关于选择高效HMI的16个技巧

您有HMI项目吗?都清楚,工业自动化建设是最为火热的发展趋势,也是制造企业得以顺利生存的“关键手段”。而在对于工业自动化建设中,人机界面是不可或缺的一部分,那问题来了,究竟该如何选择高效的HMI呢?以下是一些有用的提示和准则,可在您进行计划和实施时提供有益的帮助。

1、“故事板”是一个好的开始

HMI设计的一个很好的起点是基于文本的轮廓,记录每个屏幕的内容。考虑到操作员的观点和易用性,详细说明主屏幕,设备状态屏幕,设置点或配方屏幕,手动功能,消息显示和故障显示。然后可以将这些文本轮廓转换为每个屏幕的故事板。

故事板应突出显示动态图形,例如状态指示器。它还应在屏幕顶部包括重复的图形(例如标题),并在屏幕边缘包括导航按钮。屏幕按钮,指示器和数字显示应适当对齐和分组。例如,请勿将屏幕选择器按钮与开始/停止按钮混合使用。

2、明智地使用颜色

许多HMI指南建议限制使用颜色和使用低对比度的灰色背景。这样可以减少屏幕混乱。考虑浅灰色的屏幕背景,其中典型的指示器在关闭状态下为深灰色,在开启状态下为白色。这在眼睛上很容易,并且当灯泡打开时会变白,这很有意义。尝试使用明亮,饱和的颜色仅表示异常情况。

3、完整显示数据

数据显示是HMI设计的关键组成部分,不同的数据将需要不同的显示类型。屏幕上的数字可以准确显示速度,但是工程单位可能有问题,可接受范围未知。这可以通过以表格形式添加单位(例如,每秒英寸)以及最大值和最小值来解决。

4、添加图形

对于HMI设计而言,“一幅图片值得一千个单词”这个短语再合适不过了。操作员确实比在无聊的灰色按钮上阅读文本更快地掌握了图像的含义。如果存在语言障碍,图像将变得更加重要。C-more HMI允许重叠的对象,因此请考虑允许小的图形重叠按钮。还有一个位图按钮对象,使您可以将内置图形或自己的用户图形用于“打开”和“关闭”状态。请记住,过大的图形和动画效果会降低特定屏幕的性能,因此请适当使用它们或将其隔离在备用屏幕上,以确保在主屏幕上具有快速响应。

5、显示适当的图像

被控制机器的图像或其他真实世界的图像对于帮助操作员理解诸如致动器或传感器堵塞等问题的位置可能非常有用。考虑一下现代化的办公室复印机如何使用机器本身的清晰图像,位置指示器甚至是翻盖和舱口的动画图像(只需访问即可清除卡纸),在几秒钟内将一个完整的新手带到一个卡纸的位置。但是,不要为工厂的整个P&ID管道图(或其他过程)建模所诱惑,而是要时刻的提醒自己,这不仅仅只是一张漂亮的图片,上面撒满了数字,更是能直观地显示了相关信息。

6、动画效果

定义好要求后,开发图形时请小心,因为这不是表达内部毕加索的机会。一些更具艺术才华的HMI设计师喜欢使用HMI软件中提供的所有颜色和图形动画。显示泵和风扇旋转,阀门打开和关闭以及管道中的流体流动很酷,但可能过度,可能分散操作员的注意力。

例如,使用动画显示盒子在传送带上的位置是对传送带状态的快速有效指示。但是,如果屏幕的意图是显示高级故障指示,则显示泵电机的旋转可能会分散注意力。仅在使操作员更有效率的情况下进行动画处理。

7、始终保持重要控件(停止,开始,设定点,导航等)随时可用

在屏幕上保留这些项目的一部分;可能在这些控件的顶部或侧面有一个带,并确保该区域在所有显示位置都完全一致。C-more提供了“背景屏幕”功能,使设计人员可以在项目布局中的单个位置创建,编辑和维护该区域,然后根据需要在多个屏幕上显示该区域。

8、趋势图会很有用

线形趋势图可以显示过去和现在的数据,并且可以很好地指示将来的值,因为操作员可以迅速看到值趋于上限或下限。在这种情况下,由于以图形方式显示了数据,因此不需要显示实际数值。

9、 提供情境意识

确保清楚地显示相关数据,以便操作员一目了然(或尽快)掌握机器或过程的当前状态。一个好的显示器可以回答以下两个问题:“现在的数据/过程在哪里?”和“与最佳条件相比如何?”对于离散制造,显示有关机器“当前状态”的数据可能就足够了,但是对于更复杂的机器或过程,屏幕设计和布局应努力帮助操作员预测机器的未来状态。知道烤箱的当前温度是否足够,还是趋势图可以使操作员预见/预防即将发生的灾难?

