專利名稱：一種工業(yè)人機交互界面及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，涉及一種工業(yè)HMI (人機交互界面)，尤其是可由操作 員直接創(chuàng)建窗口切分的工業(yè)HMI及其操作方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)HMI (人機交互界面或人機界面，Human-Machine Interface)已經(jīng)廣泛的應(yīng) 用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，如圖1所示，一種典型的觸摸式工業(yè)HMI的硬件系統(tǒng)包括一顯示屏、一 觸摸屏和一人機界面主板。顯示屏和觸摸屏分別通過主板上的觸摸屏接口和顯示屏接口實 現(xiàn)互聯(lián)，在物理位置上，觸摸屏是覆蓋于顯示屏上的。人機界面主板還包括如下一些必要的 組成部分主處理器、系統(tǒng)ROM、系統(tǒng)RAM、電源模塊、編程下載接口和現(xiàn)場總線通信接口。主 處理器及其程序系統(tǒng)用于處理觸摸屏上獲得的觸摸信息，并根據(jù)此觸摸信息控制顯示屏。如圖2所示，為工業(yè)HMI的軟件系統(tǒng)模型示意圖。HMI的應(yīng)用運行模塊(即應(yīng)用軟 件)運行于HMI的操作系統(tǒng)OS之上。畫面顯示控制任務(wù)根據(jù)觸摸事件響應(yīng)任務(wù)下達的響 應(yīng)指令來控制顯示屏的顯示任務(wù)，這兩個任務(wù)需要顯示屏驅(qū)動模塊和觸摸屏驅(qū)動模塊(應(yīng) 用程序)提供的驅(qū)動服務(wù)。工業(yè)HMI作為用戶和機器設(shè)備之間傳遞和交換信息的媒體，用戶可以根據(jù)控制的 需要，通過PC機、筆記本電腦等上安裝的組態(tài)軟件組態(tài)不同的畫面，并在不同的畫面上組 態(tài)文字、按鈕、圖形、數(shù)字以及圖標(biāo)等畫面對象的組態(tài)工程，當(dāng)用戶組態(tài)完成畫面之后，將組 態(tài)工程下載到工業(yè)人機中，再通過工業(yè)人機界面上的顯示屏顯示所述的組態(tài)的畫面。然而， 由于工業(yè)人機界面的顯示屏一般由耐高溫、高壓，抗干擾的材料制成，成本較高，因此顯示 屏的尺寸通常設(shè)計都較小。當(dāng)工業(yè)過程的組態(tài)畫面較大，比如一個畫面出現(xiàn)多個畫面對象的情況時，正常情 況下或者放大狀態(tài)下，用戶無法在一個屏幕上關(guān)注到所有的畫面對象信息；若對畫面進行 縮小觀看，則會出現(xiàn)畫面過小而觀察不清晰的問題。雖然采用拖動瀏覽的方式可以遍歷一 個畫面中的所有畫面對象，如圖3所示的HMI畫面的漫游瀏覽，但是卻無法同時關(guān)注該畫面 中相距較遠的兩個畫面對象的現(xiàn)場工況信息，尤其是需要將這兩個畫面對象的信息進行對 比的時候，現(xiàn)有的HMI極為不方便。在成本的約束下，如何在同樣尺寸的HMI顯示屏上方便的同時看到兩個相距較遠 的畫面對象的工況信息是業(yè)界需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決上述問題，提供一種可以同時在一個屏幕上關(guān)注整個組態(tài)畫 面中的任意兩個部分的工業(yè)人機交互界面及其操作方法。本發(fā)明是通過以下方案實現(xiàn)的上述的工業(yè)人機交互界面，包括顯示屏、觸摸屏及包括觸摸處理模塊的主控器，所 述觸摸屏的至少兩個相對的邊沿分別建立切分指令觸摸起始響應(yīng)區(qū)和終止響應(yīng)區(qū)，通過對
