謝麗芬

（廈門(mén)ABB 低壓電器設(shè)備有限公司 福建省廈門(mén)市 361100）

ABB 低壓電器設(shè)備廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各行業(yè)，例如地鐵，醫(yī)院，銀行，數(shù)據(jù)中心，電廠(chǎng)等的電氣控制系統(tǒng)。對(duì)于客戶(hù)的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)有多臺(tái)斷路器，開(kāi)關(guān)和表計(jì)等安裝于不同的電氣柜上，如果有一臺(tái)控制面板能同時(shí)集中監(jiān)視多臺(tái)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備端的電氣測(cè)量和故障監(jiān)測(cè)，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制，例如分合閘斷路器，將給客戶(hù)帶來(lái)極大的便捷。

針對(duì)客戶(hù)的需求，市場(chǎng)的反饋，ABB Lite panel 作為一款輕量級(jí)的控制面板應(yīng)運(yùn)而生。該產(chǎn)品選用的硬件是一款7 寸（分辨率800*480）的觸摸屏控制面板，包含兩個(gè)串口和一個(gè)以太網(wǎng)口。應(yīng)用的拓?fù)鋱D如圖1?，F(xiàn)場(chǎng)物理設(shè)備如果支持RS485 通訊，則連接于串口1 或者串口2，兩個(gè)串口獨(dú)立工作，互不干擾；如果設(shè)備支持Modbus TCP 通訊，則與控制面板連接于同一個(gè)局域網(wǎng)。

1 Lite panel基本功能

該控制面板的基本功能是支持Modbus RTU 和Modbus TCP 通訊方式，能夠自動(dòng)識(shí)別掃描客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的ABB 低壓電器設(shè)備，目前所集成能夠識(shí)別的設(shè)備類(lèi)型有10 種，如空氣斷路器Emax2,塑殼開(kāi)關(guān)Tmax,表計(jì)IM300，CMS700，M4M 等。一臺(tái)Lite panel 最多同時(shí)監(jiān)視28 臺(tái)設(shè)備，對(duì)于所監(jiān)視的設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視其電氣測(cè)量，例如電流，電壓，功率，電能等；能夠監(jiān)視設(shè)備的基本信息,如設(shè)備序列號(hào)，固件版本，操作次數(shù)等；診斷設(shè)備的警報(bào)信息；監(jiān)視設(shè)備歷史事件，脫扣記錄等。對(duì)于登錄控制面板的用戶(hù)有權(quán)限管理，例如僅高級(jí)權(quán)限的用戶(hù)支持遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程分合閘斷路器，僅管理員有權(quán)限修改其他用戶(hù)密碼等。

如何實(shí)現(xiàn)這些軟件功能，則需要對(duì)HMI 界面進(jìn)行設(shè)計(jì)以及軟件代碼開(kāi)發(fā)。既定了硬件平臺(tái)，則軟件的開(kāi)發(fā)和HMI 設(shè)計(jì)都是基于組態(tài)環(huán)境而進(jìn)行。本產(chǎn)品運(yùn)用C 語(yǔ)言在組態(tài)中進(jìn)行宏開(kāi)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)將原先靜態(tài)的頁(yè)面與實(shí)際設(shè)備建立起通訊。

2 HMI設(shè)計(jì)

HMI 要求具備運(yùn)行可靠，穩(wěn)定，界面友好，信息顯示直觀清楚等特點(diǎn)[1]?？紤]Lite panel 的軟件功能要求，設(shè)計(jì)了主頁(yè)，系統(tǒng)設(shè)置頁(yè)，設(shè)備管理頁(yè)和設(shè)備詳情等頁(yè)面。

2.1 “主頁(yè)”設(shè)計(jì)

考慮客戶(hù)用戶(hù)體驗(yàn)，在主頁(yè)設(shè)計(jì)以列表形式顯示所監(jiān)視的設(shè)備基本信息，設(shè)計(jì)風(fēng)格如圖 2所示。

區(qū)域1：設(shè)計(jì)三個(gè)主要切換菜單，分別是“主頁(yè)”，“系統(tǒng)設(shè)置”，“設(shè)備管理”，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)菜單則跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)頁(yè)面（下文介紹）。

