HMI با کارایی بالا پاسخ صنعت برای یک سیستم گرافیکی HMI استاندارد، آسان برای استفاده و کارآمدتر برای پیاده سازی و در برخی موارد جایگزینی
HMI با طراحی ضعیف است.همانطور که می دانیم، کنترل اپراتور فرآیندها با استفاده از یک نمایش گرافیکی از فرآیند انجام می شود که به عنوان HMI یا رابط ماشین انسانی شناخته می شود.
یک HMI با طراحی درست
یک HMI که به درستی طراحی شده از عملیات روان و پایدار فرآیند پشتیبانی می کند و همچنین اپراتور را از یک وضعیت غیر طبیعی مطلع می کند. با این حال، همیشه اینطور نیست.بسیاری از HMI ها به خوبی طراحی و اجرا نشده بودند که منجر به موقعیت هایی شد که می تواند ایمنی، کیفیت و سودآوری را به خطر بیندازد.
موارد زیر در بسیاری از HMI های فعلی وجود دارد:
– طیف گسترده ای از رنگ ها،
– گرافیک غیر ضروری،
حواس پرتی بصری
– عدم آگاهی کلی از موقعیت
-و…
همه اینها به نوبه خود می توانند عواقب منفی داشته باشند.
برخی از این عواقب می تواند شامل رویه های عملیاتی ضعیف باشد، مانند اجرای زنگ هشدار، که در آن اپراتور فقط به آلارم ها پاسخ می دهد و علت اصلی شرایط هشدار را درک نمی کند.در موارد دیگر، HMI با طراحی ضعیف منجر به ناراحتی‌های قابل اجتناب می‌شود و احتمال پاسخ کمتر از بهینه به یک موقعیت غیرعادی را افزایش می‌دهد.در بدترین موارد، HMI با طراحی ضعیف به عنوان یک عامل مؤثر در برخی از حوادث صنعتی شناسایی شده است.
الزامات طراحی HMI
بیایید در مورد اینکه چگونه به اینجا رسیدیم صحبت کنیم. HMI های اولیه، تصویر ساده ای از P&ID فرآیندی بودند که کنترل و نظارت می کردند. این بیشتر به دلیل محدودیت های قدرت محاسباتی و گرافیکی آن زمان بود.
با پیشرفت قدرت محاسباتی و پردازشگرهای گرافیکی، این طرز فکر که یک HMI بسیار پیچیده، پر از داده و از نظر بصری خیره کننده باید دنبال کند، افزایش یافت.
ما شعله‌های سوسوزن را می‌بینیم که نشان‌دهنده شعله‌های آتش است، واگن‌های ریلی در حال حرکت در جایگاه‌های بارگیری، برخی تا آنجا پیش رفته‌اند که عکس‌های دیجیتالی از کف فرآیند واقعی و داده‌های همپوشانی روی صفحه‌های HMI گرفته‌اند!
این طرز فکر را به هزاران ادغام‌کننده سیستم اضافه کنید، و در نهایت به صنعتی بدون نمایشگرهای استاندارد خواهیم رسید. حتی فرآیندهای یکسان نیز بسته به اینکه چه کسی آنها را اجرا کرده و خواسته‌های مشتری دارد، می‌توانند صفحه نمایش HMI بسیار متفاوتی داشته باشند.
استاندارد طراحی ISA-101 HMI
بیایید از این HMI ها دور شویم و در مورد HMI با کارایی بالا بیاموزیم.در سال 2003، انجمن بین المللی اتوماسیون یا ISA، گروهی از کاربران نهایی، اپراتورها و مهندسان را موظف به شروع کار بر روی یک استاندارد کرد.در سال 2015، دوازده سال بعد، آنها استاندارد طراحی ISA-101 HMI را منتشر کردند. مجموعه ای از دستورالعمل ها، اصول و فلسفه ها برای توسعه گرافیک در HMI فرآیند است. این استاندارد کاربردی تر، آسان برای درک، و اطلاعات محور است.
استفاده صحیح از رنگ
در اینجا قصد داریم مفاهیم اساسی HMI با عملکرد بالا را پوشش دهیم. یک مفهوم استفاده صحیح از رنگ است. با فاصله گرفتن از گرافیک های شدید و رنگارنگ، HMI با کارایی بالا در مقیاس خاکستری توسعه یافته است و رنگ در نظر گرفته شده است که جلب توجه کند.
روزهای قرمز و سبز برای نشان دادن دویدن یا ندویدن گذشته است. در یک صفحه نمایش خاکستری، استفاده از رنگ به معنای نشان دادن وضعیت غیرعادی به سرعت است. نشان داده شده است که استفاده جدید از رنگ به تنهایی منجر به بهبود 48 درصدی در تشخیص موقعیت های غیرعادی قبل از وقوع آلارم ها شده است.
