Ми усвідомлюємо це чи ні, більшість із нас, як щоденні споживачі, сформували деякі наші власні думки щодо зовнішності та використання інтерфейсів людини-машини (HMIS). Це тому, що наше регулярне використання смартфонів, веб -сайтів і навіть управління в наших автомобілях фактично включає цифрові HMI. Коли ми взаємодіємо з ними, ми інтуїтивно розуміємо, що зрозуміло, що легко виконати, і що клопітно чи складно.
Для рослинного обладнання та систем спеціалізований промисловий HMIS існує вже багато років. Апаратне та програмне забезпечення було вдосконалено для надання більшої кількості варіантів, але іноді є занадто багато варіантів, що призводить до більш складних конфігурацій, ніж насправді потрібно. З іншого боку, нещодавно розроблені всебічні стандарти. Однак стандарти не завжди підходять для кожної галузі, типу системи або переваги, і вони можуть бути недостатньо конкретними для всіх предметів, які повинен відображати HMI.
Розробники промислової системи та оригінального виробника обладнання (OEM), які потребують HMIS і хочуть, щоб вони були корисними, можуть не мати часу або відданого персоналу для створення власних стандартів та стилів HMI. Найкращий варіант вирішення цієї проблеми - це, як правило, простота та чіткість, перевірений метод забезпечення оптимальної ситуаційної обізнаності та зручності використання для HMIS. Ця стаття надає основні поради та найкращі практики планування та впровадження ефективної фабричної автоматизації HMI.
Перевірка наявних ресурсів
Важливо перевірити наявні ресурси перед початком будь -якого дизайну з нуля. Промислові документи та стандарти, що надаються ISA101 та іншими організаціями, надають керівні принципи дизайну HMI, але багато хто зосереджується на технологічній галузі, нафтохімічній промисловості та ядерній промисловості.
Залежно від використовуваної платформи HMI, середовище розробки може забезпечити стандартні або необов'язкові бібліотеки об'єктів, а також інші посібники для створення нових проектів, і ці ресурси варто переглянути. Майте на увазі, що деякі модифікації повинні бути внесені до того, як ці об'єкти бібліотеки можуть бути прийняті як стандарт компанії.
Створення ефективного HMI рослини для нового застосування часто є ітеративним процесом, який можна спростити, якщо ви почнете з застосовних стандартів або зразків. Визначення предметів будівельних блоків - це гарне місце для початку.
Визначення елементів дизайну
Кожен кінцевий користувач, ймовірно, використовує поєднання типових елементів галузі, таких як клапани та насоси, а також деякі спеціалізовані компоненти - все це повинно відображатися на HMI. Першим кроком має бути визначення елементів, які будуть повторно використані та створити стандартну конструкцію для кожного.
Не всі елементи дизайну HMI асоціюються з фізичними пристроями. Об'єкти HMI, такі як кнопки запуску/зупинки, індикатори ввімкнення/вимкнення, значення рецептів та мітки введення даних, є логічними конструкціями, необхідними для взаємодії HMI з контролером, а не обов'язково описані в будь -яких механічних або електричних проектних документах.
Що стосується контролерів, як правило, програмованих логічних контролерів (PLC), HMI повинна бути розроблена в рамках поєднання з кодом PLC. Якщо PLC має спеціальні тривоги пристрою або інші похідні значення, наприклад, час роботи двигуна, то HMI повинен обробляти ці тривоги.
Побудова розповіді
Розповіді - це спосіб відображення творчого процесу. Вони часто асоціюються з фільмами, але також можуть бути корисними для створення романів, архітектури та програмного забезпечення. Розробляючи рослини HMI, розповіді дозволяють дизайнерам попередньо планувати кількість екранів та ієрархій, щоб команда могла переглянути процес, перш ніж проводити важливу роботу з конфігурації HMI.
Дизайнери можуть створювати розповіді за допомогою текстових контурів, електронних таблиць, ескізів або комбінації методик.
Який би метод не застосовувався, він повинен бути гнучким і дозволяти команді з огляду зрозуміти та допомогти зробити хороші домовленості.
Розповідь повинна показувати, як взаємопов'язані система, підсистеми та інші деталі, що в умовах мирян означає те, що відображається на кожному екрані. Таке розташування в значній мірі залежить від складності автоматизації та об'єктів будівельних блоків, які повинні бути відображені.
Основна машина може бути налаштована лише з одним або двома екранами для зображення всіх умов експлуатації та надання деяких об'єктів для взаємодії оператора. Більш складні машини мають більше екранів, деякі з яких надають детальні входи оператора, історичні тенденції даних, журнали тривоги/подій, а також похідна продуктивність та діагностична інформація.
Після того, як складність фабричної автоматизації досягне певного рівня, може бути корисно запровадити концепцію організаційної ієрархії HMI, наприклад:
● Інформаційна панель рівня 1: надає "огляд" оперативної інформації;
● Рівень 2 Типовий контроль: спрощений оперативний екран, який забезпечує основні параметри моніторингу та управління;
● Рівень 3 Детальні елементи управління: Детальні оперативні екрани, які надають більше інформації, ніж рівень 2;
● Рівень 4 Конкретні елементи керування: спливаючі вікна з дуже детальною конфігурацією або діагностичною інформацією, яка використовується нечасто.
