우리가 그것을 깨닫든 아니든, 우리 대부분은 일상 소비자로서 인간-기계 인터페이스 (HMI)의 모양과 사용에 대한 우리 자신의 의견을 형성했습니다. 스마트 폰, 웹 사이트 및 자동차의 컨트롤을 정기적으로 사용하는 것은 실제로 디지털 HMI와 관련이 있기 때문입니다. 우리가 그들과 상호 작용할 때, 우리는 직관적으로 무엇이 명확하고, 수행하기 쉬운 것이 무엇인지, 그리고 번거롭거나 어려운 것을 이해합니다.
플랜트 장비 및 시스템의 경우 전문 산업 HMI는 수년 동안 주변에있었습니다. 더 많은 옵션을 제공하기 위해 하드웨어와 소프트웨어가 개선되었지만 때로는 너무 많은 선택이있어 실제로 필요한 것보다 더 복잡한 구성이 발생합니다. 반면에 포괄적 인 표준이 최근에 더 잘 발달되었습니다. 그러나 표준이 모든 산업, 시스템 유형 또는 선호도에 항상 적합하지는 않으며 HMI가 표시 해야하는 모든 항목에 대해 충분히 구체적이지 않을 수 있습니다.
HMI가 필요하고 유용하기를 원하는 산업 시스템 및 오리지널 장비 제조업체 (OEM) 개발자는 자신의 HMI 표준과 스타일을 만들기위한 시간이나 전담 직원이 없을 수 있습니다. 이 문제를 해결하기위한 최선의 선택은 일반적으로 HMI에 대한 최적의 상황 인식과 유용성을 제공하는 입증 된 방법 인 단순성과 명확성입니다. 이 기사는 효과적인 공장 자동화 HMI를 계획하고 구현하기위한 기본 팁과 모범 사례를 제공합니다.
사용 가능한 리소스 확인
처음부터 디자인을 시작하기 전에 사용 가능한 리소스를 확인하는 것이 중요합니다. ISA101 및 기타 조직이 제공하는 산업 문서 및 표준은 HMI 설계 지침을 제공하지만 많은 사람들이 프로세스 산업, 석유 화학 산업 및 원자력 산업에 중점을 둡니다.
사용 된 HMI 플랫폼에 따라 개발 환경은 표준 또는 선택적 객체 라이브러리와 새로운 프로젝트를 만들기위한 기타 AIDS를 제공 할 수 있으며 이러한 리소스는 살펴볼 가치가 있습니다. 이 라이브러리 개체를 회사 표준으로 채택하기 전에 일부 수정이 필요합니다.
새로운 애플리케이션을위한 효과적인 플랜트 HMI를 만드는 것은 종종 해당 표준이나 샘플로 시작하면 단순화 할 수있는 반복 프로세스입니다. 빌딩 블록 객체를 정의하는 것은 시작하기에 좋은 곳입니다.
디자인 요소 결정
각 최종 사용자는 밸브 및 펌프와 같은 일반적인 산업 요소와 일부 특수 구성 요소를 혼합하여 HMI에 표시해야합니다. 첫 번째 단계는 재사용 할 요소를 식별하고 각각의 표준 설계를 만드는 것입니다.
모든 HMI 디자인 요소가 실제 장치와 관련이있는 것은 아닙니다. 시작/중지 버튼, 켜기/끄기 표시기, 레시피 값 및 데이터 입력 레이블과 같은 HMI 객체는 HMI가 컨트롤러와 상호 작용하는 데 필요한 논리적 구조입니다. 기계적 또는 전기 설계 문서에 반드시 설명되지는 않습니다.
컨트롤러, 일반적으로 PLC (Programmable Logic Controllers)와 관련하여 HMI는 PLC 코드와 밀접한 관련하여 개발되어야합니다. PLC에 특수 장치 경보 또는 모터 실행 시간과 같은 다른 파생 값이있는 경우 HMI는 해당 알람을 처리해야합니다.
스토리 보드 구축
스토리 보드는 창의적인 프로세스를 매핑하는 방법입니다. 그들은 종종 영화와 관련이 있지만 소설, 건축 및 소프트웨어를 만드는 데 유용 할 수도 있습니다. 플랜트 HMI를 개발할 때 스토리 보드를 사용하면 설계자가 필요한 화면 수와 계층 구조를 사전 계획 할 수 있도록하여 팀이 중요한 HMI 구성 작업을 수행하기 전에 프로세스를 검토 할 수 있도록합니다.
