Ihmisen koneen käyttöliittymä 101: mikä on ja kuinka valita oikea

Mitä ihmiskoneen käyttöliittymä todella tekee tehdaskerroksessa

Ihmisen ja koneen käyttöliittymä, joka yleensä lyhennetään HMI:ksi, on ohjauspaneeli, jonka avulla käyttäjät voivat valvoa teollisuuslaitteita ja olla vuorovaikutuksessa niiden kanssa ilman, että heidän tarvitsee päästä suoraan taustalla olevaan ohjelmointiin tai johdotukseen. Sen sijaan, että luottaisivat koneessa hajallaan oleviin fyysisiin painikkeisiin, valitsimiin ja merkkivaloihin, HMI-paneeli yhdistää tämän digitaaliseksi näytöksi, jossa käyttäjät voivat tarkastella reaaliaikaisia ​​tietoja, säätää asetuksia ja vastata hälytyksiin yhdestä käyttöliittymästä. Tämä laite sijaitsee käyttäjän ja PLC:n (ohjelmoitavan logiikan ohjaimen) välissä, joka todella käyttää koneen automaatiologiikkaa ja kääntää järjestelmän raakatiedot muotoon, jota on helppo lukea ja sen mukaan toimia. Automaattisia tuotantolinjoja, pakkauslaitteita tai prosessinohjausjärjestelmiä käyttäville valmistajille käyttöliittymän laatu määrittää usein sen, kuinka nopeasti käyttäjät havaitsevat ongelmat ja kuinka paljon koulutusta uusi henkilöstö tarvitsee, ennen kuin he voivat käyttää laitteita luotettavasti.

Yleiset käyttöliittymätyypit ja kuhunkin niistä sopii

Kaikkia ihmis-konerajapintoja ei ole rakennettu samaa sovellusta varten, ja oikean tyypin valinta riippuu tekijöistä, kuten ympäristöstä, ohjattavan laitteiston monimutkaisuudesta ja siitä, kuinka paljon dataa on näytettävä kerralla.

Tekstipohjainen peruskäyttöliittymä

Nämä yksinkertaisemmat yksiköt näyttävät rajoitetun tekstin tai numerotiedot pienellä näytöllä, usein yhdistettynä fyysisiin navigointipainikkeisiin. Niitä käytetään yleisesti erillisissä laitteissa, joissa ohjaustarpeet ovat selkeät ja joissa täysi graafinen käyttöliittymä lisäisi tarpeettomia kustannuksia ilman merkittävää hyötyä.

Graafinen HMI-kosketusnäyttö

HMI-kosketusnäyttö, jossa on täydet graafiset ominaisuudet, antaa käyttäjille mahdollisuuden olla vuorovaikutuksessa prosessin visuaalisten esitteiden kanssa, kuten animoitujen kaavioiden kanssa, jotka osoittavat säiliön tasot, kuljettimen tilan tai lämpötilatrendit. Tästä tyypistä on tullut vakiovalinta useimpiin nykyaikaisiin teollisuussovelluksiin, koska kosketusnavigointi on nopeampaa ja intuitiivisempaa kuin tekstivalikoiden selaaminen, erityisesti käyttäjille, jotka hallitsevat useita parametreja samanaikaisesti.

SCADA-integroidut HMI-järjestelmät

Useita koneita tai tuotantolinjoja hallinnoivissa suuremmissa tiloissa HMI-paneelit on usein integroitu laajempaan SCADA-järjestelmään (Supervisory Control and Data Acquisition), mikä mahdollistaa yksittäisten koneiden tietojen yhdistämisen ja tarkastelun koko tehtaan tasolla. Tätä asetusta käytetään tyypillisesti tiloissa, joissa keskitetyllä valvonnalla ja historiallisten tietojen kirjaamisella on yhtä paljon merkitystä kuin paikallisella koneohjauksella.

Tärkeimmät arvioitavat tekijät HMI-paneelia valittaessa

Oikean teollisuuskäyttöliittymän valintaan kuuluu muutakin kuin näytön koon valinta – useat tekniset tekijät vaikuttavat siihen, kuinka hyvin paneeli toimii sille tarkoitetussa ympäristössä ja kuinka helposti se integroituu olemassa oleviin laitteisiin.

