Nesvarbu, ar mes tai suprantame, ar ne, dauguma iš mūsų, kaip kasdieniai vartotojai, suformavome keletą savo nuomonių apie žmogaus ir mašinos sąsajų (HMIS) išvaizdą ir naudojimą. Taip yra todėl, kad reguliarus išmaniųjų telefonų naudojimas, svetainės ir net mūsų automobilių valdikliai iš tikrųjų apima skaitmeninį HMI. Kai bendraujame su jais, mes intuityviai suprantame, kas aišku, ką lengva atlikti ir kas vargina ar sunku.
Augalų įrangai ir sistemoms specializuoti pramoniniai HMI gyvuoja daugelį metų. Aparatūra ir programinė įranga buvo patobulinta, kad būtų daugiau galimybių, tačiau kartais yra per daug pasirinkimų, todėl sudėtingesnės konfigūracijos, nei iš tikrųjų reikia. Kita vertus, pastaruoju metu buvo geriau sukurti išsamūs standartai. Tačiau standartai ne visada yra tinkami kiekvienai pramonei, sistemos tipui ar pirmenybei, ir jie gali būti nepakankamai konkretūs visiems elementams, kuriuos turi parodyti HMI.
Pramonės sistemos ir originalios įrangos gamintojo (OEM) kūrėjai, kuriems reikia HMI ir nori, kad jie būtų naudingi, gali neturėti laiko ar atsidavusių darbuotojų, kad sukurtų savo HMI standartus ir stilius. Geriausias šios problemos sprendimo pasirinkimas paprastai yra paprastumas ir aiškumas, tai patikrintas metodas, leidžiantis suteikti optimalų HMI supratimą apie situaciją ir patogumą. Šiame straipsnyje pateikiami pagrindiniai patarimai ir geriausia praktika planuojant ir įgyvendinant veiksmingą gamyklos automatizavimą HMI.
Tikrinti turimus išteklius
Prieš pradedant bet kokį dizainą nuo nulio, svarbu patikrinti turimus išteklius. Pramonės dokumentai ir standartai, kuriuos pateikė ISA101, ir kitos organizacijos pateikia HMI projektavimo gaires, tačiau daugelis daugiausia dėmesio skiria proceso pramonei, naftos chemijos pramonei ir branduolinei pramonei.
Priklausomai nuo naudojamos HMI platformos, plėtros aplinka gali suteikti standartines ar pasirenkamas objektų bibliotekas, taip pat kitas AIDS naujų projektų kūrimui, ir į šiuos išteklius verta atkreipti dėmesį. Atminkite, kad prieš šiuos bibliotekos objektus reikės atlikti kai kurias modifikacijas kaip įmonės standartą.
Efektyvaus augalo HMI sukūrimas naujai programai dažnai yra pasikartojantis procesas, kurį galima supaprastinti, jei pradėsite nuo taikomų standartų ar pavyzdžių. Statybinių blokų objektų apibrėžimas yra gera vieta pradėti.
Projektavimo elementų nustatymas
Tikėtina, kad kiekvienas galutinis vartotojas naudoja tipinių pramonės elementų, tokių kaip vožtuvai ir siurbliai, derinį, taip pat kai kuriuos specializuotus komponentus - visa tai turi būti rodoma HMI. Pirmasis žingsnis turėtų būti nustatyti elementus, kurie bus pakartotinai naudojami, ir sukurti kiekvieno standartinį dizainą.
Ne visi HMI dizaino elementai yra susieti su fiziniais įrenginiais. nebūtinai aprašyti jokiuose mechaniniuose ar elektros projektavimo dokumentuose.
Kalbant apie valdiklius, paprastai programuojamus loginius valdiklius (PLC), HMI turi būti sukurtas glaudžiai kartu su PLC kodu. Jei PLC turi specialius įrenginių aliarmus ar kitas išvestas vertes, tokias kaip variklio važiavimo laikas, tada HMI turi tvarkyti tuos aliarmus.
Statybos linijos kūrimas
Siužeto lentos yra būdas susieti kūrybinį procesą. Jie dažnai siejami su filmais, tačiau taip pat gali būti naudingi kuriant romanus, architektūrą ir programinę įrangą. Kurdami augalų HMIS, siužetinės lentos leidžia dizaineriams iš anksto planuoti reikiamų ekranų ir hierarchijų skaičių, kad komanda galėtų peržiūrėti procesą prieš atlikdama svarbų HMI konfigūracijos darbą.
