　　●比起传统界面，发现问题速度提高35-48%
　　●成功处理问题的速率提高25%

　　回顾往昔…
　　我们创建HMI已经十多年了，为何现有的HMI无法完全发挥其作用？
　　让我们快速回顾一下操作界面的历史，早期的过程监控使用典型的屏幕，拥有一整墙的仪表、指示灯、趋势图、发声仪表盘，显示所有的警报。操作人员只需监测较少的仪器，这些仪器汇总在基于操作任务的墙面。通过查看墙面，便可扫视整个系统的状态。

　　进入计算机
　　接着，过程变得更复杂，八十年代引进的计算机，帮助人们解决问题。早期的计算机界面企图仿造仪表仪器，但并没有成功。
　　●由于早期的计算机显示屏，无法简单显示模拟量数据，难以用简单的数值代替仪表。
　　●趋势图就很难表示，因此很少使用；在需要的地方使用警报，但警报需求数量快速增长。
　　●早期计算机的色彩仅限于八种，在强烈的黑色背景中分为两个等级。控制室内灯光亮度比较低，因此和黑色背景反差不大，然而，朦胧灯光的房间增加了操作人员的疲劳感。

　　由于计算机的图片显示能力提升了，界面设计者经常使用管道及仪表流程图（P&IDs），这些流程图很容易获取，看上去就如逻辑流程。总之，这就是它工作的方法。大多数HMI依旧建立在P&IDs基础上，高性能HMI手册（High Performance HMI Handbook）作者Bill Hollifield和Ian Nimmo写道。
　　但是P&IDs是“设计流程的工具，与控制一个流程的用户界面完全不一样”。设计一个基于P&IDs的HMI，就像设计一个汽车仪表板，来显示控制器的内部情况。但是相对于建立一个控制器，开车包含许多不同的任务。仪表盘需要显示基于车辆所需执行这些任务的数据。
　　另外，P&IDs将所有部件集中在一起。“并无体系分层，向您展示的是非常单调的流程元件，而不支持向下获取额外的信息。”如果屏幕上显示了太多的数据，就很难找到哪些是重要的信息。
　　遗憾的是，这些早期的基于计算机的设计，其局限性已经有很多年。当计算机图片变得错综复杂，可以看到成千上万的色彩，它们多数是同样用于P&ID流程图，看上去更真实，而不是改变HMI更好地适应操作者任务。燃烧火焰的锅炉、详细的阶梯及墙面，不提供有用的控制信息，实际只起到分散操作人员注意力的作用。 

　　上面显示的HMI是一个图片效果的例子。界面中实际的数据被明亮的颜色、文字、图片所掩盖，而图片不显示任何真实信息。您无法获知，系统是否运行良好 

　　现代化计算机界面设计
　　同时，在自动化世界以外，计算机已大大缩减了尺寸及成本，我们可以随身携带。为人们提供大量功能，从个人信息到银行，再到直接接受产品及服务的支付。
　　然而，为何有大量未经培训的人可以使用这所有功能？因为，计算机能力不断的提升，硬件及软件界面设计者，开始关注于人们与计算机交互的方式，以及需要怎样的界面，使人机交流变得更简单。
　　多年来，对于人机工程的研究，揭示了大量关于如何设计产品，满足人类，无论有何需求，都能轻松获得。
　　为何自动化HMI无法反映关于计算机界面的发展，使来自控制系统的监测、控制、操作数据更容易？

　　HMI的新标准
　　注意到人为因素的调查，以及工业事故的触发，人们越来越关注于提升HMI质量，以及反映真实操作界面的价值性。
　　不管称为新标准生物工程学、用户中心设计，或是高性能HMI，研究人员和自动化专家正在建立新型HMI操作界面的最佳实践，要创建简洁、连贯的、环境支持、为操作人员的运作提供实时反馈。
　　●NASA自动信息输入系统研究中心用色彩学维护调查数据，以及复杂信息显示的用法。
　　●操作者运行中心公布了操作者技能、培训、工作情况、自动化系统和警报的调查。
　　●ASM协会指导方针，高效操作界面设计，在2008年推出，包括对界面、导航、文本&字符、操作者与界面交互、警报优先/声音/外观、操作者培训、HMI研发方法论。
　　●国际标准协会（ISA）成立了一个委员会，致力于人机界面标准的制定。这些标准的第一草案（ISA101）正在审核中。

　　将新标准投入实践
　　因此，如果一款性能良好的HMI，能帮助您节省时间与金钱，提高质量，避免事故发生，这听上去是件好事。但该如何创建呢？让我们看一下建立一个良好性能HMI的关键点吧：
　　●将数据融入环境，提升操作者的环境意识
　　●通过减少操作者的意识负担，使一切变得更轻松
　　●建立信息等级制度，便于识别

