Bilo da to shvatimo ili ne, većina nas je kao svakodnevni potrošači formirala neka od naših vlastitih mišljenja o izgledu i upotrebi sučelja čovjeka-stroj (HMI). To je zato što naša redovna upotreba pametnih telefona, web stranica, pa čak i kontrola u našim automobilima zapravo uključuje digitalni HMI. Kad komuniciramo s njima, intuitivno razumijemo što je jasno, što je lako izvesti i što je problematično ili teško.
Za biljnu opremu i sustave, specijalizirani industrijski HMI postoje već dugi niz godina. Hardver i softver poboljšani su kako bi se osigurale više opcija, ali ponekad je previše izbora, što rezultira složenijim konfiguracijama nego što su zapravo potrebne. S druge strane, sveobuhvatni standardi nedavno su bolje razvijeni. Međutim, standardi nisu uvijek prikladni za svaku industriju, vrstu sustava ili preferencije, a možda nisu dovoljno specifični za sve stavke koje HMI mora prikazati.
Proizvođači industrijskog sustava i originalne opreme (OEM), kojima je potreban HMI i žele da budu korisni, možda nemaju vremena ili posvećenog osoblja za stvaranje vlastitih HMI standarda i stilova. Najbolja opcija za rješavanje ovog problema obično je jednostavnost i jasnoća, dokazana metoda za pružanje optimalne situacijske svijesti i upotrebljivosti za HMI. Ovaj članak pruža osnovne savjete i najbolje prakse za planiranje i provođenje učinkovite tvorničke automatizacije HMI.
Provjera raspoloživih resursa
Važno je provjeriti raspoložive resurse prije nego što započnete bilo koji dizajn ispočetka. Dokumenti i standardi u industriji koje pružaju ISA101 i druge organizacije pružaju smjernice za dizajn HMI, ali mnogi se usredotočuju na procesnu industriju, petrokemijsku industriju i nuklearnu industriju.
Ovisno o HMI platformi koja se koristi, razvojno okruženje može pružiti standardne ili neobavezne biblioteke objekata, kao i ostala pomagala za stvaranje novih projekata, a ti resursi vrijedi pogledati. Imajte na umu da će neke izmjene trebati izvršiti prije nego što se ovi objekt knjižnice mogu usvojiti kao standard tvrtke.
Stvaranje učinkovitog postrojenja HMI za novu primjenu često je iterativni postupak koji se može pojednostaviti ako započnete s primjenjivim standardima ili uzorcima. Definiranje objekta građevnog bloka dobro je mjesto za početak.
Određivanje elemenata dizajna
Svaki krajnji korisnik vjerojatno će koristiti mješavinu tipičnih industrijskih elemenata, poput ventila i pumpi, kao i nekih specijaliziranih komponenti - koje se sve moraju prikazati na HMI. Prvi korak trebao bi biti identificiranje elemenata koji će se ponovno upotrijebiti i stvoriti standardni dizajn za svaki.
Nisu svi HMI dizajnerski elementi povezani s fizičkim uređajima.HMI Objekti, kao što su gumbi za pokretanje/zaustavljanje, pokazatelji uključivanja/isključivanja, vrijednosti recepata i naljepnice za unos podataka, logički su konstrukti koji su potrebni za HMI da komunicira s kontrolerom, ali nisu nužno opisani u bilo kojem mehaničkom ili električnom dizajnerskom dokumentu.
Kada su u pitanju kontroleri, obično programabilni logički kontroleri (PLC), HMI mora biti razvijen u uskoj vezi s PLC kodom. Ako PLC ima alarme s posebnim uređajem ili druge izvedene vrijednosti, poput vremena pokretanja motora, tada HMI mora podnijeti te alarma.