區(qū)域2：統(tǒng)計(jì)總的被監(jiān)視設(shè)備數(shù)，連接狀態(tài)好的設(shè)備數(shù)，當(dāng)前有警報(bào)的設(shè)備數(shù)。

區(qū)域4：設(shè)計(jì)切換上下頁(yè)，查看更多設(shè)備列表。

區(qū)域5：設(shè)計(jì)本產(chǎn)品名稱(chēng)Lite panel，系統(tǒng)時(shí)間，公司Logo。

圖1：應(yīng)用拓?fù)鋱D

圖2：“主頁(yè)”設(shè)計(jì)

區(qū)域6：展示設(shè)備基本信息，主頁(yè)以列表形式一次最多展示4個(gè)監(jiān)視設(shè)備，如要查看等多設(shè)備，請(qǐng)點(diǎn)擊區(qū)域4 切換列表頁(yè)面。主頁(yè)上設(shè)備基本信息包括設(shè)備名，連接狀態(tài)，設(shè)備地址（被監(jiān)視設(shè)備的從站地址或IP 地址），設(shè)備類(lèi)型，警報(bào)狀態(tài)。對(duì)于設(shè)備連接狀態(tài)，串口1，串口2,以太網(wǎng)口連接正常和故障分別設(shè)計(jì)不同的圖標(biāo)，便于用戶(hù)直觀查看。對(duì)于警報(bào)燈的狀態(tài)，紅色表示有報(bào)警；橙色表示有錯(cuò)誤或預(yù)告警；綠色表示正常，無(wú)任何故障。

2.2 設(shè)備詳情頁(yè)面設(shè)計(jì)

從“主頁(yè)”點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的設(shè)備詳情可以查看對(duì)應(yīng)設(shè)備的詳細(xì)信息，例如選擇圖2“CB TagName”這臺(tái)Emax2 空氣斷路器設(shè)備，點(diǎn)擊詳情按鈕，首先進(jìn)入該設(shè)備的“通用視圖”頁(yè)面，如圖3所示。設(shè)備詳情也是設(shè)計(jì)以菜單欄的形式為客戶(hù)展示他們最關(guān)心的數(shù)據(jù)。例如：

（1）“通用視圖”頁(yè)面，設(shè)計(jì)直觀展示該設(shè)備類(lèi)型的圖片，遠(yuǎn)程控制按鈕以及一部分主要測(cè)量；

圖3：Emax2 通用視圖頁(yè)面

圖4：系統(tǒng)設(shè)置頁(yè)面

圖5：設(shè)備管理頁(yè)面

（2）“信息”頁(yè)面設(shè)計(jì)展示該設(shè)備的主要參數(shù)和狀態(tài)等；

（3）“測(cè)量”頁(yè)面設(shè)計(jì)二級(jí)菜單供用戶(hù)切換到該設(shè)備的電壓，電流，功率，電能等；

（4）“警報(bào)”頁(yè)面顯示該設(shè)備當(dāng)前警報(bào)；

（5）“事件”頁(yè)面設(shè)計(jì)查看歷史事件，例如脫扣事件，分合閘事件等；

（6）“網(wǎng)絡(luò)分析”頁(yè)面供用戶(hù)查看電網(wǎng)諧波，電壓驟降，電壓驟升等電網(wǎng)數(shù)據(jù)。

用戶(hù)只要點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)菜單，即可快速切換頁(yè)面并直觀查看對(duì)應(yīng)信息。同時(shí)每個(gè)頁(yè)面左下角都設(shè)計(jì)有“主頁(yè)”按鈕，任意時(shí)刻點(diǎn)擊該按鈕即可迅速跳轉(zhuǎn)回主頁(yè)設(shè)備列表。

圖3 僅展示Emax2 設(shè)備類(lèi)型通用視圖頁(yè)面，對(duì)于其他兼容的設(shè)備，如雙電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，塑殼開(kāi)關(guān)，表計(jì)等設(shè)備，也是按類(lèi)似切換菜單欄的方式，切換到對(duì)應(yīng)的頁(yè)面。只是因?yàn)槊糠N設(shè)備功能不同，需要展示的內(nèi)容不同，同時(shí)又是基于組態(tài)環(huán)境開(kāi)發(fā)，所以所有設(shè)備類(lèi)型的人機(jī)頁(yè)面都會(huì)單獨(dú)設(shè)計(jì)，不過(guò)UI 總體風(fēng)格保持一致。