　　将数据融入环境
　　将数据融入环境，提升操作者的环境意识。环境意识是一个简单又抽象的概念。当然，运行系统的操作人员，应该意识到目前的状况。但是，有比这更重要的。
　　Mica Endsley,P.E.博士写道，操作人员必须通过下面三个步骤，来获得真实的环境意识：
　　首先，他必须观察重要数据
　　其次，他必须了解目前的状况
　　第三，他必须预测到将来的状态
　　光是查看目前的系统数据还不够，操作人员必须结合环境，了解它们的含义，查看趋势，预测接下来会发生的状况。
　　环境意识不是来自于控制系统，Endsley写道。“真实的环境意识只存在于人类操作者的脑海中，因此，显示出大量数据并不是好事，除非，用及时的方法，顺利传输、吸收、同化，以养成环境意识。”

　　环境意识包含大量因素，包括警报意识、趋势、生物工程设计的控制室，以减少劳累和注意力的分散。
　　您无法通过掩藏系统的信息，不犯人为的错误。如果操作人员超出控制循环系统，将无法了解系统的发展，也会失去环境意识。而您应该尽可能的使用人力资源：给他们相关的信息，以发展环境意识，来预测或者响应。
　　这里是一些结合环境读取数据的方法，来提升操作人员的环境意识。

　　匹配操作人员的思维模式
　　良好的环境意识需要操作人员的思维模式清晰匹配系统运行的界面。
　　不具备精确的思维模式，操作人员可能会误解信息。他就不会理解系统状态改变的意义，或采取行动的可能结果。
　　在设计HMI之前，与操作人员近距离接触，了解它们的思维模式，以及对系统的职责。也要谨防随时间变化而变化：因为当系统改变了，或变得更为复杂，思维模式便可能过时，需要调整了。

　　突出重要信息
　　关注某一列，或只注意一组信息，而忽略其他的，是环境意识中最常出现的错误。您可以通过突出关键的信息，不太重要的信息设为与背景较一致，来提高环境意识。
　　第一步，要先知道什么信息是最重要的，什么信息不太重要。您对操作人员任务的研究，能帮助您在正常及非正常情况下，确定相关数据的重要性。
　　当查看第三页糟糕的HMI例子，它突出的是亮绿色、红色泵、以及红色罐中的火焰。但是，这些并不重要，甚至，泵的颜色仅提供很少的信息，因为我们都不清楚指定的泵在此时是应该是开还是关。
　　我们马上来看一下，如何使用颜色和操作，来加强重要性。

　　提供信息，而不仅仅是数据
　　为了阐明，提供信息，而不仅仅是数据的重要性。Bill Hollifield，高性能HMI手册的合著者，使用Fluffy猫的例子。
　　您是否能通过下表，了解Fluffy猫的健康状况？

 

　　如果您已记住所有这些数值的正常范围，您又是一位兽医，您也许就能说出它的健康状况，但也要花费您片刻时间。

　　尽管，通过旁边的正常数值范围，将这些数据变为信息很容易。这个范围将帮助您了解目前的状况，而无需依靠您的记忆。
但更好的做法是，您可以在旁边添加一个超出范围的任意标识，就如下表中所示，接着，您就无需将每个数值与其范围做比较，去确定Fluffy是否健康。

　　之后，我们将看到一种更好的显示方式。

　　趋势图显示
　　了解目前的状况是否良好，仅仅是环境意识的第二步。我们还需要了解接着会发生什么，这些指示数据会发生改变吗？
　　假定您正在监测压力：

　　您能查看到现在的状况是良好的，但也仅此而已。请查看更多信息的趋势图：

　　类似的趋势图，帮助操作人员预测未来，查看目前的状态，是否继续往好的方向发展，或者即将发生问题。趋势图也便于查看设备，是否需要维修、产量增长情况、以及可采取的其他有效方法的搭配。
　　由于趋势图对于发生问题前及时采取措施，具有如此重要的作用，将相关的数据引入趋势图，别让操作人员浪费时间，寻找或创建趋势图。

　　为操作行为提供边界区域
　　另一种将数据融入环境的的方式，是为目前的路径，提供分界边界区域。启始及过渡是很好的例子：如果您对边界区域有所了解，就能明白何处应该设置，用以在出问题前就进行调节。

　　假定您正在宽广的公路上行驶，没有道路指示，仅在每个车道边有显眼的警报光束，提醒您穿越了该光束。当您稍微向左调整方向，警报就解除了，您便能很快调整适应。但接着您可能方向调整得过多，触及了右侧的警报，在两侧警报之间来回触及，会带来很大的压力。非直线驾驶，而迂回前进，您将多花多少油费？如何才能更好地将数据运用于车道，从而，帮助了解您正行驶在车道中央，并且只需进行略微的调整即可。

　　使一切变得更容易
　　一旦您将数据融入环境，关注这一点，有助于操作人员更便捷使用HMI。
　　在PC的早期发展阶段，您向操作系统输入指令，寻找或者存储文档，又或者完成任意其他功能。为了完成任务，您得了解并且精确记住这些指令。接着，基于文本的软件，呈现出一系列指令，您可以从中选择指令，图形用户界面和符号，通过减少您的认知负担，使工作变得更容易。
　　认知负担是指为了明白事物，您得做的全部脑力工作，不得不记住大量精确的指令，会增加您的认知负担；具备了可辨识的指令或符号后，会帮您减少负担。
　　为使操作人员更便捷使用HMI，我们必须减少认知负担，寻找相关数据、分析理解后，预测之后的发展趋势，并采取行动。这里有一些简便的方法。