3該兩個響應(yīng)區(qū)的觸摸動作由操作員直接創(chuàng)建窗口切分。所述觸摸屏的窗口被切分為兩個窗口 ；所述觸摸處理模塊至少包括有響應(yīng)模塊和 誤差模塊。所述觸摸屏的上下兩個相對的邊沿建立縱向切分指令響應(yīng)區(qū)，左右兩個相對的邊 沿建立橫向切分指令響應(yīng)區(qū)。所述的工業(yè)人機交互界面的操作方法，是通過觸摸方式下達切分指令創(chuàng)建切分欄 桿和切分取消指令去除所述切分欄桿。所述切分指令創(chuàng)建切分欄桿包括以下步驟A、以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)到終止響應(yīng)區(qū)滑動，上下滑動時水平距離或(和)左 右滑動時垂直距離不超過一個指頭寬度；B、響應(yīng)模塊與誤差模塊獲取上述信息，確認該觸摸指令為切分指令；C、該切分指令傳送至觸摸控制器，在上述兩個坐標(biāo)的居中位置創(chuàng)建一切分欄桿。所述切分取消指令取消切分欄桿包括以下步驟A、以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)到終止響應(yīng)區(qū)滑動，上下滑動時水平距離或(和)左 右滑動時垂直距離不超過一個指頭寬度；B、響應(yīng)模塊與誤差模塊獲取上述信息，且該區(qū)域內(nèi)已經(jīng)有一切分欄，確認該觸摸 指令為切分取消指令；C、該切分取消指令傳送至觸摸控制器，去除該區(qū)域內(nèi)的切分欄桿。所述的水平距離和垂直距離為2-4厘米本發(fā)明的工業(yè)人機交互界面的觸摸屏能夠由操作員直接創(chuàng)建窗口切分，達到在同 一個屏幕上同時觀察整個組態(tài)畫面中的任意兩個部分的畫面對象的目的，從而解決了在較 小屏幕同時觀察距離較遠兩個部分的畫面對象的問題。同時，操作方法簡單，具體的動作執(zhí) 行都是通過軟模塊即觸摸屏的控制程序來實現(xiàn)，簡單易行，便于掌握。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的HMI結(jié)構(gòu)圖；圖2是HMI的軟件系統(tǒng)模型圖；圖3現(xiàn)有技術(shù)的HMI畫面的漫游瀏覽圖；圖4是本發(fā)明的工業(yè)人機交互界面結(jié)構(gòu)框圖；圖5-6是本發(fā)明的操作方法中切分指令創(chuàng)建切分欄桿示意圖；圖7-8是本發(fā)明的建立切分欄桿后的狀態(tài)示意圖；圖9-10是本發(fā)明的操作方法中切分取消指令示意圖。圖11是本發(fā)明的操作方法的另一實施方式的流程圖。
具體實施例方式
如圖4所示，本發(fā)明的工業(yè)人機交互界面包括顯示屏1、觸摸屏2及主控制器3。該 顯示屏1與該觸摸屏2分別與該主控制器3連接。該主控制器3用于處理觸摸屏2的觸摸 信號并控制顯示屏1的畫面顯示。該主控制器3包括一觸摸處理模塊30。該觸摸屏2接收 觸摸信息(觸摸指令)并傳送給觸摸處理模塊30，觸摸處理模塊30根據(jù)觸摸信息控制顯示屏1顯示不同的信息。其中觸摸屏2可由操作員直接創(chuàng)建窗口切分，該觸摸屏的可視區(qū)被切 分為兩個窗口，這兩個窗口顯示的畫面對應(yīng)的是同一組態(tài)畫面的不同部分，即該兩個窗口 顯示的是同一組態(tài)畫面中不同的畫面對象，這兩個窗口是相互獨立的，可以在各自的區(qū)域 通過觸摸拖動的方法遍歷整個組態(tài)畫面中的所有畫面對象。觸摸處理模塊30至少包括有 響應(yīng)模塊31和誤差模塊32。該響應(yīng)模塊31用于響應(yīng)創(chuàng)建或者取消窗口切分的觸摸指令， 而且只有在該誤差模塊32分析出創(chuàng)建窗口切分的觸摸指令的起始和終止觸摸點的水平誤 差在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)的時候，才確認為窗口切分指令從而建立切分窗口。需要特別說明的是，在機械結(jié)構(gòu)上，該觸摸屏2疊加于該顯示屏1之上，而主處理 器3以及其他各個模塊比如電源等則設(shè)置于一主板上。該觸摸屏2的觸摸區(qū)也就是該觸摸 屏2的可視區(qū)，其與該顯示屏1的顯示區(qū)是重疊的，即面積基本一致。在后續(xù)的描述中，窗 口既是指顯示屏1的顯示區(qū)，也是該觸摸屏2的可視區(qū)或者觸摸區(qū)。該觸摸屏2的上下邊 沿特別的設(shè)置為窗口切分指令響應(yīng)區(qū)。