Indiferent dacă ne dăm seama sau nu, majoritatea dintre noi, ca consumatori de zi cu zi, am format câteva dintre opiniile noastre despre aspectul și utilizarea interfețelor de mașini umane (HMIS). Acest lucru se datorează faptului că utilizarea noastră regulată de smartphone -uri, site -uri web și chiar controalele din mașinile noastre implică de fapt HMI -uri digitale. Când interacționăm cu ei, înțelegem intuitiv ce este clar, ce este ușor de efectuat și ce este supărător sau dificil.
Pentru echipamente și sisteme de plante, HMI -uri industriale specializate sunt de mai mulți ani. Hardware și software au fost îmbunătățite pentru a oferi mai multe opțiuni, dar uneori există prea multe opțiuni, ceea ce duce la configurații mai complexe decât sunt necesare. Pe de altă parte, standardele cuprinzătoare au fost recent mai bine dezvoltate. Cu toate acestea, standardele nu sunt întotdeauna adecvate pentru fiecare industrie, tip de sistem sau preferință și este posibil să nu fie suficient de specifice pentru toate elementele pe care trebuie să le afișeze HMI.
Dezvoltatorii de sisteme industriale și de echipamente originale (OEM), care au nevoie de HMI -uri și doresc să fie utile, pot să nu aibă timp sau personal dedicat pentru a -și crea propriile standarde și stiluri HMI. Cea mai bună opțiune pentru rezolvarea acestei probleme este de obicei simplitatea și claritatea, o metodă dovedită pentru asigurarea conștientizării situaționale optime și a capacității de utilizare pentru HMI -uri. Acest articol oferă sfaturi de bază și cele mai bune practici pentru planificarea și implementarea unui HMI eficient de automatizare din fabrică.
Verificarea resurselor disponibile
Este important să verificați resursele disponibile înainte de a începe orice design de la zero. Documentele și standardele din industrie furnizate de ISA101 și alte organizații oferă ghiduri de proiectare HMI, dar multe se concentrează pe industria proceselor, industria petrochimică și industria nucleară.
În funcție de platforma HMI folosită, mediul de dezvoltare poate oferi biblioteci de obiecte standard sau opționale, precum și alte ajutoare pentru crearea de noi proiecte, iar aceste resurse merită să fie analizate. Rețineți că unele modificări vor trebui făcute înainte ca aceste obiecte de bibliotecă să poată fi adoptate ca standard al companiei.
Crearea unui HMI eficient pentru o nouă aplicație este adesea un proces iterativ care poate fi simplificat dacă începeți cu standarde sau eșantioane aplicabile. Definirea obiectelor de bloc de construcții este un loc bun pentru a începe.
Determinarea elementelor de proiectare
Fiecare utilizator final este probabil să utilizeze un amestec de elemente tipice din industrie, cum ar fi supape și pompe, precum și unele componente specializate - toate acestea trebuie afișate pe HMI. Primul pas ar trebui să fie identificarea elementelor care vor fi reutilizate și crearea unui design standard pentru fiecare.
Nu toate elementele de proiectare HMI sunt asociate cu dispozitive fizice. Obiecte HMI, cum ar fi butoanele Start/Stop, indicatorii de pornire/oprire, valorile rețetelor și etichetele de introducere a datelor, sunt construcții logice care sunt necesare pentru ca HMI să interacționeze cu controlerul, dar nu sunt neapărat descrise în niciun document de proiectare mecanică sau electrică.
Când vine vorba de controlere, de obicei controlere logice programabile (PLC), HMI trebuie să fie dezvoltate în strânsă conjuncție cu codul PLC. Dacă PLC are alarme speciale pentru dispozitiv sau alte valori derivate, cum ar fi timpii de rulare a motorului, atunci HMI trebuie să se ocupe de aceste alarme.
