气泡窗口在电厂DCS人机界面中的应用

论文摘要

分散控制系统(DCS)是当代火力发电厂控制系统的一种标准模式,是监视、控制发电机组运行的中枢系统。而人机界面是用户与计算机系统交换信息的媒介,是用户使用计算机系统的综合操作环境。友好的人机界面能够对用户产生持久的吸引力,促进人机整体效益达到最佳。相反,不良的人机界面会使用户情绪低落、工作效率低下、操作错误增加,甚至导致决策失误和严重事故。随着电力工业的发展,高参数大容量机组的投产、设备的不断更新使发电厂的运行状态日益复杂,需要监控的数据信息激增,原有的数据显示方式越来越难以满足实际需求,这对DCS的人机界面提出了更高的要求,也使得电厂运行人员的工作任务量越来越繁重。在很多情况下,现有的DCS人机界面及其交互技术并不能很好地完成任务。文章总结了人机界面的相关理论,在“以用户为中心”的人机界面设计思想的指导下,通过广泛调研,剖析了电厂典型的DCS画面显示方式和操作方式,并对电厂运行人员对界面的需求进行了分析,进而指出了现有DCS人机界面的不足。借鉴Windows操作系统中的气泡窗口功能,提出了在发电厂DCS中应用气泡窗口对人机界面进行改进。将DCS中需要经常查询的内容分成了数据点、具体设备、报警点三类对象,为之设计了相应的气泡窗口显示模式。将趋势图和限值显示合二为一,提出“分布式规程”作为一功能模块融入气泡窗口中。气泡窗口交互方式比原有的菜单交互方式的对比分析表明气泡窗口交互方式快捷灵活,降低了窗口操作的复杂度,能够有效减少误操作,更能满足现场人员需求,有效的改善了DCS系统的人机界面,提高了电厂运行人员的工作效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及必要性
• 1.2 国内外研究水平综述
• 1.3 本文的主要工作
• 2 人机界面概述
• 2.1 人机界面的发展历程
• 2.2 人机界面的设计
• 2.3 人机界面的评价
• 3 电厂DCS概述
• 3.1 电厂DCS的体系结构
• 3.2 我国DCS的应用状况
• 4 电厂DCS人机界面的剖析
• 4.1 交互系统的硬件部分
• 4.2 DCS的显示操作画面
• 4.2.1 DCS画面组织结构
• 4.2.2 主画面
• 4.2.3 趋势图画面
• 4.2.4 流程图画面
• 4.2.5 报警画面
• 4.2.6 调节画面
• 4.3 运行人员对DCS界面的需求
• 4.3.1 需求分析的概念
• 4.3.2 现场的界面需求
• 4.3.3 Ovation界面值得改进之处
• 5 DCS人机界面的改进
• 5.1 气泡窗口应用在DCS的提出
• 5.2 气泡窗口的功能分类
• 5.3 气泡窗口功能的使用方法
• 5.4 气泡窗口的模拟实现
• 5.5 实例分析气泡窗口的应用
• 6 对比分析
• 7 结论与展望
• 7.1 研究成果
• 7.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