Dizaineriai gali kurti siužetus, naudodamiesi teksto kontūrais, skaičiuoklėmis, eskizais ar metodų deriniu.
Nepriklausomai nuo to, kuris metodas naudojamas, jis turėtų būti lankstus ir leisti apžvalgos komandai suprasti ir padėti gerai susitarti.
Siužetinė linija turėtų parodyti, kaip yra tarpusavyje susijusi sistema, posistemiai ir kita informacija, o tai, kas reiškia, kas rodoma kiekviename ekrane. Šis išdėstymas labai priklauso nuo automatizavimo sudėtingumo ir elementų, kurie turi būti rodomi.
Pagrindinis aparatas gali būti sukonfigūruotas tik su vienu ar dviem ekranais, kad būtų pavaizduotos visos darbo sąlygos, ir pateikti keletą objektų operatoriui sąveikai. Sudėtingesnės mašinos turi daugiau ekranų, iš kurių kai kurie pateikia išsamius operatorių įvestis, istorinių duomenų tendencijas, aliarmo/įvykių žurnalus ir išvestinę našumą bei diagnostinę informaciją.
Kai gamyklos automatikos sudėtingumas pasieks tam tikrą lygį, gali būti naudinga, pavyzdžiui, pateikti HMI organizacinės hierarchijos koncepciją:
● 1 lygio prietaisų skydelis: pateikia operatyvinės informacijos „apžvalgą“;
● 2 lygio tipinis valdymas: supaprastintas eksploatavimo ekranas, kuriame pateikiamos pagrindinės stebėjimo ir valdymo parinktys;
● 3 lygio išsami valdikliai: išsamūs eksploatavimo ekranai, kurie suteikia daugiau informacijos nei 2 lygis;
● 4 lygio specifiniai valdikliai: iššokantys langai su labai detalia konfigūracija arba diagnostinė informacija, kuri naudojama nedažnai.
Kurdami siužetinę liniją, svarbu atsiminti, kad komandos nariai turėtų apimti ne tik programuotojus, bet ir žmones iš kitų inžinerinių disciplinų, taip pat operacijų darbuotojus, techninės priežiūros narius ir administratorius. Kiekvienas narys turėtų prisidėti pagal savo vaidmenį.
Apibrėždamas HMI stilių
HMI stilius apima daugybę išvaizdos, pojūčių ir funkcionalumo veiksnių. Dabartinei „didelio našumo“ HMI koncepcijai reikia minimalios spalvos, paprastų objektų ir tai, ką vartotojas priima, turi būti tinkama jų konkrečiam taikymui. Dalykai, kuriuos reikia atsiminti kuriant HMI stiliaus vadovą, yra navigacija ir galiojimas, spalvų pasirinkimas, duomenų teksto apibrėžimai, paprasta grafika ir patogumas.
1. Naršymo nustatymai. „Common Sense“ rodo, kad svarbiausi valdikliai paprastai yra komandos pradžios ir sustabdymo komandos ir navigacijos mygtukai, kuriuos visada turėtų būti lengva naudoti. Įprasta, kad šiems valdikliams kiekviename ekrane rezervuoti šiek tiek vietos.
Iššokantieji langai paprastai yra mažesni ekranai, kurie rodomi priešais visiškai rodomą ekraną ir gali būti naudojami laikinai peržiūrėti ir įvesti labai konkrečią informaciją ir uždaryti jas. Kartais naudinga išlikti iššokančioms iššokančioms vietoms, tokioms kaip proporcingo integralo diferencialo (PID) reguliavimo skydelis. Vis dėlto, nors iššokantys langai yra naudingi retai naudojamoms išsamioms užduotims, jie gali trukdyti normalioms operacijoms ir užimti vietą ekrane, todėl jų reikėtų vengti kiek įmanoma.
Slaptažodžiai turėtų būti naudojami prireikus saugumui, tačiau jie turėtų būti naudojami atsargiai, kad būtų išvengta sistemos užrakinimo ir kliūčių operacijų personalui. Dažnai naudinga atlikti mašinos parametrų pakeitimus viename slaptažodžio apsaugotoje ekrane.
