杜慧峰

（太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024）

隨著中國(guó)自動(dòng)化水平和大型系統(tǒng)設(shè)備制造能力的不斷提高，不但國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)大型設(shè)備在逐步國(guó)產(chǎn)化，而且已經(jīng)開始進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)。為了讓中國(guó)制造的設(shè)備更適合在其他國(guó)家使用，作為HMI設(shè)計(jì)者從一開始設(shè)計(jì)的時(shí)候就得改變?cè)瓉碓O(shè)計(jì)思維，要把自己想象成為一個(gè)外國(guó)人去進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且從設(shè)計(jì)初始就要完全模擬現(xiàn)場(chǎng)的情況，這樣設(shè)計(jì)出來的畫面才能更好為設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。

西門子的組態(tài)軟件WinCC是32位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng)，其良好的靈活性及開放性使其成為了許多HMI設(shè)計(jì)者的首選組態(tài)軟件，并且該軟件已發(fā)展成為歐洲市場(chǎng)中和亞洲市場(chǎng)中的領(lǐng)導(dǎo)者，甚至已經(jīng)成為業(yè)界遵循的標(biāo)準(zhǔn)。所以在進(jìn)行國(guó)外項(xiàng)目的設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多國(guó)外用戶都是指定使用WinCC組態(tài)軟件，所以本文就以WinCC為例，詳細(xì)闡述一下在進(jìn)行大型系統(tǒng)英文版HMI設(shè)計(jì)的技巧和方法。

1 英文版HMI 設(shè)計(jì)方法

任何一個(gè)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行工作的時(shí)候，都習(xí)慣使用自己的母語，其實(shí)這并不是一個(gè)好的習(xí)慣。這里并不是說用自己的母語不好，是因?yàn)槟闼褂玫能浖⒉皇侵袊?guó)人開發(fā)的，很多設(shè)計(jì)理念和功能都不符合中國(guó)人的使用習(xí)慣。更重要的一點(diǎn)是進(jìn)行HMI設(shè)計(jì)的任何一款組態(tài)軟件，都是基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)下開發(fā)，最底層的開發(fā)必須使用計(jì)算機(jī)可以讀懂的匯編語言或者某種高級(jí)語言。組態(tài)軟件開發(fā)好以后即使出了中文版或者其他語言版本，都會(huì)或多或少的出現(xiàn)語言不兼容的現(xiàn)象，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰，所以盡量使用英文。在從開始設(shè)計(jì)英文版HMI的時(shí)候，就讓自己變成一個(gè)只懂英文的人，完全模擬在一個(gè)英文的環(huán)境下開始工作。

1.1 操作系統(tǒng)和硬件的選擇

現(xiàn)在很多中國(guó)設(shè)計(jì)師在使用計(jì)算機(jī)的時(shí)候已經(jīng)開始使用英文版的操作系統(tǒng)了，這是一個(gè)好的習(xí)慣，你在安裝任何組態(tài)軟件的時(shí)候，都不會(huì)出現(xiàn)語言不兼容的問題。當(dāng)然在安裝操作系統(tǒng)的時(shí)候一定注意以下幾點(diǎn)。

1）你所選擇的計(jì)算機(jī)硬件必須有英文版的驅(qū)動(dòng)。

2）在安裝英文版操作系統(tǒng)的時(shí)候，必須安裝東南亞語言包，否則你在看漢語的一些資料的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)亂碼。

3）在您的計(jì)算機(jī)里，任何文件夾的命名盡量采用英文，這樣可以減少應(yīng)用程序安裝和使用過程出現(xiàn)無法尋址的錯(cuò)誤。這個(gè)問題尤其在安裝西門子Step7 和WinCC軟件的時(shí)候必須注意，安裝包的存儲(chǔ)路徑中不能出現(xiàn)任何中文，否則安裝必定失敗。

1.2 組態(tài)軟件版本的選擇和安裝

WinCC組態(tài)軟件的版本很多，在這里推薦安裝亞太版，原因在于亞太版的安裝過程中可以選擇中文、韓文等亞洲語言，英語是默認(rèn)安裝的，不用選擇。安裝好以后，在使用過程中，對(duì)于英語水平不高的設(shè)計(jì)者，當(dāng)英文看不懂的時(shí)候，可以切換到自己熟悉的語言。

1.3 項(xiàng)目的建立

關(guān)于項(xiàng)目的建立，如果設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行國(guó)內(nèi)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候就養(yǎng)成了使用英文的良好習(xí)慣的話，那么你在進(jìn)行國(guó)外項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以大量的借鑒在國(guó)內(nèi)已經(jīng)使用過的項(xiàng)目了。對(duì)于在國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)來說，一個(gè)設(shè)計(jì)者完全可以把整個(gè)項(xiàng)目的后臺(tái)全部使用英文，比如：項(xiàng)目名稱、內(nèi)部變量名、外部變量名、結(jié)構(gòu)變量名稱、畫面名稱、腳本名稱。前臺(tái)給操作工使用的部分用成中文。這樣當(dāng)你進(jìn)行國(guó)外項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候，遇到相同或者類似的項(xiàng)目就可以借鑒，后臺(tái)不用做太多修改，只把前臺(tái)畫面的中文字符改成英文字符就可以了，這樣可以節(jié)省大量的時(shí)間和精力。

1.4 語言選擇

在語言選擇方面，整個(gè)軟件有三個(gè)位置需要進(jìn)行選擇，一旦選定英語后，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，盡量不要再改變。這三個(gè)位置分別是：