디자이너는 텍스트 기반 윤곽선, 스프레드 시트, 스케치 또는 기술 조합을 사용하여 스토리 보드를 만들 수 있습니다.
어떤 방법을 사용하든, 유연하고 검토 팀이 좋은 준비를 할 수 있도록 허용해야합니다.
스토리 보드는 시스템, 서브 시스템 및 기타 세부 사항이 어떻게 관련되어 있는지 보여 주어야하며, 이는 Layman의 용어로 각 화면에 표시되는 것을 의미합니다. 이 배열은 자동화의 복잡성과 표시 해야하는 빌딩 블록 객체에 크게 의존합니다.
기본 머신은 모든 작동 조건을 묘사하고 연산자 상호 작용을위한 일부 객체를 제공하기 위해 하나 또는 두 개의 화면으로 만 구성 될 수 있습니다. 더 복잡한 기계에는 더 많은 화면이 있으며 일부는 상세한 운영자 입력, 과거 데이터 트렌드, 경보/이벤트 로그 및 파생 성능 및 진단 정보를 제공합니다.
공장 자동화의 복잡성이 특정 수준에 도달하면 HMI 조직 계층의 개념을 소개하는 것이 유용 할 수 있습니다.
● 레벨 1 대시 보드 : 운영 정보의 "개요"를 제공합니다.
● 레벨 2 일반적인 제어 : 기본 모니터링 및 제어 옵션을 제공하는 단순화 된 작동 화면;
● 레벨 3 세부 컨트롤 : 레벨 2보다 더 많은 정보를 제공하는 세부적인 운영 화면;
● 레벨 4 특정 컨트롤 : 매우 상세한 구성 또는 진단 정보가있는 팝업 Windows.
스토리 보드를 구축 할 때 팀원은 프로그래머뿐만 아니라 다른 엔지니어링 분야의 사람들뿐만 아니라 운영 직원, 유지 보수 회원 및 관리자를 포함해야한다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 각 구성원은 자신의 역할에 따라 기여해야합니다.
HMI의 스타일 정의
HMI의 스타일은 여러 모양, 느낌 및 기능 요소를 포함합니다. "고성능"HMI의 현재 개념에는 최소한의 색상, 간단한 개체 및 사용자가 채택한 내용이 특정 응용 프로그램에 적합해야합니다. HMI 스타일 가이드를 만들 때 명심해야 할 사항에는 탐색 및 유효성, 색상 선택, 데이터 텍스트 정의, 간단한 그래픽 및 유용성이 포함됩니다.
1. 탐색 설정. 상식은 가장 중요한 컨트롤이 일반적으로 시작 및 정지 명령 및 탐색 버튼이며 항상 사용하기 쉽습니다. 이러한 컨트롤을 위해 각 화면에 일부 공간을 예약하는 것이 일반적입니다.
팝업 창은 일반적으로 완전히 표시된 화면 앞에 나타나는 작은 화면이며, 매우 구체적인 정보를 일시적으로보고 입력 한 다음 닫는 데 사용할 수 있습니다. 때로는 비례 intregral differential (PID) 조정 패널과 같은 팝업이 지속되는 것이 도움이됩니다. 그러나 팝업 Windows는 드물게 사용되는 세부 작업에 유용하지만 일반 작업을 방해하고 디스플레이에서 공간을 차지할 수 있으므로 가능한 한 많이 피해야합니다.
보안에 필요한 경우 비밀번호를 사용해야하지만 시스템을 잠그고 운영 직원을 방해하지 않도록주의해서 사용해야합니다. 단일 암호로 보호 된 화면에서 기계 매개 변수 조정을 수행하는 것이 종종 유용합니다.