Construirea unui storyboard
Storyboard -urile sunt o modalitate de a cartografia procesul creativ. Sunt adesea asociate cu filme, dar pot fi utile și în crearea de romane, arhitectură și software. Atunci când dezvoltați HMI-uri de plante, storyboard-urile permit proiectanților să planifice în prealabil numărul de ecrane și ierarhii necesare, astfel încât echipa să poată examina procesul înainte de a întreprinde lucrări importante de configurare HMI.
Designerii pot crea storyboard-uri folosind contururi bazate pe text, foi de calcul, schițe sau o combinație de tehnici.
Orice metodă este utilizată, ar trebui să fie flexibilă și să permită echipei de revizuire să înțeleagă și să ajute la a face aranjamente bune.
Storyboard -ul ar trebui să arate modul în care sistemul, subsistemele și alte detalii sunt interrelaționate, ceea ce în termenii laicului înseamnă ceea ce este afișat pe fiecare ecran. Acest aranjament depinde foarte mult de complexitatea automatizării și de obiectele de blocare care trebuie afișate.
O mașină de bază poate fi configurată cu doar unul sau două ecrane pentru a înfățișa toate condițiile de operare și pentru a oferi unele obiecte pentru interacțiunea operatorului. Mașinile mai complexe au mai multe ecrane, unele dintre ele oferind intrări detaliate ale operatorilor, tendințe de date istorice, jurnale de alarmă/evenimente și informații de performanță și diagnostic derivate.
Odată ce complexitatea automatizării din fabrică atinge un anumit nivel, poate fi util să introducem conceptul de ierarhie organizațională HMI, de exemplu:
● Panoul de bord de nivel 1: oferă o „imagine de ansamblu” a informațiilor operaționale;
● Nivelul 2 Control tipic: un ecran operațional simplificat care oferă opțiuni de monitorizare și control de bază;
● Nivelul 3 Controluri detaliate: ecrane operaționale detaliate care oferă mai multe informații decât nivelul 2;
● Controluri specifice de nivel 4: ferestre pop-up cu informații de configurare foarte detaliate sau de diagnostic care sunt utilizate rar.
În construirea unui storyboard, este important să ne amintim că membrii echipei ar trebui să includă nu numai programatori, ci și oameni din alte discipline de inginerie, precum și personal de operațiuni, membri de întreținere și administratori. Fiecare membru ar trebui să contribuie în funcție de rolul său.
Definirea stilului unui HMI
Stilul unui HMI cuprinde o serie de factori de aspect, senzație și funcționalitate. Conceptul actual de HMI „de înaltă performanță” necesită o culoare minimă, obiecte simple și ceea ce adoptă utilizatorul trebuie să fie adecvat pentru aplicația lor particulară. Lucrurile de care trebuie să țineți cont atunci când creați un ghid de stil HMI includ navigarea și validitatea, selecția culorilor, definițiile textului de date, grafică simplă și utilizabilitate.
1. Setări de navigație. Bunul simț sugerează că cele mai importante controale sunt de obicei comenzile de pornire și oprire și butoanele de navigare, care ar trebui să fie întotdeauna ușor de utilizat. Este o practică obișnuită să rezervați un spațiu pe fiecare ecran pentru aceste controale.
Ferestrele pop-up sunt de obicei ecrane mai mici, care apar în fața ecranului complet afișat și pot fi utilizate pentru a vizualiza temporar și a introduce informații foarte specifice și apoi a le închide. Uneori este util să permiteți persistă pop-up-uri, cum ar fi panoul de reglare proporțional-integral-diferențial (PID). Cu toate acestea, în timp ce ferestrele pop-up sunt utile pentru sarcini detaliate rar, ele pot interfera cu operațiunile normale și pot ocupa spațiu pe afișaj, astfel încât acestea ar trebui evitate cât mai mult posibil.
Parolele trebuie utilizate după cum este necesar pentru securitate, dar trebuie utilizate cu precauție pentru a evita blocarea sistemului și a împiedica personalul operațiunilor. Adesea este util să realizăm ajustări la parametrii mașinii pe un singur ecran protejat de parolă.
