Ситуационная осведомлённость в HMI

Опубликовано 16.02.2018

HMI

HMI — это человеко-машинный интерфейс взаимодействия оператора с технологическим процессом, реализованный на АРМ или операторской панели.

Чем быстрее оператор локализует аварию, тем лучше операторский интерфейс.

В случае c HMI фраза «Красота спасёт мир» не работает.

Подходы к разработке HMI

Традиционный подход

Разработчики операторского интерфейса копируют технологические схемы трубопроводов и КИПиА (P&ID, Pipe and Instrument Diagram) из проектной документации на экраны, добавляют цветовую анимацию для изображения состояния исполнительных устройств, поля для вывода параметров процесса, кнопки для управления и окна с аварийными сообщениями. Используется яркая 3D-графика (как в мультиках), которая с успехом демонстрируется высокому начальству.

Подход Wonderware Situational Awareness

На экранах изображаются не трубы и клапаны, а модель эффективного взаимодействия оператора с процессом. Данные визаулизируются в удобном для принятия решений виде. Оператору достаточно бросить беглый взгляд на экран монитора, чтобы быстро оценить ситуацию. Используется скучная специфическая графика, ценность которой не бросается в глаза (и выглядит дёшево).

Методы Wonderware Situational Awareness

Цвет

Если экран в серых тонах — значит всё хорошо, появился другой цвет — это авария, которая требует реакции оператора.

Цвета используются только для привлечения к аварийным ситуациям, а не для визуализации нормального состояния оборудования (клапан открыт/закрыт, двигатель включен/выключен и т. п.).

Тройное кодирование аварий

Тройное кодирование позволяет точно идентифицировать тип аварии даже дальтоникам:

Цвет рамки и значка аварии
Форма значка аварии
Номер типа аварии

Тип аварии	Максимальное время ликвидации аварии	Цвет индикатора и рамки	Форма значка аварии	Номер типа аварии
Критическая авария	5 минут	Красный	Ромб	1
Большая авария	30 минут	Жёлтый	Квадрат	2
Средняя авария	1 час	Голубой	Неустойчивый треугольник	3
Маленькая авария	2 часа	Сиреневый	Устойчивый треугольник	4

Агрегирование аварийных сигналов

Тяжело воспринимать аварийные сообщения, которые все валятся в одно окно.

Удобно пользоваться кнопками навигации по 4-х уровневой структуре, снабжёнными индикаторами, которые суммируют аварии разного типа группы объектов.

Пояснение к рисунку:
На обзорной кнопке видно, что по всем реакторам имеется: одна критическая авария, четыре больших аварии, одна средняя и шесть маленьких аварий. Эти аварии распределяются по реакторам следующим образом:

Реакторы	Аварии
Реакторы	Критические	Большие	Средние	Маленькие
Реактор 31	1	2	1	3
Реактор 32	0	0	0	3
Реактор 33	0	2	0	0
Всего	1	4	1	6

Индикация параметров процесса с трендами

Обычно, чтобы посмотреть переходный процесс нужно открыть окно тренда соответствующего параметра.

На рисунке показаны три варианта индикации одного и того же параметра:

Пояснения к рисунку:

На левом индикаторе параметр процесса отображается в виде числа. Оператор видит только текущее значение параметра.
На центральном индикаторе к числу добавляется изображение параметра в виде точки на аналоговой шкале с граничными значениями. Оператор сразу видит отклонение параметра от нормы.
На правом индикаторе к числу и точке на шкале добавляется хвостик тренда. Оператор сразу видит в каком направлении развивается процесс:

Полярные звёзды

Изображение нескольких связанных между собой параметров в виде полярной звезды позволяет с одного взгляда выявить отклонение от нормы сразу всех этих параметров.