یک صفحه نمایش خاکستری بدون رنگ به معنای یک کارخانه فعال معمولی بدون آلارم است. یک نگاه سریع توسط یک اپراتور می تواند این را تأیید کند و بهره وری می تواند افزایش یابد زیرا اپراتورها مجبور نیستند برای جستجوی موقعیت های غیرعادی وقت خود را صرف مطالعه صفحه نمایش کنند.
استفاده از اطلاعات بر روی داده ها
مفهوم دیگر استفاده از اطلاعات بر روی داده است. بسیاری از HMI ها ده ها یا چند نقطه داده روی صفحه نمایش خواهند داشت، اما اپراتور چیزی برای تعیین معنای آن داده ها ندارد.یک نشانگر فشار می تواند 900 psi را نشان دهد، اما آیا این چیز خوبی است یا بد؟ با استفاده از یک نشانگر محدوده نرمال با یک متغیر فرآیند، اپراتور می‌تواند تصمیم سریعی اتخاذ کند تا برای اصلاح وضعیتی که در حال دور شدن از حالت عادی است، اقدام کند.
روندهای HMI با عملکرد بالا
وقتی صحبت از روندها شد، اکنون شاهد روندهای جاسازی شده یا همیشه قابل مشاهده در متغیرهای مهم فرآیند هستیم. با ایجاد این روندها همیشه قابل مشاهده، اپراتور می‌تواند یک مرور سریع از داده‌های تاریخی را ببیند و هر گونه تنظیم فرآیند لازم را قبل از تمام شدن مشخصات محصول یا سرریز شدن مخزن ارزیابی کند، اشتباهات زمان‌بر و پرهزینه‌ای که اکنون می‌توان از آنها اجتناب کرد.
ساده نگه داشتن صفحه نمایش یک مفهوم بسیار مهم در HMI با کارایی بالا است.ساده و بی نظم نگه داشتن صفحه نمایش یک تصویر ساده از یک کشتی با دریچه و پمپ تمام چیزی است که لازم است. همراه با آن، یافتن دکمه‌های ناوبری آسان است که اپراتور را به مرحله بعدی در فرآیند کلی می‌برد.
رنگ های HMI با کارایی بالا
نیازی به نشان دادن اتصالات دیواری، فلنج ها یا اجسام لوله سه بعدی غیر ضروری نیست. در عوض، یک شیر ISA و پمپ، با استفاده از یک خط برای به تصویر کشیدن جریان فرآیند استاندارد هستند.هنگام نشان دادن وضعیت پمپ یا شیر، به جای قرمز و سبز برای کارکردن یا کار نکردن روی پمپ یا باز و بسته بودن روی شیر، HMI با کارایی بالا از وضعیت خاکستری تیره برای پمپی که متوقف و سفید است استفاده می کند. پمپی که در حال کار است برای پمپی که بازخوردی به SCADA ارسال نمی کند، به صورت خاکستری متوسط نشان داده می شود.
سلسله مراتب نمایش HMI با کارایی بالا
سلسله مراتب نمایشگر مناسب برای یک HMI با کارایی بالا بسیار مهم است. با ایجاد یک سیستم سلسله مراتبی از نمایشگرها، اپراتورها می توانند آگاهی موقعیتی کلی داشته باشند، و در صورت لزوم توانایی بررسی نقاط داده بسیار خاص را داشته باشند.
چهار سطح سلسله مراتب در HMI با عملکرد بالا وجود دارد.
1) آگاهی کلی از موقعیت
سطح 1 برای آگاهی کلی از موقعیت استفاده می شود. یک اپراتور می تواند کل فرآیند را در سطح بسیار بالایی از این صفحه مشاهده کند.
2) نمای دقیق تر
سطح 2 صفحه ای است که اپراتور می تواند برای مشاهده نمای کوچکتر و جزئی تر از سطح 1 به آن دسترسی داشته باشد. سطح 2 یک زیر سیستم یا فرآیند را با جزئیات بیشتر از سطح 1 فراخوانی می کند.
3) جزئیات تجهیزات
سطح 3 صفحه جزئیات تجهیزات مانند پمپ یا شیر است. این شامل داده های دقیق تری در مورد آن فرآیند خاص خواهد بود.
4) تشخیص
در نهایت، سطح 4 صفحه تشخیص است. این امر به اپراتور امکان دسترسی به اطلاعات بسیار دقیق در دستگاه پردازش را می دهد و برای اهداف عیب یابی قابل دسترسی است.
صفحه نمایش تشخیصی
HMI با کارایی بالا هنوز یک هدف متحرک است و همچنان تابع ترجیحات ذینفعان است. با این حال، نشان داده شده است که وقتی با مفاهیم HMI با کارایی بالا ارائه می شود، اپراتورها مشتاق و هیجان زده هستند تا آن را در سیستم خود پیاده سازی کنند.
در حالی که همه سیستم ها متفاوت هستند، استفاده از یک مدل استانداردتر به میزان قابل توجهی بهره وری، کیفیت و ایمنی را بهبود می بخشد. از اینکه این ویدیو را تماشا کردید متشکریم و حتماً به دنبال قسمت 2، اصول طراحی HMI با کارایی بالا باشید.