2. Folosiți culoarea cu precauție. Culorile pot fi utilizate pentru fundaluri, fonturi, elemente statice și obiecte animate, dar pot fi o temă HMI extrem de controversată. Majoritatea standardelor recomandă utilizarea fundalurilor gri deschis și a obiectelor la scară de gri și rezervarea culorii pentru condiții de muncă neobișnuite. Aceasta oferă o vizibilitate ușoară și indică evenimente importante pentru utilizator. Cu toate acestea, anumite industrii sau echipamente pot decide să folosească culoarea. Industria energiei electrice folosește de obicei roșu pentru energizare (pericol) și verde pentru defecțiune electrică (siguranță). Dacă elementul de echipament are trei subsisteme codate în culori, aceste culori ar trebui incluse pe bara de titlu pentru o identificare ușoară.
De asemenea, vă rugăm să evitați utilizarea codării de culori animate care depinde doar de obiect. Dacă este posibil, cel mai bine este să furnizați simboluri suplimentare auxiliare pentru a indica starea sau condiția.
3. Definiți datele textului. Stilurile se extind, de asemenea, la ce fonturi sunt utilizate și dacă textul este valorificat. Definiți doar câteva fonturi pentru a acoperi opțiunile necesare. Rezervați fonturi mai mari sau îndrăznețe pentru rubrici și conținut important și fonturi mai mici pentru detalii. Dă -ți seama ce valori sunt doar pentru afișare și care pot fi introduse de personalul operațiunilor. Includeți unități de inginerie și intervale admise.
4. Simplificați graficele pentru a îmbunătăți eficiența operațională. Unul dintre principalele avantaje ale HMI digital este capacitatea de a prezenta utilizatorilor imagini grafice și pictograme grafice de recunoscut care nu trebuie să fie citite sau să reducă posibilele neînțelegeri din cauza barierelor lingvistice. Totuși, acest lucru nu înseamnă că graficele ar trebui să fie desene de inginerie detaliate, fotografii complexe sau orice animații.
În schimb, cele mai bune practici moderne sunt de a oferi o grafică iconică simplificată, acolo unde este posibil. Animația poate fi utilă în anumite situații limitate, dar consumă resurse de procesare și este adesea considerată o distragere.
În timp ce utilizarea imaginilor Bitmap este descurajată, există multe motive întemeiate pentru a le include în automatizarea fabricii. De exemplu, proiectanții pot eticheta imagini cu echipamente și componente cu săgeți pentru a indica clar utilizatorului unde apare o problemă.
5. Utilizabilitate mai întâi. Priviți alte caracteristici avansate care vor ajuta operatorul să -și facă treaba. În loc să afișați doar nivelul actual al unei nave, arătați nivelul ca o tendință, astfel încât operatorul să poată vedea cât de recent funcționează sistemul. Faceți un pas mai departe și afișați valorile indicatorului cheii pe ecran prin mini-trenduri.
Un concept similar se aplică alarmelor. Pentru majoritatea sistemelor, este important să indicați alarme active în prezent. Un jurnal de alarmă istoric/de evenimente istoric detaliat cu ștampilele de date/ora poate ajuta la depanarea în timp util, permițând utilizatorului să vadă cum se dezvoltă o problemă.
Conștientizarea situațională este obiectivul
Conceptul de conștientizare situațională a fost dezvoltat din doctrina militară și mai recent din aviație, dar se aplică și proiectării automatizării din fabrici industriale. Scopul final al HMI pentru sistemele de automatizare este de a furniza toate informațiile relevante, astfel încât utilizatorul să înțeleagă ce se întâmplă și să știe ce trebuie făcut.
În timp ce marile firme de inginerie sau companii de facilități de proces pot avea resurse semnificative pentru a dedica dezvoltării HMI, întreprinderilor mai mici, integratorilor de sistem și OEM -urilor, pot profita din plin de cele mai noi concepte de proiectare. Luați în considerare temele de proiectare și experiențele descrise mai sus la începutul procesului de proiectare și implicați personal cheie pentru a asigura o experiență HMI curată și ușor de utilizat.