只有當(dāng)觸摸點是從上(下)邊沿的切分指令響應(yīng)區(qū) 連續(xù)的滑動到下(上)邊沿的切分指令響應(yīng)區(qū)，并且誤差模塊32分析出起始和終止觸摸點 的水平坐標(biāo)在誤差允許范圍內(nèi)的時候，響應(yīng)模塊31才確認為窗口切分指令，從而在主控制 器1的控制下，建立切分窗口，即將原窗口切分為兩個窗口。這兩個窗口內(nèi)的觸摸控制操作 如點擊、拖動遍歷、縮放等等分別和原窗口相同。上述的工業(yè)人機交互界面的操作方法，是在觸摸屏以觸摸方式下達切分指令創(chuàng)建 切分欄桿和切分取消指令去除所述切分欄桿。切分指令創(chuàng)建切分欄桿包括以下步驟A、以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)(上邊沿)到終止響應(yīng)區(qū)(下邊沿)滑動，滑動距離 水平相距不超過一個指頭寬度；B、響應(yīng)模塊與誤差模塊獲取上述信息，確認該觸摸指令為切分指令；C、該切分指令傳送至主控制器的觸摸處理模塊，在上述兩個水平坐標(biāo)的居中位置 創(chuàng)建一切分欄桿將原窗口切分為兩個窗口。切分取消指令取消切分欄桿包括以下步驟A、以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)到終止響應(yīng)區(qū)滑動，滑動距離水平相距不超過一個指 頭寬度；B、響應(yīng)模塊與誤差模塊獲取上述信息，且該區(qū)域內(nèi)已經(jīng)有一切分欄桿，確認該觸 摸指令為切分取消指令；C、該切分取消指令傳送至觸摸處理模塊，去除該區(qū)域內(nèi)的切分欄桿。下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明。如圖4至圖10所示，本發(fā)明實施例是組態(tài)畫面對象4較多的時候，包括諸如利用 動態(tài)的仿形指示燈指示現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)量狀態(tài)的“指示燈”畫面對象；利用仿形開關(guān)模擬工 業(yè)設(shè)備開關(guān)并允許操作員進行開關(guān)操作的“開關(guān)”畫面對象；提供一個或者多個工業(yè)變量的 歷史記錄信息便于設(shè)備維護人員追溯設(shè)備運行狀況的“歷史記錄”畫面對象；利用表格的形 式直接展示現(xiàn)場相關(guān)參數(shù)，便于對比、成批監(jiān)控的“文本/數(shù)字編輯”畫面對象；利用仿形儀 表盤表征工業(yè)設(shè)備控制參數(shù)變化高低的“儀表圖”畫面對象；利用帶坐標(biāo)的曲線來顯示工業(yè) 設(shè)備控制參數(shù)變化趨勢的“趨勢圖”畫面對象；用戶組態(tài)的任意靜態(tài)圖像，可以是現(xiàn)場設(shè)備 或者現(xiàn)場工藝流程等靜態(tài)圖像的“靜態(tài)圖像”畫面對象等等，與外部設(shè)備控制參數(shù)相關(guān)聯(lián)，用于傳達外部工業(yè)設(shè)備的工作狀況的諸多畫面對象。此時該人機交互界面觸摸屏2的可視 區(qū)20 (觸摸區(qū))的面積往往小于組態(tài)畫面的面積21。為同時觀察組態(tài)畫面中兩對角線的畫面對象的信息，由操作員在觸摸屏可視區(qū)直 接創(chuàng)建切分窗口，將觸摸屏可視區(qū)20分為兩個窗口，以觀察該動態(tài)畫面中的不同畫面對象 信息。具體操作方法如圖5、圖6所示，以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)201滑動至終止響應(yīng)區(qū) 202，滑動距離水平相距不超過一個指頭寬度；響應(yīng)模塊31獲取從起始響應(yīng)區(qū)201到終止響 應(yīng)區(qū)202的完整滑動動作的信息，同時誤差模塊32獲取起始X坐標(biāo)203與終止X坐標(biāo)204 偏差不超過正負一個指頭寬度也即水平相距不超過一個指頭寬度的信息后，確認該觸摸指 令為切分指令；然后該切分指令傳送至主控制器3的觸摸處理模塊30，在上述兩個X坐標(biāo) 203,204的居中位置創(chuàng)建一切分欄桿22。