ไม่ว่าเราจะตระหนักถึงหรือไม่พวกเราส่วนใหญ่ในฐานะผู้บริโภคทุกวันได้สร้างความคิดเห็นของเราเองเกี่ยวกับรูปลักษณ์และการใช้อินเทอร์เฟซเครื่องจักรของมนุษย์ (HMIs) นั่นเป็นเพราะการใช้สมาร์ทโฟนเว็บไซต์และแม้แต่การควบคุมในรถยนต์ของเราเป็นประจำเกี่ยวข้องกับ HMIs ดิจิตอล เมื่อเราโต้ตอบกับพวกเขาเราเข้าใจสิ่งที่ชัดเจนสิ่งที่ง่ายสิ่งที่ง่ายต่อการแสดงและสิ่งที่ลำบากหรือยาก
สำหรับอุปกรณ์และระบบโรงงาน HMIs ทางอุตสาหกรรมพิเศษมีมานานหลายปีแล้ว ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้มีตัวเลือกมากขึ้น แต่บางครั้งมีตัวเลือกมากเกินไปส่งผลให้การกำหนดค่าที่ซับซ้อนกว่าที่จำเป็นจริง ๆ ในทางกลับกันมาตรฐานที่ครอบคลุมได้รับการพัฒนาที่ดีขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ อย่างไรก็ตามมาตรฐานไม่เหมาะสมสำหรับทุกอุตสาหกรรมประเภทระบบหรือความชอบและอาจไม่เฉพาะเจาะจงสำหรับรายการทั้งหมดที่ HMI ต้องแสดง
ระบบอุตสาหกรรมและผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ที่ต้องการ HMIs และต้องการให้พวกเขามีประโยชน์อาจไม่มีเวลาหรือพนักงานที่ทุ่มเทเพื่อสร้างมาตรฐานและสไตล์ HMI ของตนเอง ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการแก้ปัญหานี้มักจะเป็นความเรียบง่ายและความชัดเจนซึ่งเป็นวิธีการพิสูจน์แล้วสำหรับการให้ความตระหนักในสถานการณ์ที่ดีที่สุดและการใช้งานสำหรับ HMIs บทความนี้มีเคล็ดลับพื้นฐานและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการวางแผนและการใช้งานระบบอัตโนมัติโรงงานที่มีประสิทธิภาพ HMI
ตรวจสอบทรัพยากรที่มีอยู่
สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบทรัพยากรที่มีอยู่ก่อนที่จะเริ่มการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้น เอกสารและมาตรฐานอุตสาหกรรมที่จัดทำโดย ISA101 และองค์กรอื่น ๆ ให้แนวทางการออกแบบ HMI แต่หลายคนมุ่งเน้นไปที่อุตสาหกรรมกระบวนการอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
ขึ้นอยู่กับแพลตฟอร์ม HMI ที่ใช้สภาพแวดล้อมการพัฒนาอาจให้บริการห้องสมุดวัตถุมาตรฐานหรืออุปกรณ์เสริมรวมถึงเครื่องช่วยอื่น ๆ สำหรับการสร้างโครงการใหม่และทรัพยากรเหล่านี้คุ้มค่าที่จะดู โปรดทราบว่าจะต้องมีการแก้ไขบางอย่างก่อนที่วัตถุห้องสมุดเหล่านี้จะสามารถนำมาใช้เป็นมาตรฐาน บริษัท ได้
การสร้าง HMI พืชที่มีประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชันใหม่มักจะเป็นกระบวนการวนซ้ำที่สามารถทำให้ง่ายขึ้นหากคุณเริ่มต้นด้วยมาตรฐานหรือตัวอย่างที่เกี่ยวข้อง การกำหนดวัตถุบัลล์บล็อกเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี
การกำหนดองค์ประกอบการออกแบบ
ผู้ใช้แต่ละคนมีแนวโน้มที่จะใช้องค์ประกอบของอุตสาหกรรมทั่วไปเช่นวาล์วและปั๊มรวมถึงส่วนประกอบพิเศษบางอย่างซึ่งทั้งหมดจะต้องแสดงบน HMI ขั้นตอนแรกควรระบุองค์ประกอบที่จะนำกลับมาใช้ใหม่และสร้างการออกแบบมาตรฐานสำหรับแต่ละรายการ
