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如何利用先进HMI技术改进工艺操作?
发布时间:2021-09-27 阅读量:144 来源:我爱方案网 作者:我爱方案网整理

现代HMI的设计原则有效和无效显示之间的区别,是数据如何提供可操作的信息。现代HMI的设计可围绕用户的需求,遵循如下以人为中心的设计原则,为用户带来更高的生产效率。


如何利用先进HMI技术改进工艺操作?


可视化:在值班期间与机器互动的过程中,运行人员在屏幕上能够注意哪些内容,或者不注意哪些内容?这些答案将影响如何克服自动化和过程难题,以及如何处理潜在、代价高昂的错误。例如,研究在屏幕上大部分区域使用较暗的颜色,而在异常工况下则使用较为鲜艳的颜色,可以吸引运行人员的注意(图1)。


如何利用先进HMI技术改进工艺操作?

图 1:在艾默生公司的DeltaV实时操作员界面中,运行人员可以轻松地识别报警,并使用颜色和模式识别快速确定状态。


模式识别:显示模式的使用提高了运行人员员评估工况的速度和准确性。在传统的界面中,运行人员员需要读取和比较数值。 现代的人机界面则使用人们更熟悉的模式(图2),所以显示本身就成为信息,只需要较少的解释。


如何利用先进HMI技术改进工艺操作?

图 2:改进后的循环表示形式,简化了运行人员确定系统状态所需的工作。


显示导航: 随着工作领域或控制范围的扩展,运行人员通常需要浏览数以百计的显示页面。由国际自动化学会(ISA)的运行人员绩效和标准中心推荐的最佳实践建议:根据设备区域,将显示内容按信息的层次结构设计。层次结构化的目的,是使操作员能够快速访问所需的显示页面,并采取适当的操作。


不幸的是,层次结构并没有被广泛采用,因为大多数的HMI,在设计之初,其底层并没有按照分层导航来设计,也不能提供有效的工具来创建分层显示。现代HMI可以简化分层显示的创建过程。


简化图形配置对控制系统HMI功能和显示复杂性的要求不断增加。但是,图形配置工具并没有跟上需要增加的速度——通常要求工程师使用编程语言来创建复杂的图形解决方案。随着现代人机界面的不断发展,这些人机界面旨在使工程师能够轻松创建基于以人为中心的设计环境。注意下面这些因素,将有助于使运行人员能够提高生产力并优化整体操作。可选的工业HMI硬件包括精密机械加工的铝和钢外壳,以及高清晰度宽屏或纵向屏幕等,扩展了传统HMI的范围。电容式多点触摸技术,改变了硬件和软件厂商对HMI的概念,更强调概念中 "人"的部分。


现在,可以通过滑动屏幕上的HMI软件,而不用通过按下诸多按钮访问各种屏幕,就可以快速获取所需的信息。随着HMI软件平台的出现,可以集成HTML5和JavaScript等网络开发标准,将移动设备看作HMI硬件。这意味着HMI可以是任何带有网页浏览器的显示屏。


基于Web的HMI对机器运行人员和技术人员来说,基于Web的HMI的好处是,不需要停止手头的工作,来回走到安装在机器特定区域的HMI显示器那里去检查参数或在调试过程中检索数据,故障排除、启动或切换。现在,这种情况正在发生变化,因为利用智能手机或平板电脑,基于Web的HMI可以 "紧随" 工厂人员左右。


同样的原则,也适用于可穿戴HMI的概念,这样甚至是智能手表和数据眼镜也能将增强现实应用到工厂车间。在HMI屏幕之外,已经创建了可以启用推送通知的通信应用程序。这些应用程序可以向所有移动和可穿戴设备发送与机器操作相关的消息。


尽管移动技术在HMI的应用中快速增长,但通信技术的进步并没有阻碍将HMI设备安装在机器上。使用物联网通信标准,面板型PC(带有内置显示屏幕的、基于PC的控制器)可以将连续的工厂和制造数据发送到基于云的服务中,以便在整个企业中查看和实施大数据分析。数据被安全地推送到分析仪表盘或提供给基于Web的页面,可以随时随地由授权用户查看。


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