有许多布局和设计因素可能会影响态势感知。数据过载和关注错误信息是最常见的两种。如果操作员的情境意识对于某个特定的HMI项目的成功至关重要,则可以使用大量其他信息。一个特别好的资源是:Mica Endsley,BettyBolté和Debra Jones撰写的“情境感知设计:一种以用户为中心的设计方法”。

10、将所有信息和控件保留在“主页”或主屏幕的2到3次单击内

考虑应用程序的工作流程。哪些任务最常执行,很少使用?尝试优化布局以使其尽可能

高效。在整个应用程序中,应使屏幕菜单和/或屏幕更改动作尽可能保持一致,并具有

清晰一致的“返回路径”,以使即使是经验最少的操作员也不会“迷路”。

11、 观看实际的机器操作员以了解他们与HMI的交互

使用故事板,与经验丰富的操作员“扮演” HMI的操作角色,并在最终调试之前部署HMI的原型,并观察操作员如何使用该界面。

寻找尴尬的处境。是否有其他自动化措施可以减轻操作员不必要的按钮按下压力,或者使它们更有效率?向操作员征求意见和建议,但请对其进行过滤,因为操作员可能看不到大图。同时,意识到您对机器的工程知识可能会使您对有效操作机器的实际需求的观点蒙上阴影。请记住,专业的赛车手可以在其赛车性能的边缘操作赛车,而无需了解引擎,底盘和车身设计的每个细节。

12、提供反馈意见并带头

向操作员提供视觉(和声音)线索,表明已按下按钮或已执行某些步骤。肯定的反馈可以建立对系统的信心和满意度。如有必要,使用颜色和/或动画引导操作员逐步完成复杂的过程。但是要使事情尽可能简单,避免不必要的复杂性–较长的操作员任务清单可能表明存在额外自动化或其他工作流程问题的“机会”。从操作员的角度来看,有两个很好的问题要问:“您希望在哪里找到它?”和“您希望发生什么?”

13、当心“弹出”警报或对话框

确保完全不使用“弹出窗口”。在操作员到达可以实际解决问题的屏幕之前,没有什么比一系列错误消息更糟的了,所有错误消息都必须单独确认。可以用来引起操作员注意的其他技术只是更改对象或屏幕区域的背景颜色,或使对象闪烁(尽管也应谨慎使用)。过度使用眨眼或闪烁效果可能会使操作员习惯这种效果,从而降低其作为警报的效果,甚至可能使操作员分散屏幕上其他地方的重要问题。

14、实时查看日期和时间戳报警记录

不仅要跟踪警报,还要跟踪警报的发生时间。许多看似无关的重复出现的问题实际上可能与班次变更,喝咖啡休息时间,甚至附近设备的启动/关闭或其他工厂定期运行相关。使用警报确认要求来查看操作员对某些条件做出反应的速度,并在需要时考虑改进HMI布局/设计以加快响应速度。

15、适当使用密码保护

仔细考虑哪些屏幕或对象应可供所有人员使用,哪些可能仅限于维护,工程或管理人员使用。考虑安全性和所涉及物品的复杂性。意识到过度限制的策略可能会损害生产力,甚至更糟:仅出于“正常运行时间”的考虑,导致与意外人员共享密码。

16、创建样式指南

创建一组通用样式,以确保特定工厂或工厂中所有HMI的一致性。一致使用相似的指标,图形,趋势对象等可以提高操作员的熟悉程度并提高理解力。C-more提供了对象库和屏幕库,您可以在其中存储(和共享)经过验证的元素或整个屏幕,以便在多个项目中轻松重复使用。

Bill Hollifield,Dana Oliver,Ian Nimmo和Eddie Habibi撰写的“高性能HMI手册”可能是另外一个有用的资源,特别是对于过程工业。该书揭示了许多不良而又常见的HMI实践,提供了更改的理由,并详细介绍了设计和实现HMI的最佳方法。它包含90多个彩色插图以及许多实际示例。

开发用于机器自动化和相关应用程序的HMI屏幕的方法有很多,但是成功的实现需要设计方面的规范。涵盖HMI最佳实践和设计的指南,标准和手册包括ISA,ASM,ISO,NUREG等出版的指南,标准和手册。所有这些标准都讨论了有效HMI的广泛设计,构建,操作和维护方法。许多人还讨论了正常和异常情况下设备或过程的安全性,质量,可靠性和有效控制。这些标准可用作创建公司内部HMI设计指南的基础,而该指南又可用于创建从一台机器或项目到下一个机器或项目的一致且有效的HMI屏幕。

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