องค์ประกอบการออกแบบ HMI ทั้งหมดไม่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ทางกายภาพวัตถุ HMI เช่นปุ่มเริ่มต้น/หยุดตัวบ่งชี้การเปิด/ปิดค่าสูตรสูตรและฉลากรายการข้อมูลเป็นโครงสร้างเชิงตรรกะที่จำเป็นสำหรับ HMI ในการโต้ตอบกับคอนโทรลเลอร์ แต่ ไม่จำเป็นต้องอธิบายไว้ในเอกสารการออกแบบเชิงกลหรือไฟฟ้าใด ๆ
เมื่อพูดถึงคอนโทรลเลอร์โดยปกติแล้วตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLCs) HMI จะต้องได้รับการพัฒนาร่วมกับรหัส PLC อย่างใกล้ชิด หาก PLC มีสัญญาณเตือนอุปกรณ์พิเศษหรือค่าที่ได้รับอื่น ๆ เช่นเวลาทำงานมอเตอร์แล้ว HMI จะต้องจัดการกับการเตือนเหล่านั้น
สร้างกระดานเรื่องราว
กระดานเรื่องราวเป็นวิธีการแมปกระบวนการสร้างสรรค์ พวกเขามักจะเกี่ยวข้องกับภาพยนตร์ แต่ยังมีประโยชน์ในการสร้างนวนิยายสถาปัตยกรรมและซอฟต์แวร์ เมื่อพัฒนา HMIs พืชสตอรี่บอร์ดช่วยให้นักออกแบบสามารถวางแผนจำนวนหน้าจอและลำดับชั้นล่วงหน้าเพื่อให้ทีมสามารถตรวจสอบกระบวนการก่อนที่จะดำเนินการกำหนดค่า HMI ที่สำคัญ
นักออกแบบสามารถสร้างกระดานเรื่องราวโดยใช้โครงร่างข้อความสเปรดชีตภาพร่างหรือการรวมกันของเทคนิค
ไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็ตามควรมีความยืดหยุ่นและอนุญาตให้ทีมตรวจสอบเข้าใจและช่วยในการเตรียมการที่ดี
กระดานเรื่องราวควรแสดงให้เห็นว่าระบบระบบย่อยและรายละเอียดอื่น ๆ มีความสัมพันธ์กันอย่างไรซึ่งในแง่ของคนธรรมดาหมายถึงสิ่งที่แสดงในแต่ละหน้าจอ การจัดเรียงนี้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของระบบอัตโนมัติและวัตถุบัลล์บล็อกที่ต้องแสดง
เครื่องพื้นฐานอาจได้รับการกำหนดค่าด้วยหน้าจอเพียงหนึ่งหรือสองหน้าจอเพื่อแสดงถึงสภาพการทำงานทั้งหมดและจัดหาวัตถุบางอย่างสำหรับการโต้ตอบของผู้ปฏิบัติงาน เครื่องจักรที่ซับซ้อนมากขึ้นมีหน้าจอมากขึ้นซึ่งบางส่วนให้ข้อมูลอินพุตของผู้ปฏิบัติงานโดยละเอียดแนวโน้มข้อมูลในอดีตบันทึกการเตือนภัย/เหตุการณ์และประสิทธิภาพที่ได้รับและข้อมูลการวินิจฉัย
เมื่อความซับซ้อนของระบบอัตโนมัติจากโรงงานถึงระดับหนึ่งมันอาจเป็นประโยชน์ในการแนะนำแนวคิดของลำดับชั้นขององค์กร HMI เช่น:
●แผงควบคุมระดับ 1: ให้ข้อมูล "ภาพรวม" ของข้อมูลการดำเนินงาน
●การควบคุมทั่วไประดับ 2: หน้าจอปฏิบัติการที่ง่ายขึ้นซึ่งให้ตัวเลือกการตรวจสอบและควบคุมขั้นพื้นฐาน
●การควบคุมอย่างละเอียดระดับ 3: หน้าจอปฏิบัติการโดยละเอียดที่ให้ข้อมูลมากกว่าระดับ 2;
●การควบคุมเฉพาะระดับ 4: หน้าต่างป๊อปอัพที่มีการกำหนดค่ารายละเอียดหรือข้อมูลการวินิจฉัยที่ใช้งานไม่บ่อยนัก