　　站在操作人员的立场
　　从操作人员的观点出发，直接与操作人员对话，不要询问如何提高HMI性能，他们大部分人都不会知道，而一些评论可能导致您路径错误。应该询问操作人员要执行什么任务，找出所需信息，使得更简便、顺利完成这些任务，观察他们如何工作。
　　设计一套流程，与操作人员的思维模式保持一致，以他们的视角为导向，就好比气体向上跑，液体往下流动。就如生活中我们习惯从左往右阅读，就按照这个方向设计流程。

　　分组同类数据
　　再次从操作人员的角度出发，什么样的信息应该被分组在一块儿呢？
　　假定，其中一部分的工作，是监测四台压缩机，其中三台在任意指定时间运行，还有一台在其他三台无法良好运行时交替使用。您不会想查看四块屏幕，确定每一台的运行状况，而当开关屏幕时将这些数值全记在脑子里。它们应该分组汇总到同一屏幕中，例如下侧图所示，您便可以立即浏览到全部信息。

 　　分组有很多种方式，根据其物理位置是最有效的方法。人类会自觉将同一类事物进行分类，然而，也有其他方法：同样形状、尺寸或颜色；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。
　　就我们的四台压缩机来说，用一个暗色的框放在数据后面，表示它们属于同一组，将它们与屏幕上其他不相关的信息区分开。

　　保持简单化
　　用于运行流程、处理异常情况的理想HMI，似乎就应当是乏味的！
　　最简洁的形式，不是增加屏幕上的空白区域，而是，屏幕上显示了什么，如何显示的。
　　认真查看屏幕，试着删除无需添加的信息：不变的内部设备、阶梯、墙面、设备或数据的3D显示；不必要的线条或移动；颜色变化程度。如您在第三页见到的，添加这些零件后，就很难看清重要的数据。那么，就试试下面的吧：
　　将3D转成2D
　　用简洁的线条绘图
　　确定屏幕上的元素，有足够的对比性，便于查看，但要避免形成鲜明对比
　　选择柔和的背景及元素，对于设备、工艺流程，或说明文本，淡灰色背景上的深灰色元素，就不太显眼
　　为了突出重要信息，使用粗线条、颜色、形状，或增加指示灯
　　用能满足显示操作者意图的最短十位数数值
然后尝试斜视测试：往后站，看着屏幕，然后斜视。最重要的信息突出了嘛？这样很容易看到异常情况。

　　谨慎使用颜色、移动、声音
　　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。

　　请谨慎使用颜色，它会使屏幕变得更复杂。要记住许多颜色，及其意义，对操作者来说，是不现实的。并且，大约10%的男人，和1%的女人是色盲。
　　由于外观效果及色盲，可能会是问题，请确保您能够区别最重要的元素，不仅仅是颜色，还有报警等。例如，给报警级别，标识不同的形状和颜色：

　　对于动态的选择，比对于颜色，更加谨慎。人类是很容易被运动体吸引的：由于人类上千年的打猎生活，任何活动物体，要不就是猎物，要不就可能是潜在的危险。
　　通过对重要环节，减少动态，来降低认知负担。旋转的泵并不是有利的显示方式，而未确认报警的闪烁方式，则是一种好的动态。（警报闪烁比闪烁数值更有利；操作人员需要阅读数值）
声音也是会分散注意力的，因此要限定使用，并且当有需要时，随时开启或关闭。

　　保持一贯性
　　保持一贯性的界面，便于操作人员理解系统，并了解如何采取行动，或处理问题。熟悉度能增强操作人员的信心。
　　当苹果公司要开发iPhone时，他们要求研发人员为这个新设备构建应用程序，对其中的元素及动态，遵循严格的标准。该标准提供带有明确功能的控制，规定何处安置按钮、该如何手动操作等等。由于所有的iPhone应用是保持其一贯性的，用户可以自信的使用任意手机应用。
　　这里有一些保持HMI一贯性的方法：
　　●相类似的信息，使用同类图片。
　　●特定物件使用特定颜色。不要给其他事件，安置报警的颜色。
　　●同一物件，用同一个名字。
　　●将屏幕上的各元素组合起来保持一致性。例如，保持导航条在右下角。

　　●动态数据的显示，要与说明性文本区别开来。例如，动态数据使用明显的蓝色。（考虑到说明性文本，在本例中，元件未使用蓝色）。
　　●用一致的方式，显示相类似的数值。例如，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。在下面的表格中，您会注意到，右栏相关数值比左栏数值更一目了然，因为右栏的小数点排成一条直线。

　　用模拟量来显示
　　人类用模拟量来显示数据，因为它能减少我们的认知负担。
　　当您询问“现在几点了？”您其实并不是对时间本身感兴趣。而是想知道已经开了多久的会议，或您已经感觉到饿了，想知道12：00的午餐时间要多久才能到来。模拟量的时钟，展示了相关的内容；而数字量时钟，我们不得不去计算。

