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人机界面的设计过程可分为以下几个步骤：

3.1 创建系统功能的外部模型设计模型主要是考虑软件的数据结构、总体结构和过程性描述，界面设计一般只作为附属品，只有对用户的情况（包括年龄、性别、心理情况、文化程度、个性、种族背景等）有所了解，才能设计出有效的用户界面；根据终端用户对未来系统的假想(简称系统假想）设计用户模型，zui终使之与系统实现后得到的系统映象（系统的外部特征）相吻合，用户才能对系统感到满意并能有效的使用它；建立用户模型时要充分考虑系统假想给出的信息，系统映象必须准确地反映系统的语法和语义信息。只有了解用户、了解任务才能设计出好的人机界面。

3.2 确定为完成此系统功能人和计算机应分别完成的任务

任务分析有两种途径。一种是从实际出发，通过对原有处于手工或半手工状态下的应用系统的剖析，将其映射为在人机界面上执行的一组类似的任务；另一种是通过研究系统的需求规格说明，导出一组与用户模型和系统假想相协调的用户任务。

逐步求精和面向对象分析等技术同样适用于任务分析。逐步求精技术可把任务不断划分为子任务，直至对每个任务的要求都十分清楚；而采用面向对象分析技术可识别出与应用有关的所有客观的对象以及与对象关联的动作。

3.3 考虑界面设计中的典型问题

设计任何一个机界面，一般必须考虑系统响应时间、用户求助机制、错误信息处理和命令方式四个方面。系统响应时间过长是交互式系统中用户抱怨zui多的问题，除了响应时间的长短外，用户对不同命令在响应时间上的差别亦很在意，若过于悬殊用户将难以接受；用户求助机制宜采用集成式，避免叠加式系统导致用户求助某项指南而不得不浏览大量无关信息；错误和警告信息必须选用用户明了、含义准确的术语描述，同时还应尽可能提供一些有关错误恢复的建议。此外，显示出错信息时，若再辅以听觉（铃声）、视觉（颜色）刺激，则效果更佳；命令方式是菜单与键盘命令并存，供用户选用。

3.4 借助CASE工具构造界面原型，并真正实现设计模型软件模型一旦确定，即可构造一个软件原形，此时仅有用户界面部分，此原形交用户评审，根据反馈意见修改后再交给用户评审，直至与用户模型和系统假想*为止。一般可借助于用户界面工具箱作。

1. 人机界面产品的定义

连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备，由硬件和软件两部分组成。HMI为英文Human-Machine Interface的缩写。

2. 人机界面（HMI）产品的组成及工作原理

人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等，其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元。根据HMI的产品等级不同，处理器可分别选用8位、16位、32位的处理器。HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件（如JB－HMI画面组态软件）。使用者都必须先使用HMI的画面组态软件制作“工程文件"，再通过PC机和HMI 产品的串行通讯口，把编制好的“工程文件"下载到HMI的处理器中运行。

通过外部散热片冷却功率模块，散热效率高。 
功率部分的散热全部由外部散热片来完成，电子部分的冷却则通过系统对流，这使其可用于更加苛刻的气候环境。电子部分增加西门子变频器 编辑词条
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西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位

功能

• 性能

• 指令处理速度更快，取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型

• 由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短

• 功能强大的网络连接：
  每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT （2-端口交换机）标准接口。另外，CPU 1516TF-3 PN/DP 还具有 PROFINET 接口，例如，用于网络分隔、连接其它 PROFINET IO RT 设备或作为智能设备进行高速通信。

• 集成技术

• 通过标准化运动控制指令（PLCopen）来控制具有 PROFIdrive 功能的驱动器和带有模拟量设定值接口的驱动器

• SIMATIC S7-1500 的技术 CPU 提供以下运动控制功能：
  速度控制轴、定位轴、同步轴、外部编码器、凸轮、凸轮轨迹、探头、扩展同步动作功能（或不同步位置进行同步，设定值或实际值连接，主值在从轴上的移动，凸轮系统）、凸轮盘、多 4 个编码器或测量系统（作为位置控制用的实际位置）。
  从应用程序循环运动向量（MotionIn 接口）
  用于通过多 4 个插补轴实现运动控制的工艺对象，如笛卡尔门架、Delta 拣选机、滚轴拣选机、关节臂、圆柱坐标机械手、三脚架拣选机和 SCARA。
  支持用户自定义运动。

• 追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器来调用

• 全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现 控制质量

• 集成安全功能

• 通过密码进行知识保护，防止未经许可证读取和修改程序块

• 通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。

• 4-级 授权理念：
  与 HMI 设备的通信也会受到限制。

• 操作保护：
  控制器可以识别工程组态数据的更改和未授权传输。

• 设计与操作

• 显示概览信息：
  例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。

• 显示器上可能的操作：
  设置 CPU 或者所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、激活保护等级，确认消息，备份和恢复项目

• 集成系统诊断

• 显示屏上、TIA Portal 中、操作员面板上以及 Web 服务器上以纯文本形式*显示系统诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止模式也会进行更新。

• 集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态

• SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)

• 用作插入式装载存储器，或用于更新固件

• 还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）

• 通过用户程序的系统函数存储数据块实现数据存储/读取

• 数据记录（归档）和配方

• 配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中；
  便于使用 Office 工具或通过 web 服务器，访问工厂运行数据

• 通过 Web 浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）

• 编程

• 使用 STEP 7 Professional V15 或更高版本进行编程

• S7-1200 程序可通过复制/粘贴转移至 S7-1500

• 对故障安全程序部分进行编程

• 使用“STEP 7 Safety Advanced"选项包对安全相关程序部分进行编程。