ในการสร้างกระดานเรื่องราวเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าสมาชิกในทีมไม่เพียง แต่รวมถึงโปรแกรมเมอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้คนจากสาขาวิชาวิศวกรรมอื่น ๆ รวมถึงเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการสมาชิกบำรุงรักษาและผู้ดูแลระบบ สมาชิกแต่ละคนควรมีส่วนร่วมตามบทบาทของเขาหรือเธอ
กำหนดรูปแบบของ HMI
รูปแบบของ HMI ครอบคลุมถึงปัจจัยหลายอย่างความรู้สึกและการทำงาน แนวคิดปัจจุบันของ "ประสิทธิภาพสูง" HMI ต้องการสีน้อยที่สุดวัตถุง่าย ๆ และสิ่งที่ผู้ใช้ใช้จะต้องเหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของพวกเขา สิ่งที่ควรคำนึงถึงเมื่อสร้างคู่มือสไตล์ HMI ได้แก่ การนำทางและความถูกต้องการเลือกสีคำจำกัดความข้อความข้อมูลกราฟิกที่เรียบง่ายและการใช้งาน
1. การตั้งค่าการนำทาง สามัญสำนึกแสดงให้เห็นว่าการควบคุมที่สำคัญที่สุดมักจะเป็นคำสั่งเริ่มต้นและหยุดและปุ่มนำทางซึ่งควรใช้งานง่าย เป็นเรื่องธรรมดาที่จะจองพื้นที่บางส่วนในแต่ละหน้าจอสำหรับการควบคุมเหล่านี้
หน้าต่างป๊อปอัพมักจะเป็นหน้าจอขนาดเล็กที่ปรากฏอยู่ด้านหน้าของหน้าจอที่แสดงเต็มรูปแบบและสามารถใช้เพื่อดูชั่วคราวและป้อนข้อมูลที่เฉพาะเจาะจงมากแล้วปิด บางครั้งการอนุญาตให้ป๊อปอัปยังคงมีอยู่เช่นแผงปรับสัดส่วนอินเตอร์ระดับกลาง (PID) อย่างไรก็ตามในขณะที่หน้าต่างป๊อปอัพมีประโยชน์สำหรับงานที่มีรายละเอียดที่ใช้งานไม่บ่อยนัก แต่พวกเขาสามารถรบกวนการดำเนินงานปกติและใช้พื้นที่บนจอแสดงผลดังนั้นควรหลีกเลี่ยงมากที่สุด
ควรใช้รหัสผ่านตามความจำเป็นเพื่อความปลอดภัย แต่ควรใช้ด้วยความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการล็อคระบบและขัดขวางเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ มันมักจะมีประโยชน์ในการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์เครื่องบนหน้าจอที่ป้องกันด้วยรหัสผ่านเดียว
2. ใช้สีด้วยความระมัดระวัง สีสามารถใช้สำหรับพื้นหลังแบบอักษรองค์ประกอบคงที่และวัตถุเคลื่อนไหว แต่มันอาจเป็นธีม HMI ที่ถกเถียงกันอย่างมาก มาตรฐานส่วนใหญ่แนะนำให้ใช้พื้นหลังสีเทาอ่อนและวัตถุสีเทาและการจองสีสำหรับสภาพการทำงานที่ผิดปกติ สิ่งนี้ให้การมองเห็นได้ง่ายและบ่งบอกถึงเหตุการณ์สำคัญให้กับผู้ใช้ อย่างไรก็ตามอุตสาหกรรมหรืออุปกรณ์บางอย่างอาจตัดสินใจใช้สี โดยทั่วไปแล้วอุตสาหกรรมพลังงานจะใช้สีแดงเพื่อการใช้พลังงาน (อันตราย) และสีเขียวเพื่อความล้มเหลวของพลังงาน (ความปลอดภัย) หากรายการอุปกรณ์มีระบบย่อยรหัสสีสามสีควรรวมสีเหล่านี้ไว้ในแถบชื่อเรื่องเพื่อการระบุได้ง่าย
นอกจากนี้โปรดหลีกเลี่ยงการใช้การเข้ารหัสสีอนิเมชั่นที่ขึ้นอยู่กับวัตถุเท่านั้น ถ้าเป็นไปได้จะเป็นการดีที่สุดที่จะให้สัญลักษณ์เสริมเสริมเพื่อระบุสถานะหรือเงื่อนไขของ
3. กำหนดข้อมูลข้อความ สไตล์ยังขยายไปถึงสิ่งที่ใช้ฟอนต์และข้อความนั้นเป็นตัวพิมพ์ใหญ่หรือไม่ กำหนดแบบอักษรเพียงไม่กี่ตัวเพื่อครอบคลุมตัวเลือกที่จำเป็น สำรองแบบอักษรขนาดใหญ่หรือหนาสำหรับส่วนหัวและเนื้อหาที่สำคัญและแบบอักษรขนาดเล็กสำหรับรายละเอียด คิดว่าค่าใดสำหรับการแสดงผลเท่านั้นและสามารถป้อนโดยเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ รวมหน่วยวิศวกรรมและช่วงที่อนุญาต