Izgradnja ploče s pričama
Ploče s pričama način su za mapiranje kreativnog procesa. Često su povezani s filmovima, ali mogu biti korisni i u stvaranju romana, arhitekture i softvera. Prilikom razvoja biljnih HMI-a, ploče s pričama omogućuju dizajnerima da unaprijed planiraju broj potrebnih zaslona i hijerarhije kako bi tim mogao pregledati postupak prije nego što poduzme važan rad HMI konfiguracije.
Dizajneri mogu stvoriti ploče s pričama koristeći tekstualne obrise, proračunske tablice, skice ili kombinaciju tehnika.
Koja god se metoda koristi, trebala bi biti fleksibilna i omogućiti timu za pregled da razumije i pomogne u dobrom dogovoru.
Ploča s pričama trebala bi pokazati kako su sustav, podsustavi i drugi detalji međusobno povezani, što u laikovim uvjetima znači ono što je prikazano na svakom zaslonu. Ovaj aranžman uvelike ovisi o složenosti automatizacije i objekta građevnog bloka koji se moraju prikazati.
Osnovni stroj može se konfigurirati sa samo jednim ili dva zaslona za prikaz svih radnih uvjeta i pružiti neke predmete za interakciju operatera. Složeniji strojevi imaju više ekrana, od kojih neki pružaju detaljne unose operatora, povijesne trendove podataka, zapisnike alarma/događaja te izvedene performanse i dijagnostičke informacije.
Jednom kada složenost tvorničke automatizacije dosegne određenu razinu, možda će biti korisno uvesti koncept organizacijske hijerarhije HMI, na primjer:
● Nadzorna ploča razine 1: pruža "pregled" operativnih informacija;
● Razina 2 tipična kontrola: pojednostavljeni operativni zaslon koji pruža osnovne mogućnosti praćenja i kontrole;
● Detaljna kontrola razine 3: Detaljni operativni zasloni koji pružaju više informacija od razine 2;
● Specifične kontrole razine 4: Pop-up Windows s vrlo detaljnom konfiguracijom ili dijagnostičkim informacijama koje se rijetko koriste.
U izgradnji ploče s pričama važno je zapamtiti da bi članovi tima trebali uključivati ne samo programere, već i ljude iz drugih inženjerskih disciplina, kao i operativno osoblje, članove održavanja i administratore. Svaki bi član trebao pridonijeti svojoj ulozi.
Definiranje stila HMI
Stil HMI obuhvaća brojne faktore izgleda, izgleda i funkcionalnosti. Trenutni koncept HMI -ja "visokih performansi" zahtijeva minimalnu boju, jednostavne predmete, a ono što korisnik prihvaća mora biti prikladan za njihovu posebnu primjenu. Stvari koje treba imati na umu prilikom stvaranja vodiča u stilu HMI uključuju navigaciju i valjanost, odabir boja, definicije teksta podataka, jednostavnu grafiku i upotrebljivost.
1. Navigacijske postavke. Zdrav razum sugerira da su najvažnije kontrole obično početne i zaustavljanje naredbi i navigacijski gumbi, koji bi uvijek trebali biti jednostavni za upotrebu. Uobičajena je praksa rezervirati neki prostor na svakom zaslonu za ove kontrole.
Pop-up prozori su obično manji zasloni koji se pojavljuju ispred potpuno prikazanog zaslona i mogu se koristiti za privremeno pregledavanje i unošenje vrlo specifičnih informacija, a zatim ih zatvoriti. Ponekad je korisno dopustiti da se pop-up ustraju, poput proporcionalne integralne diferencijalne (PID) ploče za podešavanje. Međutim, iako su skočni prozori korisni za rijetko korištene detaljne zadatke, oni mogu ometati normalne operacije i zauzimati prostor na zaslonu, tako da ih treba izbjegavati što je više moguće.
Lozinke treba koristiti po potrebi za sigurnost, ali treba ih koristiti s oprezom kako bi se izbjeglo zaključavanje sustava i ometanja operativnih osoblja. Često je korisno izvršiti podešavanje parametara strojeva na jednom zaslonu zaštićenom lozinkom.