1）計(jì)算機(jī)屬性運(yùn)行語言，設(shè)置位置見圖1。

2）軟件語言選擇，設(shè)置位置見圖2。

3）畫面編輯語言選擇，設(shè)置位置見圖3。

圖1 計(jì)算機(jī)屬性運(yùn)行語言設(shè)置

圖2 軟件語言設(shè)置

圖3 畫面編輯語言設(shè)置

1.5 畫面編輯

英文版的HMI設(shè)計(jì)主要注意就是前面提出的四個(gè)方面，最后一項(xiàng)，即1.4就是在編輯畫面的時(shí)候，英語中存在一個(gè)單詞可能會(huì)很長(zhǎng)，不像中文那么簡(jiǎn)潔，所以在使用過程中可能會(huì)大量出現(xiàn)縮寫，設(shè)計(jì)者就得在畫面適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行一下縮寫字母的說明，否則即使是英國(guó)人、美國(guó)人可能也不一定懂你寫的縮寫是什么意思。

2 大型系統(tǒng)HMI 設(shè)計(jì)的技巧和方法

在進(jìn)行大型系統(tǒng)HMI設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要了解大型系統(tǒng)和中小型系統(tǒng)的不同之處及各自的特點(diǎn)。中小型系統(tǒng)：設(shè)備簡(jiǎn)單、控制點(diǎn)少、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)少而且不使用變頻調(diào)速裝置。大型系統(tǒng)：設(shè)備龐大，整個(gè)占地面積可能會(huì)達(dá)到廠房一半的面積；控制點(diǎn)多，所有的數(shù)字量和模擬量的點(diǎn)加起來有幾千個(gè)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多而且功率大，并且均使用變頻裝置，電機(jī)的每個(gè)參數(shù)都要進(jìn)行采集和記錄。針對(duì)以上三個(gè)特點(diǎn)，下面介紹一些技巧和方法來使整個(gè)設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。

1）設(shè)備龐大復(fù)雜，占地面積大。就以三輥連軋?jiān)O(shè)備為例，整個(gè)軋機(jī)區(qū)長(zhǎng)將近百米，這個(gè)長(zhǎng)度對(duì)于目前市場(chǎng)上最大的顯示器而言，如果想把整個(gè)設(shè)備都設(shè)計(jì)到畫面上是很困難的，畢竟顯示器的分辨率是有限的。針對(duì)這個(gè)問題可以從硬件方面去解決，一個(gè)主機(jī)帶兩個(gè)顯示器。具體配置方法：在配置工控機(jī)的時(shí)候，選擇具有雙顯示器輸出的顯卡，或者是主板有一個(gè)集成顯卡，然后另外再配置一塊獨(dú)立顯卡。在做畫面編輯布局設(shè)計(jì)的時(shí)候分辨率就可以設(shè)計(jì)成原來單個(gè)顯示器的兩倍，例如19寸的寬屏顯示器，默認(rèn)寬度分辨率是1 440，在使用兩個(gè)顯示器的時(shí)候，就可以將畫面布局的寬度就可以設(shè)置成為2 880。這個(gè)寬度足以滿足任何大型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求了。

2）大型系統(tǒng)數(shù)字量、模擬量很多。如何將這幾千個(gè)點(diǎn)管理好是HMI設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，管理不好會(huì)給設(shè)計(jì)和日后維護(hù)帶來很大的麻煩。變量一定要分組管理，分組的方法可以按照設(shè)備區(qū)域分大組，每個(gè)區(qū)域再按所包括變量的類型分成小組。變量名稱和變量組名稱的命名一定要有規(guī)律，這樣可以增加程序后臺(tái)的可讀性，在設(shè)計(jì)過程能夠很快的找到對(duì)應(yīng)的變量。推薦使用的命名規(guī)則：設(shè)備區(qū)域名稱—變量名稱—編號(hào)—變量類型—變量對(duì)應(yīng)元器件類型。所有名稱都使用英文字母，全拼使用小寫，縮寫使用大寫字母。

3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多。大量使用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。這時(shí)候每個(gè)電機(jī)都有大量的參數(shù)。例如，三輥連軋機(jī)一共有5個(gè)機(jī)架，每個(gè)機(jī)架有三個(gè)電機(jī)，一共就是15個(gè)電機(jī)。每個(gè)電機(jī)的參數(shù)又有：轉(zhuǎn)速、線速度、電流、電壓、轉(zhuǎn)矩、功率、控制字、狀態(tài)字、溫度、報(bào)警代碼、故障代碼等等參數(shù)需要采集。這么多變量如果一個(gè)一個(gè)建立將會(huì)是一件非常麻煩的事情，在這種情況下，采用WinCC軟件提供的一種叫做結(jié)構(gòu)變量的功能，可以很方便的建立成百上千的變量。這個(gè)功能經(jīng)常被設(shè)計(jì)人員忽略了，因?yàn)閷?duì)于中小型系統(tǒng)，這個(gè)功能的確用不上，但是當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模大到一定程度的時(shí)候，這個(gè)功能就非常有用了。具體的使用方法這里就不敘述，WinCC的使用手冊(cè)中都有講解。

3 結(jié)語

以上介紹的大型系統(tǒng)英文版HMI設(shè)計(jì)的方法，看似都是WinCC組態(tài)手冊(cè)里可以找到的方法，但是當(dāng)運(yùn)用到實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)中，就會(huì)有種軟件功能強(qiáng)大而無處發(fā)揮的感覺。想要發(fā)揮出來的話，必須經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用，并且經(jīng)?？偨Y(jié)一些技巧和特殊方法，才可以讓整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得簡(jiǎn)單，讓設(shè)計(jì)出來的HMI 變得更為實(shí)用和方便日后維護(hù)。