　　还记得那只叫Fluffy的猫嘛？甚至，所显示的Fluffy身体状况正常范围的数据，都没有模拟量来显示更有效。
将下图用模拟量图片显示的情况，与第六页Fluffy血液测试的数字表格做比较。

　　在数字表中，根据范围计算每个数值，去查看它位于范围中的哪一段，或者超出多少。但在模拟图表中，您可以一目了然，仅有一个异常数值，超出了正常范围。数据的模拟量显示，减少了认知负担。
　　现有的HMI基于图表的基础上，整个屏幕的数字分散开来，就如第三页上较糟糕的HMI例子，比数字表格更糟糕。我们还如何期待操作人员能够记住数值，以及正确的范围。
　　花费大量的努力及时间，人们还是有能力记住的，但为何要这么费劲，而不使一切变得简单起来？要是故障了怎么办----在接近十小时的工作后，操作人员饥饿难耐，突然50个警报响了，管理人员通过手机喊叫，那么，我们真的想让操作人员如此费事地处理问题么？

　　提供反馈
　　当操作人员与系统信息交互，他需要了解他所做的是否正确、有效。
　　您可以建立检查机制，简化您的工作，这样就很难出错，有问题发生就很显眼。
　　●如果他在屏幕上选中什么，就能指示出他选了什么（例如，用白色来显示）。
　　●如果他开始着手某个行动，就指示出该行动正在执行。
　　●设计图片及控制，便可在所有屏幕上保持连贯动作，不会跳出意外的内容。
　　●需要进行安全检查，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，例如切断电源。
　　●输入的数值在期待范围以外。例如，当期待数值为3.88时，操作人员会输入388，来证实其正确性。也很可能会输入错误，尤其是在软键盘，或者薄键盘上。

　　建立一种信息制度
　　基于P&IDs的HMI，其中一个问题就是它倾向于展示一系列控制系统的平面视图。浏览屏幕的整个系统状态，或者操作人员负责的系统重要部分，查看丢了什么信息。

　　创建等级
　　最佳的建议是创建四种等级制度，或为不太复杂的系统创建三种等级。每一种较低的等级，都提供更详细的信息，作为高等级的一部分。
　　等级1：纵览----等级1是对整个系统的纵览。（查看从Bill Hollifield开始的例子）这个纵览应该包括：
　　●关键操作的指示（安全性、环境、生产、效率、质量）
　　●高优先权警报&认知状态
　　●重点设备状态
　　●重要流程特性趋势
　　●异常情况以及其严重性
　　等级1的界面，经常是出现在大屏幕上，便于操作人员、管理者及经理等其他工作人员查看。这个等级应该得到操作人员的支持。

　　等级1纵览屏幕的例子如上所示。
　　等级2：单元控制----等级2的屏幕是主要用来监测和控制的屏幕。操作人员几乎要在这个等级采取所有的行动。
为每个逻辑子系统，创建一个等级2的屏幕，覆盖等级1的纵览：
　　●控制器
　　●数值
　　●报警
　　●趋势
　　●状态
　　考虑下如何为特定情况提供信息，例如启动或转换：您可能需要为等级2提供一个不同版本的屏幕。对于异常情况，可以弹出信息及控制，并为操作人员提供检测用的指导列表清单。
　　小贴士：当设计HMI时，关注于每个子系统的操作者任务，首先设计等级2的界面；然后返回，设计等级1的纵览。
　　等级3：详细单元---等级3的屏幕是在等级2的基础上对某一项更详细的展开。等级3的屏幕可能包括：
　　控制回路
　　设备单独的一个单元
　　故障维修的显示，它是非时效性的
　　如有必要，画一些P&ID制图
　　如您正在修改现有的HMI，等级3的界面，适合使用任意基于现有P&ID的界面。
　　等级4：单元支持----对于复杂的系统，您可能需要将文档和信息单独分离到等级4。包括操作步骤、报警文件、指导等等。

　　提供快速导航
　　在异常情况下，操作人员经常需要在屏幕间快速切换，如您一定要在几个等级间切换，再到下一个屏幕，会浪费一定的时间。
　　下面的图片来自ASM协会，请看一下深入导航（左边）和浅导航（右边）的区别。

　　“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，只需鼠标点击三次鼠标，就能从A点移动到B点。
　　通常提供浅导航的方法，是在每个界面的同样位置，安置一个柱状按钮。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。

　　让我们开始吧
　　您是否考虑改变现有的HMI，或建立一个新的界面？好好看看最佳实践新型操作者界面设计吧。我们已经接触了好多，还有更多可用的信息。
　　您可以从高性能HMI手册以及ASM协会的高效操作者界面设计开始。另一本不是专用于自动化行业，但也是高效数据显示的杰出案例的书是信息仪表盘设计。
　　请记住，就算没人抱怨目前的HMI，也不代表它是好的。人们对它很熟悉，很难说出该如何改进。只有当他们遇到更好的界面，才能知道一直以来错过了什么。