2. Koristite boju s oprezom. Boje se mogu koristiti za pozadinu, fontove, statičke elemente i animirane predmete, ali one mogu biti vrlo kontroverzna HMI tema. Većina standarda preporučuje korištenje svijetlo sive pozadine i predmeta sive boje i zadržavanje boje za neobične radne uvjete. To korisniku omogućuje jednostavnu vidljivost i ukazuje na važne događaje. Međutim, određene industrije ili oprema mogu se odlučiti za korištenje boje. Power Industrija obično koristi crvenu za energizaciju (opasnost) i zelenu za nestanku energije (sigurnost). Ako predmet opreme ima tri podsustana kodirana u boji, ove bi boje trebale biti uključene na naslovnu traku radi jednostavne identifikacije.
Također, izbjegavajte koristiti animirano kodiranje u boji koje ovisi samo o objektu. Ako je moguće, najbolje je pružiti pomoćne dodatne simbole kako bi se naznačilo stanje ili stanje.
3. Definirajte tekstualne podatke. Stilovi se također odnose na ono što se koriste fontovi i je li tekst kapitaliziran. Definirajte samo nekoliko fontova za pokrivanje potrebnih opcija. Rezervirajte veće ili podebljane fontove za naslove i važan sadržaj i manje fontove za detalje. Otkrijte koje su vrijednosti samo za prikaz, a koje može unijeti operativno osoblje. Uključite inženjerske jedinice i dopuštene raspone.
4. Pojednostavite grafiku za poboljšanje operativne učinkovitosti. Jedna od glavnih prednosti digitalnog HMI -ja je mogućnost prezentacije korisnika prepoznatljivih grafičkih slika i ikona koje ne treba čitati ili smanjiti moguće nesporazume zbog jezičnih barijera. Međutim, to ne znači da grafika trebaju biti detaljne inženjerske crteže, složene fotografije ili bilo koje animacije.
Umjesto toga, moderna najbolja praksa je pružiti pojednostavljenu ikoničnu grafiku kad god je to moguće. Animacija može biti korisna u određenim ograničenim situacijama, ali troši resurse za obradu i često se smatra distrakcijom.
Iako se upotreba bitmap slika obeshrabruje, postoji mnogo dobrih razloga da ih uključite u tvorničku automatizaciju. Na primjer, dizajneri mogu označiti slike opreme i komponenti sa strelicama kako bi jasno naznačili korisniku gdje se događa problem.
5. Prvo upotrebljivost. Pogledajte druge napredne značajke koje će pomoći operatoru da obavi svoj posao. Umjesto da samo prikažete trenutnu razinu plovila, prikažite razinu kao trend kako bi operater mogao vidjeti kako nedavno sustav radi. Idite korak dalje i prikažite vrijednosti pokazatelja ključa na zaslonu putem mini-trendova.
Sličan koncept odnosi se na alarme. Za većinu sustava važno je navesti trenutno aktivne alarme. Detaljni povijesni zapisnik alarm/događaj s markicama datuma/vremenom može pomoći u pravovremenom rješavanju problema dopuštajući korisniku da vidi kako se problem razvija.
Cilj je situacijska svijest
Koncept situacijske svijesti razvijen je iz vojne doktrine, a odnedavno i iz zrakoplovstva, ali također se odnosi na dizajn industrijske tvorničke automatizacije. Krajnji cilj HMI za automatizacijske sustave je pružiti sve relevantne informacije kako bi korisnik mogao razumjeti što se događa i znati što treba učiniti.
Iako velike inženjerske tvrtke ili poduzeća za procesne ustanove mogu imati značajna sredstva koja će se posvetiti razvoju HMI -ja, manja poduzeća, integratori sustava i OEM -ovi, mogu u potpunosti iskoristiti najnovije koncepte dizajna. Razmotrite teme i iskustva opisana gore na početku procesa dizajniranja i uključite ključno osoblje kako bi se osiguralo stvaranje čistog i jednostavnog HMI iskustva.