4. ทำให้กราฟิกง่ายขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน หนึ่งในประโยชน์หลักของ HMI ดิจิตอลคือความสามารถในการนำเสนอผู้ใช้ด้วยภาพกราฟิกและไอคอนที่เป็นที่รู้จักซึ่งไม่จำเป็นต้องอ่านหรือลดความเข้าใจผิดที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากอุปสรรคทางภาษา อย่างไรก็ตามนี่ไม่ได้หมายความว่ากราฟิกควรเป็นภาพวาดทางวิศวกรรมโดยละเอียดภาพถ่ายที่ซับซ้อนหรือภาพเคลื่อนไหวใด ๆ
แต่แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดที่ทันสมัยคือการให้กราฟิกที่เป็นสัญลักษณ์ง่ายขึ้นทุกที่ที่ทำได้ ภาพเคลื่อนไหวอาจเป็นประโยชน์ในสถานการณ์ที่ จำกัด บางอย่าง แต่มันใช้ทรัพยากรการประมวลผลและมักจะถือว่าเป็นสิ่งที่ทำให้ไขว้เขว
ในขณะที่การใช้บิตแมปอิมเมจนั้นหมดกำลังใจ แต่ก็มีเหตุผลที่ดีมากมายที่จะรวมไว้ในระบบอัตโนมัติของโรงงาน ตัวอย่างเช่นนักออกแบบสามารถติดฉลากภาพของอุปกรณ์และส่วนประกอบด้วยลูกศรเพื่อระบุให้ผู้ใช้ชัดเจนว่ามีปัญหาเกิดขึ้นอย่างชัดเจน
5. การใช้งานก่อน ดูคุณสมบัติขั้นสูงอื่น ๆ ที่จะช่วยให้ผู้ประกอบการทำงานของเขาหรือเธอ แทนที่จะแสดงระดับปัจจุบันของเรือให้แสดงระดับเป็นเทรนด์เพื่อให้ผู้ประกอบการสามารถดูว่าระบบทำงานได้อย่างไร ก้าวไปอีกขั้นและแสดงค่าตัวบ่งชี้คีย์บนหน้าจอผ่านทางมินิเท่ากับ
แนวคิดที่คล้ายกันใช้กับการเตือนภัย สำหรับระบบส่วนใหญ่สิ่งสำคัญคือต้องระบุสัญญาณเตือนที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน บันทึกการเตือนภัย/เหตุการณ์ในอดีตโดยละเอียดพร้อมการประทับตราวันที่/เวลาสามารถช่วยในการแก้ไขปัญหาในเวลาที่เหมาะสมโดยอนุญาตให้ผู้ใช้ดูว่าปัญหากำลังพัฒนาอย่างไร
การรับรู้สถานการณ์เป็นเป้าหมาย
แนวคิดของการรับรู้สถานการณ์ได้รับการพัฒนาจากหลักคำสอนทางทหารและอีกไม่นานจากการบิน แต่ก็ใช้กับการออกแบบระบบอัตโนมัติของโรงงานอุตสาหกรรม เป้าหมายสูงสุดของ HMI สำหรับระบบอัตโนมัติคือการให้ข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมดเพื่อให้ผู้ใช้สามารถเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นและรู้ว่าต้องทำอะไร
ในขณะที่ บริษัท วิศวกรรมขนาดใหญ่หรือ บริษัท สิ่งอำนวยความสะดวกกระบวนการอาจมีทรัพยากรที่สำคัญในการอุทิศให้กับการพัฒนา HMI ธุรกิจขนาดเล็กผู้รวมระบบและ OEM สามารถใช้ประโยชน์จากแนวคิดการออกแบบล่าสุดได้อย่างเต็มที่ พิจารณาธีมและประสบการณ์การออกแบบที่อธิบายไว้ข้างต้นในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการออกแบบและเกี่ยวข้องกับบุคลากรหลักเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสร้างประสบการณ์ HMI ที่สะอาดและใช้งานง่าย