　　需要帮助吗？
　　与您的自动化制造商一同查看，如果他们提供HMI软件或辅助，帮助您整合以用户为中心的优良设计准则。在大型的分布式控制系统（DCS）制造商中，您可能会选择Honeywell的Experion PKS或者Emerson的Delta V。它们对提升一些非常大型的工业系统操作者界面，都能起到一定的作用。
　　对于不太复杂的系统，自动化制造商Opto 22的groov产品，可帮助您建立简单的操作者界面，它可以运行在大量的平台上，从智能手机，到基于网络的大屏幕电视等等。按照高性能HMI的准则而设计，groov有意限制操作者界面的颜色和图片。
　　系统集成商也会帮助您，由于您已经了解了一些关于建立HMI的基础理论，您更能与他们交流什么是您想要的，而什么不想要。在这份白皮书中提到的大多数人，都具备良好的HMI设计能力，他们能够为您提供良好的服务，或者重新设计界面。
　　请记住，任何对操作界面的改进，都将节省时间及金钱---更短的培训时间、更高的产品质量及服务、减少操作人员的压力、更少的维修时间、更少的事故。

　　关于groov
　　专门按照高性能HMI的准则设计，groov为您提供特别便利的方式，将系统信息，传递给有所需要的人。
界面创建及使用都非常便利，groov操作者界面优化您现有的HMI界面，为授权工程师、技术人员、管理人员提供关键数据。
　　使用网络浏览器，便可建立、浏览groov界面。无需额外的软件或插件。
　　为了建立界面，在屏幕上简单的拖拉工具（例如仪表盘或按钮），并从Opto 22 SNAP PAC控制系统或OptoEMU能耗监控套件中，选择数据标签。
　　由于它建立在开放的标准上（HTML5、CSS3、SVG），您所建立的groov界面可以在任意带网络浏览器的设备上运行：智能手机、任意制造商生产的平板电脑、计算机、甚至基于网络的大尺寸电视。
　　所有软件和数据都存储在groov Box中，工业级别坚固的设备，与您的网络相连接，groov Box为您的控制系统及计算机网络，使用独立的网络界面。所有从浏览器到groov Box的通讯，使用安全套接层（SSL）确保安全性。
　　预知更多信息，请访问www.，或联系Opto 22售前工程师，电话：[phone]，邮箱：[e-mail]。

　　1 简单易操作
　　SNAP PAC系统由四个部分统一整合而成：软件、控制器、智能处理器和I/O。系统建立、调试程序，以及故障维护都更简便，大大减少了系统开发及投入运行的时间。
　　2 更低的长期成本
　　SNAP PAC系统的成本低于许多PLC系统，并且由于软件是免费的，您不需要投入高昂的费用，便可投入使用该系统。我们为您提供免费的培训以及技术支持，因此对于设备的整个使用期来测试，系统成本会大幅降低。
　　3 适用于多类自动应用的SNAP PAC系统
　　SNAP PAC系统功能强大。一套系统，便可用于多个自动化项目中，帮助您完成过程控制、离散自动化、能耗管理、数据采集，甚至远程集中监控。
　　分布式智能，帮助您随时随地方便地添加I/O。拥有了有线/无线控制器及I/O，您就可根据实际所需，将有线网络转换到无线网络，或者立即实现两个网络的通讯。
　　灵活的硬件让您无需浪费更多的投资，节省了金钱及时间。
　　4 高级编程工具
　　SNAP PAC系统的编程方式采用直观的流程图，也可运用更高级的脚本语言，或者结合两者一起使用。这两种方法所包括的指令，用于标准的过程控制以及离散自动化的功能块、浮点型数字、串行处理、排列、子程序、指针变量等，其他的高级工具用于复杂的应用。
　　5 连接到第三方软件及设备
　　SNAP PAC控制器及智能处理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP。可简易地将数据导入到SQL数据库系统，并直接从硬件发送邮件。该系统也可以简单地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的设备、仪器，进行通讯。
　　6 业界最好的I/O
　　凭借着业内最佳的保障：多数SNAP I/O模块终身保用。每个模块出厂前都经过独立测试，而不是抽样测试。SNAP PAC系统可以配置从几个I/O点到数千个I/O点。您可按需，根据信号类型，选择高可靠性的模拟量、数字量、串口模块。电压、电流、交流、直流、热电偶、RTD、电源检测器、RS-232、RS-485、Profibus、运动控制、应变测试等等，都可与SNAP PAC系统一同连接。
　　关于SNAP PAC系统
　　SNAP PAC系统是Opto 22公司出品，软硬件集成的系统，用于工业控制、远程监控、数据采集等应用。简化了对自动化系统了解、选择和采购的复杂过程，SNAP PAC系统由以下四部分组成：
　　PAC Project 软件套件----简单易用的基于流程图的编程方式、HMI（人机界面）、可选的OPC客户端以及数据库连接软件。
　　SNAP PAC控制器----独立式和基于机架式的工业控制器；有线/无线模块可选。
　　SNAP PAC智能处理器----智能I/O处理器，用于分布式控制。也可选择有线/无线模块。
　　SNAP I/O----模拟量、数字量、串口量、特殊功能I/O模块，可与现场设备、仪器、传感器相连接。所有I/O模块可交替与标准的以及有线/无线智能处理器一同工作。
　　这四个简单，又具有很大灵活性的系统组成部件，可处理任何情况，从最基本的设备监控到完整的工厂自动化。
　　通讯网络及协议
　　SNAP PAC系统自带Ethernet网络协议，因此您无需担心成本，以及额外添加网络通讯卡的麻烦。系统中的分布式I/O可运行在以太网或串行网络，也可同时运行于两个网络。另外，您可以与大量的串行设备通讯，例如条形码阅读器、RFID阅读器、串口显示器、modem等。
　　由于SNAP PAC系统运行于标准的Ethernet网络，可直接与计算机、基于Ethernet的设备相互通讯，使用标准的协议包括TCP/IP、UDP/IP、邮件传输协议SMTP、网络管理协议SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系统的EtherNet/IP等。