2. Naudokite spalvą atsargiai. Spalvos gali būti naudojamos fonams, šriftams, statiniams elementams ir animaciniams objektams, tačiau tai gali būti labai prieštaringai vertinama HMI tema. Daugelyje standartų rekomenduojama naudoti šviesiai pilkos spalvos foną ir pilkos spalvos objektus bei rezervuoti spalvą neįprastoms darbo sąlygoms. Tai suteikia lengvą matomumą ir nurodo vartotojui svarbius įvykius. Tačiau tam tikros pramonės šakos ar įranga gali nuspręsti naudoti spalvą. Galios pramonė paprastai naudoja raudoną energijai (pavojui), o žalia - elektros energijos tiekimo nutraukimui (saugai). Jei įrangos elemente yra trys spalvomis koduoti posistemiai, šios spalvos turėtų būti įtrauktos į pavadinimo juostą, kad būtų lengva identifikuoti.
Be to, venkite animacinio spalvų kodavimo, kuris priklauso tik nuo objekto. Jei įmanoma, geriausia pateikti pagalbinius papildomus simbolius, nurodančius būseną ar būklę.
3. Apibrėžkite teksto duomenis. Stiliai taip pat apima tai, kokie šriftai naudojami ir ar tekstas yra kapitalizuotas. Apibrėžkite tik kelis šriftus, kad padengtumėte reikiamus parinktis. Norėdami gauti informacijos, rezervuokite didesnius ar paryškintus šriftus antraštėms ir svarbiam turiniui bei mažesniams šriftams. Išsiaiškinkite, kurios vertės yra skirtos tik rodymui ir kurias gali įvesti operacijų darbuotojai. Įtraukite inžinerinius įrenginius ir leistinus diapazonus.
4. Supaprastinkite grafiką, kad pagerintumėte veiklos efektyvumą. Vienas iš pagrindinių skaitmeninio HMI pranašumų yra galimybė pristatyti vartotojams atpažįstamus grafinius vaizdus ir piktogramas, kurių nereikia skaityti ar sumažinti galimą nesusipratimą dėl kalbos kliūčių. Tačiau tai nereiškia, kad grafika turėtų būti išsamūs inžineriniai brėžiniai, sudėtingos nuotraukos ar bet kokios animacijos.
Vietoj to, šiuolaikinė geriausia praktika yra pateikti supaprastintą ikoninę grafiką, kur įmanoma. Animacija gali būti naudinga tam tikrose ribotose situacijose, tačiau ji sunaudoja perdirbimo išteklius ir dažnai laikoma blaškymu.
Nors „Bitmap“ vaizdų naudojimas yra atgrasomas, yra daugybė rimtų priežasčių įtraukti juos į gamyklos automatizavimą. Pvz., Dizaineriai gali žymėti įrangos ir komponentų vaizdus su rodyklėmis, kad būtų aiškiai nurodyta vartotojui, kur kyla problema.
5. Pirmiausia patogumas. Pažvelkite į kitas pažangias funkcijas, kurios padės operatoriui atlikti savo darbą. Užuot tiesiog parodę dabartinį laivo lygį, parodykite lygį kaip tendenciją, kad operatorius galėtų pamatyti, kaip neseniai sistema veikia. Eikite žingsniu toliau ir ekrane rodykite pagrindines rodiklio rodiklio vertes naudodamiesi mini transliacijomis.
Panaši koncepcija taikoma aliarmams. Daugeliui sistemų svarbu nurodyti šiuo metu aktyvius aliarmus. Išsamus istorinis aliarmas/įvykių žurnalas su datos/laiko antspaudais gali padėti laiku pašalinti triktis, leisdamas vartotojui pamatyti, kaip kyla problema.
Situacijos supratimas yra tikslas
Situacijos sąmoningumo koncepcija buvo sukurta iš karinės doktrinos ir visai neseniai iš aviacijos, tačiau ji taip pat taikoma pramonės gamyklos automatikos dizainui. Pagrindinis HMI tikslas automatizavimo sistemoms yra pateikti visą svarbią informaciją, kad vartotojas galėtų suprasti, kas vyksta, ir žinoti, ką reikia padaryti.
Nors didelės inžinerijos firmos ar proceso įstaigos įmonės gali turėti didelių išteklių HMI plėtrai skirti, mažesni įmonės, sistemos integratoriai ir originalios įrangos gamintojai gali visapusiškai pasinaudoti naujausiomis projektavimo koncepcijomis. Apsvarstykite projektavimo temas ir patirtį, aprašytą aukščiau projektavimo proceso pradžioje, ir įtraukite pagrindinius darbuotojus, kad būtų sukurta švari ir lengvai naudojama HMI patirtis.