• Näytön tarkkuus ja kirkkaus – korkeampi resoluutio parantaa yksityiskohtaisen grafiikan luettavuutta, kun taas korkeampi kirkkaus on tärkeää ulkotiloissa tai häikäisyssä
• Yhteensopivuus tiedonsiirtoprotokollasta – varmista, että käyttöliittymä tukee samaa PLC:n käyttämää protokollaa, kuten Modbus, Ethernet/IP tai Profinet
• Ympäristöluokitus – IP65 tai sitä korkeammat paneelit kestävät pölylle ja vedelle altistumista, millä on merkitystä pesualueilla tai ulkoasennuksissa
• Prosessointiteho ja muisti – vaikuttaa siihen, kuinka sujuvasti käyttöliittymä toimii monimutkaisen grafiikan, trendien kirjaamisen tai reseptien hallintaominaisuuksien avulla
• Ohjelmointiohjelmistoekosysteemi – jotkut alustat ovat helpompia kehittää ja ylläpitää kuin toiset, mikä vaikuttaa pitkän aikavälin tukikustannuksiin

Eri sovellusten näytön kokovaihtoehtojen vertailu

HMI-näytön koko tulee sovittaa sen mukaan, kuinka paljon tietoa on näytettävä kerralla ja kuinka paljon fyysistä paneelitilaa laitteessa on käytettävissä. Alla olevassa taulukossa esitetään yleiset kokoluokat ja niiden tyypilliset käyttöpaikat.

Käyttöliittymän suunnittelu Operaattorit todella käyttävät oikein

Jopa korkealaatuinen laitteisto voi johtaa käyttäjän virheisiin, jos näytön asettelu ja navigointi ovat huonosti suunniteltuja. Hyvä käyttöliittymän suunnittelu noudattaa muutamia johdonmukaisia ​​periaatteita, jotka vähentävät hämmennystä ja nopeuttavat vasteaikaa epänormaaleissa olosuhteissa.

• Pidä tärkeät hälytykset ja hätäohjaimet visuaalisesti erottuvina ja johdonmukaisesti sijoitettuina kaikille näytöille
• Käytä värikoodauksia johdonmukaisesti, kuten punaista vikaa varten ja vihreää normaaliin toimintaan, ilman että näyttö ylikuormitetaan liikaa väreillä
• Rajoita niiden valikkotasojen määrää, joilla käyttäjien on navigoitava päästäkseen yleisiin toimintoihin
• Näytä vain tiedot, jotka operaattorit tarvitsevat rooliinsa, sen sijaan, että tukkiisivat kaikki käytettävissä olevat datapisteet yhdelle näytölle
• Testaa käyttöliittymää todellisten käyttäjien kanssa ennen lopullista käyttöönottoa, koska käytettävyysongelmat tulevat usein esille vasta todellisen käytännön käytön aikana

Kysymyksiä ennen ostamista tai päivitystä

Olipa kyseessä ikääntyvän paneelin vaihtaminen tai laitteiden määrittäminen uudelle linjalle, oikeiden kysymysten esittäminen etukäteen auttaa välttämään yhteensopivuusongelmia ja tarpeettomia kustannuksia myöhemmin.

• Onko paneeli yhteensopiva nykyisen PLC-brändimme ja tiedonsiirtoprotokollamme kanssa?
• Mikä ympäristöluokitus paneelilla on ja vastaako se asennusolosuhteitamme?
• Onko ohjelmointiohjelmisto mukana, ja mikä on tulevien muutosten lisenssikustannukset?
• Mikä on kosketusnäyttötekniikan odotettu käyttöikä jatkuvassa teollisessa käytössä?
• Onko paikallista teknistä tukea saatavilla, jos paneeli tarvitsee vianmääritystä tai osien vaihtoa?

Luotettavaa toimintaa tukevan käyttöliittymän valitseminen

Oikean valinta ihmisen ja koneen käyttöliittymä Riippuu näytön ominaisuuksien, ympäristön kestävyyden ja tiedonsiirtoyhteensopivuuden sovittamisesta erityisiin laitteisiisi ja käyttöolosuhteisiin sen sijaan, että ottaisit oletusarvoisesti käyttöön kaikkein monipuolisimman vaihtoehdon. Ostajat, jotka vahvistavat protokollien yhteensopivuuden, valitsevat sopivan ympäristöluokituksen ja asettavat etusijalle selkeän käyttöliittymän suunnittelun, pyrkivät välttämään operaattorin hämmennystä ja integraatiopäänsärkyä, joka johtuu väärästä käyttöliittymän valinnasta. Koska tämä paneeli on ensisijainen vuorovaikutuspiste ihmisten ja automatisoitujen laitteiden välillä, näiden yksityiskohtien oikeilla tiedoilla on suora vaikutus sekä toiminnan tehokkuuteen että työpaikan turvallisuuteen.