　　关于OPTO 22
　　Opto 22公司研发并制造应用于工业自动化、能耗管理、远程监控、数据采集的软硬件设备。Opto 22的产品是标准化的，用于商业网络及计算机技术中，以简单易用、创新、高品质、高可靠性而闻名世界。Opto 22的输入/输出以及控制系统，允许客户从所有的设备、电子仪器仪表监测、控制、采集数据，这些都是项目运行的关键。Opto 22产品适用于自动化终端用户、OEM，信息技术及操作人员已经为全球一亿套设备安装了该产品。公司始建与1974年，总部位于美国加州的Temecula。Opto 22的产品通过全球网络的分销商及系统集成商出售。预知更多信息，请联系Opto 22上海代表处，电话：[phone]，邮箱：[e-mail]。网址：www.。

 

 

 

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中央冷却润滑剂处理设备供应自动部件供应商Ovalo的4台铣床，它们全部通过图尔克支持Codesys编程的TX513 HMI/PLC进行控制和显示集成商RobMation GmbH为自动部件供应商Ovalo GmbH的CNC机床安装了中央冷却润滑剂处理设备。其中，图尔克的TX513 Codesys HMI用于控制设备和显示过程，模块化BL20 I/O系统通过Profinet连接执行器和传感器。凭借TX513的多个接口以及BL20以太网多协议网关，大大降低了RobMation所需维持的库存设备数量。中央润滑系统为4个加工中心提供冷却液（KSS），并采用TX513进行控制装有Robsol（KSS冷却浓缩液）的桶位于处理设备的后面与4台机床的KSS装置的通信通过Profinet完成中央BL20 I/O工作站通过Profinet将所有信号转发至TX513 HMI四个加工中心各设有带BL20网关的开关箱Thomas Schulz, RobMation GmbHCNC机床、铣削系统、加工中心和所有类型的金属加工机床都必须配有永久润滑系统。每台机床通常都配备了其自身的冷却润滑剂供应系统。这些系统填装有KSS冷却浓缩液，浓缩液在加工过程中使用水稀释。有时由于时间紧迫，这项工作会被忽略，但当机床开始生产不合格品时，代价就会显得高昂。冷却润滑剂的自动处理为了避免该问题，位于Aachen附近的Baesweiler的系统集成商和“无人制造”专家RobMation GmbH开发了用于处理冷却润滑剂的中央系统。传感器在这里用于确定冷却润滑剂的浓度、纯度、填充水平以及温度。该数据供控制器使用，用于根据质量去除机床中的冷却润滑剂或向其泵入冷却润滑剂。使用过的KSS冷却液从机床泵出至中央处理设备。随后添加浓缩液和水，由处理设备进行处理。温度方面，使用热交换器进行调节。由于中央处理设备可直接用于4个互连的机床，因此很快就能回收成本。自主的多功能HMI控制器由于需要使用单独的控制器来操作互连机床以外的中央润滑设备，该集成商开始寻求带集成可视化功能的独立且灵活的控制器。控制器必须安装在中央润滑设备上，以便对其控制，并显示冷却润滑剂消耗的直方图以及所有4个互连机床的状态。批发商EGU的客户顾问Leon Heuschen向集成商推荐了图尔克的TX513 HMI。该HMI配有Codesys 3控制器和多个以太网口和串口。HMI通过Profinet与图尔克BL20 I/O系统通信，后者位于4台CNC机床的开关盒内。用于测量和调节KSS冷却液状态的传感器和执行器也与本地的BL20网关相连。BL20 I/O模块有助于减少系统集成商安装过程中的接线工作。降低成本并提高生产效率除了KSS冷却液消耗量外，运营成本也得到了降低，因为员工无需再花费时间进行检查和重新填充冷却液。然而，绝不妥协的稳定的高产品质量更为重要，因为KSS冷却液温度变化和污染等质量波动因素已被排除，因此可提高机床的生产效率和可靠性。