2.주의해서 색상을 사용하십시오. 색상은 배경, 글꼴, 정적 요소 및 애니메이션 객체에 사용될 수 있지만 논란의 여지가있는 HMI 테마가 될 수 있습니다. 대부분의 표준은 밝은 회색 배경과 회색 스케일 객체를 사용하고 비정상적인 작업 조건을 위해 색상을 예약하는 것이 좋습니다. 이것은 쉬운 가시성을 제공하며 사용자에게 중요한 이벤트를 나타냅니다. 그러나 특정 산업이나 장비는 색상을 사용하기로 결정할 수 있습니다. 전력 산업은 일반적으로 에너지 (위험)에 적색을 사용하고 정전 (안전)에는 녹색을 사용합니다. 장비 항목에 3 개의 색상으로 코딩 된 서브 시스템이있는 경우 이러한 색상이 제목 표시 줄에 포함되어있어 쉽게 식별해야합니다.
또한 객체에만 의존하는 애니메이션 색상 코딩을 사용하지 마십시오. 가능하면 보조 보충 기호를 제공하여 상태 또는 조건을 나타내는 것이 가장 좋습니다.
3. 텍스트 데이터를 정의합니다. 스타일은 또한 사용되는 글꼴과 텍스트가 대문자인지 여부로 확장됩니다. 필요한 옵션을 다루기 위해 몇 가지 글꼴 만 정의하십시오. 제목 및 중요한 콘텐츠 및 자세한 내용은 더 큰 글꼴을 예약하십시오. 디스플레이에 대한 값과 운영 직원이 입력 할 수있는 값을 파악하십시오. 엔지니어링 단위 및 허용 범위를 포함하십시오.
4. 그래픽을 단순화하여 운영 효율성을 향상시킵니다. Digital HMI의 주요 이점 중 하나는 언어 장벽으로 인한 오해를 읽거나 오해를 줄일 필요가없는 인식 가능한 그래픽 이미지 및 아이콘을 사용자에게 제시하는 기능입니다. 그러나 이것이 그래픽이 자세한 엔지니어링 도면, 복잡한 사진 또는 애니메이션이어야한다는 것을 의미하지는 않습니다.
대신, 현대 모범 사례는 가능한 한 단순화 된 상징적 인 그래픽을 제공하는 것입니다. 애니메이션은 특정 제한된 상황에서 유용 할 수 있지만 처리 자원을 소비하고 종종 산만으로 간주됩니다.
비트 맵 이미지의 사용은 권장되지 않지만 공장 자동화에 포함시켜야 할 많은 이유가 있습니다. 예를 들어, 디자이너는 화살표가있는 장비 및 구성 요소의 이미지를 레이블을 지정하여 문제가 발생하는 위치 사용자에게 명확하게 표시 할 수 있습니다.
5. 유용성을 먼저. 운영자가 자신의 작업을 수행하는 데 도움이되는 다른 고급 기능을 살펴보십시오. 선박의 현재 레벨을 표시하는 대신, 수준을 트렌드로 표시하여 운영자가 시스템이 최근에 얼마나 작동했는지 확인할 수 있도록 트렌드로 표시하십시오. 한 걸음 더 나아가 미니 트렌드를 통해 화면에 키 표시기 값을 표시하십시오.
비슷한 개념은 알람에 적용됩니다. 대부분의 시스템의 경우 현재 활성 경보를 나타내는 것이 중요합니다. 날짜/타임 스탬프가 장착 된 자세한 기록적인 경보/이벤트 로그는 사용자가 문제가 어떻게 발생하는지 확인하여 적시에 문제 해결에 도움이 될 수 있습니다.
상황 인식이 목표입니다
상황 인식의 개념은 군사 교리와 최근 항공에서 개발되었지만 산업 공장 자동화 설계에도 적용됩니다. 자동화 시스템을위한 HMI의 궁극적 인 목표는 모든 관련 정보를 제공하여 사용자가 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하고 수행해야 할 작업을 알 수 있도록하는 것입니다.
대규모 엔지니어링 회사 나 프로세스 시설 회사는 HMI 개발에 전념 할 수있는 상당한 자원을 보유하고 있지만 소규모 비즈니스, 시스템 통합 업체 및 OEM은 최신 설계 개념을 최대한 활용할 수 있습니다. 디자인 프로세스의 시작 부분에서 위에서 설명한 디자인 테마 및 경험을 고려하고 핵심 인력을 포함하여 깨끗하고 사용하기 쉬운 HMI 경험이 만들어 지도록하십시오.