Будуючи розповідь, важливо пам’ятати, що члени команди повинні включати не лише програмістів, але й людей з інших інженерних дисциплін, а також операційних працівників, членів технічного обслуговування та адміністраторів. Кожен член повинен внести свій внесок відповідно до своєї ролі.
Визначення стилю HMI
Стиль HMI охоплює ряд факторів зовнішності, відчуття та функціональності. Поточна концепція "високої продуктивності" HMI вимагає мінімального кольору, простих об'єктів, і те, що користувач приймає, повинно бути відповідним для їх конкретного застосування. Що слід пам’ятати при створенні посібника з стилю HMI, включають навігацію та обгрунтованість, вибір кольору, визначення тексту даних, просту графіку та зручність використання.
1. Налаштування навігації. Здоровий глузд говорить про те, що найважливішими елементами елементів керування є зазвичай командування запуску та зупинки, а навігаційні кнопки, які завжди повинні бути простими у використанні. Загальна практика зарезервувати трохи місця на кожному екрані для цих елементів управління.
Вікно спливаючі вікна-це менші екрани, які з’являються перед повністю відображеним екраном і можуть бути використані для тимчасового перегляду та введення дуже конкретної інформації, а потім закриття їх. Іноді корисно дозволити спливаючому вікні зберігатись, наприклад, пропорційно-інтеграл-диференціальна (PID) панель регулювання. Однак, хоча спливаючі вікна корисні для нечасто використовуваних детальних завдань, вони можуть заважати звичайним операціям і займати місце на дисплеї, тому їх слід уникати якомога більше.
Паролі повинні використовуватися в міру необхідності для безпеки, але слід використовувати обережно, щоб уникнути блокування системи та перешкоджання персоналу операцій. Часто корисно здійснити коригування параметрів машини на одному екрані, захищеному паролем.
2. Використовуйте колір обережно. Кольори можна використовувати для фону, шрифтів, статичних елементів та анімованих предметів, але вони можуть бути дуже суперечливою темою HMI. Більшість стандартів рекомендують використовувати світло -сірі фони та об'єкти сірого масштабу та резервування кольору для незвичайних умов праці. Це забезпечує легку видимість і вказує на важливі події для користувача. Однак певні галузі або обладнання можуть вирішити використовувати колір. Енергетична промисловість зазвичай використовує червоний колір для енергії (небезпеки) та зеленого для несправності електроенергії (безпеки). Якщо предмет обладнання має три кольорові підсистеми, ці кольори повинні бути включені на панель заголовків для легкої ідентифікації.
Крім того, уникайте використання анімованого кольорового кодування, що залежить лише від об'єкта. Якщо можливо, найкраще надати допоміжні додаткові символи для позначення стану або стану.
3. Визначте текстові дані. Стилі також поширюються на те, що використовуються шрифти, і чи є текст капіталізується. Визначте лише кілька шрифтів для покриття необхідних варіантів. Забронюйте більші або сміливі шрифти для заголовків та важливий вміст та менші шрифти для деталей. З’ясуйте, які значення призначені лише для відображення, а які можуть бути введені операційними працівниками. Включіть інженерні одиниці та допустимі діапазони.
4. Спростіть графіку для підвищення ефективності експлуатації. Однією з головних переваг цифрового HMI є можливість представляти користувачам розпізнавані графічні зображення та піктограми, які не потрібно читати або зменшувати можливі непорозуміння через мовні бар'єри. Однак це не означає, що графіка повинна бути детальними інженерними малюнками, складними фотографіями чи будь -якими анімаціями.
Натомість сучасна найкраща практика - це забезпечити спрощену знакову графіку, де це можливо. Анімація може бути корисною в певних обмежених ситуаціях, але вона споживає ресурси для обробки і часто вважається відволіканням.
Незважаючи на те, що використання Bitmap -зображень відлякується, є багато вагомих причин, щоб включити їх у фабричну автоматизацію. Наприклад, дизайнери можуть позначити зображення обладнання та компонентів зі стрілками, щоб чітко вказати користувачеві, де виникає проблема.
5. Спочатку зручність використання. Подивіться на інші вдосконалені функції, які допоможуть оператору виконати свою роботу. Замість того, щоб просто відображати поточний рівень судна, покажіть рівень як тенденцію, щоб оператор міг бачити, як нещодавно система працює. Перейдіть на крок далі та відображайте значення індикаторів клавіш на екрані через міні-тренд.
Подібна концепція стосується тривоги. Для більшості систем важливо вказати в даний час активні тривоги. Детальний історичний журнал тривоги/події з марками дати/часу може допомогти в своєчасному усуненні несправностей, дозволяючи користувачеві побачити, як розвивається проблема.
Ситуаційна обізнаність - це мета
Концепція ситуаційної обізнаності була розроблена з військової доктрини та останнім часом з авіації, але вона також стосується проектування автоматизації промислової фабрики. Кінцева мета HMI для систем автоматизації - надання всієї відповідної інформації, щоб користувач міг зрозуміти, що відбувається, і знати, що потрібно зробити.
Незважаючи на те, що великі інженерні фірми або компанії з технологічних можливостей можуть мати значні ресурси для присвячення розвитку HMI, менший бізнес, системні інтегратори та виробники виробників можуть повністю скористатися останніми концепціями дизайну. Розглянемо теми дизайну та досвід, описані вище на початку процесу проектування, і залучайте ключовий персонал, щоб забезпечити створення чистого та простого у користуванні досвіду HMI.