入网时间：2022-07-11

状态监测 | 如何实现远程检查以及高效的维护规划？

导读维护策略可划分为三种：被动策略仅在故障发生后执行维修和设备更换；预防性策略定期执行维护操作（具体周期根据经验确定）；基于状态的维护则基于利用实时诊断对状态监测系统的数据进行评估。因此，状态监测为智能预测提供了基本条件。它们是预见性维护的基础，而预见性维护则是工业4.0的核心议题。技术要求不完善以及正在进行的生产过程通常会妨碍现有工厂在后续阶段引入状态监测系统。图尔克专为这类项目提供易于安装的传感器以及合适的数据传输和监测解决方案。振动和温度传感器可直接安装在电机上，并提供测量值等，通过有线或无线连接发送至HMI，或通过图尔克云网关加密发送至移动终端。从零开始打造全新的系统可能会不时遇到各种问题，但也有一个明显优势，那就是可以在早期的新结构中考虑到所有要求。对维护而言同样如此。任何规划现代化生产工厂或物流中心的人都可以为机器和设备配备智能传感器，以便随后可以选择性地查询各个设备或区域的状态数据。利用快速的现场总线网络和工业以太网， 可以实现远程检查以及高效的维护规划。系统结构非常老旧该怎么办？如何成功实施改造而不影响现有过程？需要调整控制系统吗？如何访问难以访问的系统的信息？电机监测改造项目这是定制的独立解决方案发挥作用的地方，从基础的本地监测任务转向无线通信和云传输。方法：企业在后期轻松加装设备，通过独立的系统来监测机器参数。这样，状态数据可以在需要时传输至客户的自动化系统，而现有架构则相对于扩展的状态监测系统保持独立运行。使用这种方法的一种广泛应用是电机的监测。电机用于驱动泵、压缩机或排气风扇。它们通常进行高噪音的不间断任务，且安装在难以维护的位置。通过员工定期检查，无法可靠地排除即将发生的机器故障；现场检查也非常困难。通过使用测量设备进行监测不仅更加可靠，同时成本也更低。测量设备可以测量三个不同参数：振动、温度和电流。自由选择：在该应用示例的设计图中，传感器以无线方式或通过连接TX700 HMI发送温度和振动数据，后者通过无线方式或电缆将数据转发至PLC或云端IP67传感器监测振动和温度电机有时会在发生实际故障之前数月就出现相应的异常。轴调节错误、轴承粘连或固定件不平衡会导致振动频率变化。为了检测这些问题，维护工程师可以将振动和温度传感器直接安装在电机座上。该紧凑型传感器防护等级高达IP67，可以使用磁铁轻松紧固安装。传感器基于微机电系统 (MEMS)，因此可以提供高精度的二维速度和加速度数据。还可输出温度值，通过监测-40到105 °C范围内的温度，记录电机是否过热以及过热位置，从而实现温度趋势的监测。电机的电流也非常实用。若轴承发生任何损坏，或润滑不正确，则相应的机械阻力会导致需要更多电流来达到所需的速度。可以使用电流互感器进行监测。TX700 HMI/PLC上的数据可视化功能甚至可直接在现场将所有信息展示给用户无线网络中的数据传输这些测量值可以按不同方式使用，并可通过有线或无线网络进行传输。在某些厂房，可能只需要包含传感器和图尔克紧凑型TBEN-S2-2COM I/O模块的分布式警报系统就能满足要求。凭借AGREE编程环境带来的内置功能，该现场总线模块可在必要时提供PLC功能，并将超出阈值的信息直接发送至信号灯。另外，TBEN模块也可与HMI设备连接。利用无线系统进行无线传输还可实现更高的灵活性。为此，将类似振动和温度传感器的设备与传输模块（节点）串联，由传输模块将数据发送至接收器（网关）。为了同时确定电流消耗变化，用户可使用提供额外变送器信号输入的特殊节点。必要时，无线节点可以是使用电池供电的，从而无需布置电源。这可显著减少所需的接线工作，并且有助于将监测系统精确布置在理想位置。该方案可用于中央控制室等。可以将无线网关与图尔克TX700 HMI连接，使用VisuPro软件显示多个机器的状态数据，以便提取日志文件或配置警报。数据传输无需在HMI终结，因为可以通过以太网连接到达其他目的地：例如在WebVisu显示或发送自动电子邮件通知的互联网浏览器，以及内部自动化环境（PLC、HMI等）。从云端到移动终端然而，状态监测不局限于工厂中的物理显示设备和信号发射器。云网关还可取代HMI，进一步处理接收器模块的数据。这使得机器参数可通过移动网络或Wifi发送至图尔克云端，云端可以在无互联网连接的情况下托管或者作为内部I T 中心的私有云。优势：信息可随时在任何连接的终端设备（例如智能手机或平板电脑）上调用，并与SMS或电子邮件通知关联。因此，可以在云端门户上利用单独的可配置面板进行维护。结论维护领域存在两大常见问题：机器状态值通常是未知的；机器状态值无法在关键时刻发送至正确的接收方。图尔克针对性地推出了状态监测解决方案。现在，我们针对这两种情形提供了完整的工具盒，包括从适合机器环境使用的坚固传感器到智能手机上的可视化产品。电机监测应用是一个典型案例：无需费力的调整工作，尤其适合在现有工厂使用。企业可以轻松进行状态监测改造，并构建相应的独立控制系统。关于我们图尔克作为传感器、现场总线、接插件、接口技术及人机界面（HMI）和RFID系统领域的专家，为工厂及过程自动化提供高效的解决方案。图尔克凭借其先进技术设备，可以快速而灵活地应对当地市场需求。您还可以通过高效而标准化的产品，降低采购、库存、安装成本，并提升运营安全性。凭借先进的生产技术、丰富的全系列产品、和遍布全球的销售服务网络所积累的行业经验，为用户提供量身定制的自动化解决方案。客服热线: 400-651-0025 (周一至周五 8:30-17:30)客服邮箱: [e-mail]官方网站：www.turck.com.cn