如圖7、圖8所示，創(chuàng)建的切分欄桿22將整個可視區(qū)20劃分為左右兩個窗口 205、 206，每個窗口顯示的畫面對應(yīng)的是同一組態(tài)畫面的不同部分。這兩個窗口 205、206可以分 別響應(yīng)操作員觸摸拖動指令，在各自視區(qū)內(nèi)顯示操作員關(guān)注的不同畫面部分。觀察結(jié)束，無需多窗口存在時，再次重復(fù)動作，如圖9、圖10所示，以觸摸方式從起 始響應(yīng)區(qū)201滑動至終止響應(yīng)區(qū)202，滑動距離水平相距不超過一個指頭寬度；響應(yīng)模塊31 獲得從起始響應(yīng)區(qū)201到終止響應(yīng)區(qū)202的完整滑動動作信息，同時誤差模塊32獲得起始 X坐標(biāo)207與終止X坐標(biāo)208相距不超過正負一個指頭寬度也即水平相距不超過一個指頭 寬度的信息，以及該區(qū)域內(nèi)已有一切分欄桿22的信息后，最后確認該觸摸指令為切分取消 指令；該切分取消指令傳送至該主控制器3的觸摸處理模塊30，去除該區(qū)域內(nèi)的切分欄桿 22。此時，可視區(qū)20恢復(fù)為一個窗口。其中對于偏差的響應(yīng)可以根據(jù)實際的情況加以調(diào)整，比如具體的偏差一個指頭寬 度可以是2-4厘米。本發(fā)明的工業(yè)人機交互界面的觸摸屏能夠由操作員直接創(chuàng)建窗口切分，達到在同 一個屏幕上同時觀察整個組態(tài)畫面中的任意兩個部分的畫面對象的目的，從而解決了在較 小屏幕同時觀察距離較遠兩個部分的畫面對象的問題。同時，操作方法簡單，具體的動作執(zhí) 行都是通過軟模塊即觸摸屏的控制程序來實現(xiàn)，簡單易行。另一種建立窗口切分方法的實施方式如圖11所示。該種實施方式中的HMI觸摸 屏的上下左右四個邊沿為切分指令響應(yīng)區(qū)，其中上下邊沿分別為垂直切分欄桿的響應(yīng)區(qū)， 左右邊沿分別為水平切分欄桿的響應(yīng)區(qū)。其操作方法包括如下步驟觸摸屏檢測是否有觸摸輸入；如果有觸摸輸入，則獲取當(dāng)前觸摸輸入坐標(biāo)，并存儲 觸摸坐標(biāo)到觸摸軌跡數(shù)組(用于記錄起點坐標(biāo)，終點坐標(biāo)和兩個坐標(biāo)之間的滑動軌跡上的 各個點的坐標(biāo))，直到觸摸輸入結(jié)束(到了終點坐標(biāo))即沒有觸摸輸入后，則判斷先前的觸摸輸入坐標(biāo)的起點和終點坐標(biāo)是否分別落入相對的兩個切分指令 輸入?yún)^(qū)域；如果觸摸輸入坐標(biāo)的起點和終點坐標(biāo)沒有分別落入相對的兩個切分指令輸入?yún)^(qū) 域，那么轉(zhuǎn)入其他觸摸指令判斷及執(zhí)行，比如判斷為一縮放或者拖動瀏覽指令，如果觸摸輸 入坐標(biāo)的起點和終點坐標(biāo)分別落入相對的兩個切分指令輸入?yún)^(qū)域，則主控制器的響應(yīng)模塊 獲取該次觸摸輸入信息并且誤差模塊判斷觸摸軌跡數(shù)組中起點X坐標(biāo)和終點X坐標(biāo)的誤差是否在限制范圍 內(nèi)；如果觸摸軌跡數(shù)組中觸摸起點和終點的X坐標(biāo)在“切分指令”誤差限制范圍中，則判定并設(shè)置切分指令為縱向(垂直)切分指令，并且觸摸軌跡數(shù)組的X坐標(biāo)分量作平均化計算， 作為創(chuàng)建縱向切分欄桿的坐標(biāo)位置，如果觸摸軌跡數(shù)組中觸摸起點和終點的X坐標(biāo)不在 “切分指令”誤差限制范圍中，則判斷觸摸軌跡數(shù)組中起點Y坐標(biāo)和終點Y坐標(biāo)的誤差是否在限制范圍內(nèi)；如果不 在限制范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)入其他觸摸指令判斷及執(zhí)行，如果在限制范圍內(nèi)，則設(shè)置切分指令為橫 向(水平)切分指令，并且觸摸軌跡數(shù)組的Y坐標(biāo)分量作平均化計算，作為創(chuàng)建橫向切分欄 桿的坐標(biāo)位置；執(zhí)行切分指令，創(chuàng)建切分欄桿；根據(jù)縱向或橫向切分指令，以及觸摸軌跡的坐標(biāo)參 數(shù)的平均值，建立切分欄桿，將一個窗口切分為兩個窗口，可以分別獨立顯示并且操作切分 窗口的畫面，這兩個窗口的畫面映射于同一組態(tài)邏輯畫面。