2.3 “系統(tǒng)設(shè)置”頁(yè)面設(shè)計(jì)

針對(duì)控制面板，用戶(hù)有時(shí)候需要做一些基本設(shè)置，比如設(shè)置控制面板的IP 地址，用戶(hù)管理和密碼修改，中英文切換等。針對(duì)需要設(shè)置的項(xiàng)目設(shè)計(jì)以九宮格的方式直觀羅列，如圖4所示。用戶(hù)只需要點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的條目即可彈出詳細(xì)設(shè)置窗口，進(jìn)行具體設(shè)置，非常方便。

2.4 “設(shè)備管理”頁(yè)面設(shè)計(jì)

本控制面板支持通過(guò)以太網(wǎng)口（Modbus TCP 協(xié)議）或者串口（Modbus RTU 協(xié)議）掃描識(shí)別安裝有ABB 低壓電器設(shè)備的客戶(hù)電氣現(xiàn)場(chǎng)。針對(duì)不同的通訊方式，設(shè)計(jì)RTU 掃描和TCP 掃描。

針對(duì)RTU 掃描需要設(shè)計(jì)串口選擇，波特率，校驗(yàn)方式，從站地址掃描范圍。針對(duì)TCP 掃描需要設(shè)計(jì)輸入IP 地址掃描范圍。輸入掃描參數(shù)，點(diǎn)擊圖標(biāo)則進(jìn)入掃描過(guò)程。掃描完成后，要設(shè)計(jì)頁(yè)面顯示掃描出來(lái)的所有設(shè)備，同時(shí)有勾選按鈕供用戶(hù)選擇是否要監(jiān)視該設(shè)備。勾選完要監(jiān)視的設(shè)備，對(duì)應(yīng)有“確認(rèn)”圖標(biāo)，此時(shí)會(huì)保存這些設(shè)備信息，并展示于主頁(yè)設(shè)備列表。設(shè)備管理頁(yè)面如圖5所示。

2.5 HMI設(shè)計(jì)總結(jié)

HMI 的設(shè)計(jì)，首先依據(jù)該軟件要實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行總體規(guī)劃和布局，設(shè)計(jì)好菜單欄。其次針對(duì)不同類(lèi)型的設(shè)備，需要給客戶(hù)展示該類(lèi)型設(shè)備的什么信息，是設(shè)計(jì)設(shè)備詳情頁(yè)面時(shí)重點(diǎn)考慮的。所以在設(shè)計(jì)前期要研究所要集成的設(shè)備本身的功能，以及這種設(shè)備類(lèi)型的原始Modbus 點(diǎn)表。設(shè)備的Modbus 點(diǎn)表定義了該設(shè)備每個(gè)測(cè)量，每個(gè)狀態(tài)，每個(gè)信息的數(shù)據(jù)類(lèi)型和寄存器長(zhǎng)度，這個(gè)在各個(gè)頁(yè)面上要對(duì)應(yīng)匹配。另外Lite Panel 是輕量級(jí)的控制面板，基于組態(tài)開(kāi)發(fā)，內(nèi)存資源有限，我們會(huì)針對(duì)客戶(hù)更關(guān)心的數(shù)據(jù)和信息去展示。

整個(gè)UI 設(shè)計(jì)風(fēng)格，例如菜單風(fēng)格，按鈕風(fēng)格，字體顏色和字號(hào)，設(shè)備圖片等等依據(jù)本公司的產(chǎn)品UI 要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外在界面設(shè)計(jì)過(guò)程也會(huì)綜合考慮用戶(hù)體驗(yàn)，考慮直觀性，美觀性，簡(jiǎn)潔性和便捷性。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化強(qiáng)度越來(lái)越高，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型越來(lái)越廣，工業(yè)控制面板的應(yīng)用在市場(chǎng)上的需求越來(lái)越多，同時(shí)客戶(hù)對(duì)于人機(jī)界面設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。作為企業(yè)開(kāi)發(fā)人員，應(yīng)該重視產(chǎn)品人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，只有經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試，才能研發(fā)出優(yōu)秀的產(chǎn)品。只有在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，才能幫助企業(yè)更快更好的發(fā)展。