入网时间：2022-07-25

政务数字化的具体表现，有哪些？

数字化政务是新的时代背景下提出的概念，在物联网、云计算、信息通讯等技术发展到一定阶段，通过运用新技术与政务的融合，在政务管理上呈现出的新形态。依据社会发展的潮流和应对新的管理诉求，各级政府机构在管理和服务职能方面也不断做出新调整，实现政府政务电子化，超越时间、空间、和部门隔阂的限制，向全社会提供高效、优质、规范、透明、全方位的服务，真正意义上实现政府职能从管理型向服务型转变。 现阶段的数字化政务常见表现，有网上办事大厅、协同办公系统、移动办公、政务搜索系统等。 搭建政府门户网站，面向市民、企业提供网上办事服务中心，建立统一的服务标准规范体系，优化网上服务流程，整合各部门网上办事业务，以提高政府审批效率和办事服务的满意度。 向公众提供政务公开、投资审批、网上办事、政民互动、效能监察等服务。以信息化手段助力政府向企业和市民提供方便、快捷、全方位的信息化办事服务和沟通渠道，实现各政府部门的行政审批目录（或事项）整合，提供统一的申办入口，简化个人、企业及相关组织机构的办事流程，并通过与各部门行政审批系统进行无缝对接，形成了从申请、受理、审批、结案的全流程在线处理方案。 组建协同办公系统，让政府、企业内部的事务管理规范化、工作流程清晰化，方便日常工作的跟踪管理，提高工作效率等问题，范围包括公文及各种基础协同应用的电子化支持。内容涵盖：公文管理，支持各类政府公文的收发全电子化管理、红头文件打印；打破信息孤岛，全面整合各层面数据，构建单位部门协同门户，打通各系统和服务的入口，整合事项资源、信息通知和事项办理流程等，提升用户体验和办事效率。 在疫情的推动下，移动化办公已发展为普遍趋势，政府移动办公也是提升管理效能的重要手段之一，根据办公协作需要，灵活、可配置、可扩展的移动办公系统更符合当下现实需要。移动办公不仅可以打破过往的政府办公形象，同时，从服务和办公系统的需要出发，摸索一条协调效率，可应对突发情况的办公形式。 政务资源和信息的不断累积，在资源的利用上带来了新的难题，尤其是对海量堆积的非结构化信息（ceb、pdf、图片等）的检索和利用已经造成了政府部门的困扰。对非结构化数据的全文检索和利用技术，并结合可配置的权限管理机制，为用户提供了对存储在各系统中的Word\Excel\PPT\PDF\CEB\图片\结构化数据等信息资源的全文检索和利用的难题，并采用大数据技术手段，有效解决海量文档的全文检索的效率低的问题。 简单来说，数字化政务就是要实现上述职能的数字化、网络化、智能化、精细化、社会化。这些待实现的目标仍然需要以智能硬件为载体，软件系统逐步优化，来实现决策和服务的高效与智能。新的时代背景下，新技术会穿透每一个领域，并带去巨大改变，能确定的是，数字化政务不是简单的硬件、政务系统、数字化升级这么简单，技术永远只是手段，更重要的是政务思维的改变。

入网时间：2022-07-13

科瑞传感器：基于RFID的涂装车间AVI系统

入网时间：2023-01-13

图尔克 | 基于CODESYS打造智能的分布式控制

基于IEC-6113标准的CodeSys是德国3S（SMART，SOFTWARE，SOLUTIONS）公司发布的一款与制造商无关的编程软件及工控设备内核，是支持开放的互联接口、实现IEC61131-3语言和高级语言开发、可支持多种现场总线，并可实现跨硬件厂商（跨平台）的设备进行统一编程、配置的控制开发软件平台。CodeSys不仅拥有构建去中心化分布式控制系统的核心要素——编程和通信的一致性，而且，CodeSys也包含了诸多用于去中心化分布式控制系统的必要功能，如面向对象编程、用于方法应用程序开发的集成附加工具、连接到在线“应用程序商店”、Web可视化和可支持OPC UA、https、MQTT通

入网时间：2022-09-22