同前一實施例相比，本實施例可以創(chuàng)建縱向或者橫向的切分欄桿，靈活性更大。以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此局限本發(fā)明的保護范圍，故舉凡 運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種工業(yè)人機交互界面，包括顯示屏、觸摸屏及包括觸摸處理模塊的主控器，其特征在于所述觸摸屏的至少兩個相對的邊沿分別建立切分指令觸摸起始響應(yīng)區(qū)和終止響應(yīng)區(qū)，通過對該兩個響應(yīng)區(qū)的觸摸動作由操作員直接創(chuàng)建窗口切分。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)人機交互界面，其特征在于所述觸摸屏的窗口被切分為 兩個窗口 ；所述觸摸處理模塊至少包括有響應(yīng)模塊和誤差模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)人機交互界面，其特征在于所述觸摸屏的上下兩個相對 的邊沿建立縱向切分指令響應(yīng)區(qū)，左右兩個相對的邊沿建立橫向切分指令響應(yīng)區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)人機交互界面的操作方法，是通過觸摸方式下達切分指令 創(chuàng)建切分欄桿和切分取消指令去除所述切分欄桿。
5.如權(quán)利要求4所述的工業(yè)人機交互界面的操作方法，其特征在于所述切分指令創(chuàng) 建切分欄桿包括以下步驟A、以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)到終止響應(yīng)區(qū)滑動，上下滑動時水平距離或(和)左右滑 動時垂直距離不超過一個指頭寬度；B、響應(yīng)模塊與誤差模塊獲取上述信息，確認該觸摸指令為切分指令；C、該切分指令傳送至觸摸控制器，在上述兩個坐標(biāo)的居中位置創(chuàng)建一切分欄桿。
6.如權(quán)利要求4所述的工業(yè)人機交互界面的操作方法，其特征在于所述切分取消指 令取消切分欄桿包括以下步驟A、以觸摸方式從起始響應(yīng)區(qū)到終止響應(yīng)區(qū)滑動，上下滑動時水平距離或(和)左右滑 動時垂直距離不超過一個指頭寬度；B、響應(yīng)模塊與誤差模塊獲取上述信息，且該區(qū)域內(nèi)已經(jīng)有一切分欄，確認該觸摸指令 為切分取消指令；C、該切分取消指令傳送至觸摸控制器，去除該區(qū)域內(nèi)的切分欄桿。
7.如權(quán)利要求5或6所述的工業(yè)人機交互界面的操作方法，其特征在于所述的水平 距離和垂直距離為2-4厘米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)人機交互界面及其操作方法。該觸摸式工業(yè)人機交互界面可由操作員直接創(chuàng)建窗口切分。其操作方法，是通過觸摸方式下達切分指令創(chuàng)建切分欄桿和分切取消指令去除所述切分欄桿。本發(fā)明的工業(yè)人機交互界面在窗口切分狀態(tài)下可同時觀察同一邏輯(組態(tài))畫面中的任意兩個畫面對象，解決了在同一物理屏幕同時觀察距離較遠兩個畫面對象的問題；同時，操作方法簡單，具體的動作執(zhí)行都是通過軟模塊即觸摸屏的控制程序來實現(xiàn)，簡單易行，便于掌握。
文檔編號G06F3/048GK101943994SQ201010272838
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者戎思吉 申請人:深圳市合信自動化技術(shù)有限公司