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高性能HMI :为提高操作员效率而设计(二)

来源:控制工程网2016.03.17阅读 1071

  高性能人机界面HP-HMI)策略可以提高操作员的有效性以及对状况变化的警觉性。在采用HP-HMI时,我们还需要考虑:是否存在更优良的互动模型?如何更有效利用其内置的趋势分析工具?什么样的页面导览设计更合理?怎样操作能更快地处理真正的报警?以及如何衡量安装启用一套HP-HMI成功与否?
  更好的互动模型
  改变区域和面板成为常用的互动机制已经很多年了。“我们为什么使用面板?问问你的DCS供货商。如果你还记得老式的配电盘,你会知道原因。它看起来一模一样。已经有使用这些面板的范例,因为产业演变。” England谈道。“我在推动直接数据输入范例。有些DCS供应商可以使其很简单,有些则不能。如果它很简单,为什么他们不去做呢?最终却回到一个更加复杂的设计:点击你想要更改的内容。”
  也有些人更喜欢面板范例,因为这呈现了可以用于大多数DCS平台的通用原则。不过, “我要抱怨的是当我走进一间控制室CONTROL ENGINEERING China版权所有,我点击某个东西CONTROL ENGINEERING China版权所有,面板突然出现在屏幕正中间,盖住了他们正在做的东西。所以操作员要做的第一件事情是将其移开。也有可能面板出现在你希望的位置上,那么我们就想到开辟出一个与面板大小一样的预留区域控制工程网版权所有,让面板显示在那里。” PAS公司的HP-HMI首席顾问Bill Hollifield说道。
  直接输入可能会很棒,可是目前还需要操作员对某些元素逐一进行编码。那些工作可能会随着DCS升级而失效。所以使用面板,你要确保供货商升级版本的时候它们可以继续使用。如果你想要在你的画面上直接输入目标,你需要对每个东西都要进行硬编码。
  HMI的页面导览
  “即便可以使用技术在其他窗口中打开,我也不赞同在1级的总览画面上点击某个东西来进行导览。”马拉松石油有限公司的企业控制技术员Jeff England认为,“最好的做法是将好的导览工具放在一起,这样就可以直观的将你的报警导览内嵌在你的正常导览中。”那么它就会变得像跟随闪光指示操作一样简单了。
  如果你负责一套价值数百万美元的工艺设备,跟随闪光指示操作是一个非常好用的工具。有各种不同的方法可以加入导览功能www.cechina.cn,包括带标签的显示、按钮、下拉菜单等等。
  一般来说,“一旦你给操作员提供跟随闪光指示操作的功能,如果你想要取消这个功能,他们会想要折断你的手指。” Wood Group Mustang公司的HMI项目负责人Bridget Fitzpatrick打趣的说道。
  每一个分布式控制系统(DCS)都会有不同的内置的导览范例。有一种说法,叫做“跟愿意共舞的人跳舞。”一般来说,你会愿意跟随你的DCS系统内置的产品特点,因为它们工作良好。


每个HMI 级别都要完成特定需求的功能。图片来源:Maverick 科技公司

  内置趋势工具的使用
  最好的操作员们都非常依赖趋势图,他们希望趋势图能一直显示在画面中。Hollifield支持使用内置式趋势工具。如果操作员调用一个图表,他应该看到的是一个趋势图格式,因此趋势图应该已经就内置在那里了。有大量失败案例是关于按照指令提供趋势图的范例,即你相信你可以选择画面上的任何东西并点击一个按键就可以获得趋势图。现实是,你要想看到一个有用的时间和范围的趋势图,可能需要从按照指令提供趋势图的画面里点击15到20下,而一旦你更换画面,趋势图就不见了。
  需要注意的一件事情是趋势总览画面和挑选要显示在该画面上内容的联系,它们被称为关键主导指标。记住,不是关键业绩指标(KPI),而是关键主导指标。根据定义,你要显示的是主导局面的内容。例如,你想要操作员在出现报警状况之前注意到有什么出现异常,而趋势图则是最有力的工具之一。“你怎样选择想要进行趋势显示的内容,以及你如何选择显示范围是我认为真正值得更多关注的事情。”England认为。
  举个关于水塔液位的例子。通常操作员会将液位看作是水塔最重要的事情。可是,我们并不是要看液位趋势。我们要看溢流的趋势,它会比任何与液位有关的模式在显示物料平衡偏差方面都要快得多。趋势图是超级有力的工具,却通常没有充分利用,在行业中值得对关键主导指标概念进行更多的推广使用。
  助力工厂安全生产
  安全生产的实现需要通过让操作人员意识到好的状况看起来是怎么样,以及安全极限在哪里。Fitzpatrick认为,最根本的是,将正确的信息在正确的时间送给正确的人。
  “在一个我们做过的测试中,使用HP-HMI的操作员很明显地在定位异常状况方面表现更好,甚至比报警出现还要提前发现,并且比使用传统画面处理那些异常状况所花费的时间更少。”Hollifield说,“你处理异常状况越快,它就越不严重,你也会更快返回到正常的状态下。这些都对良好的生产至关重要。”
  England认为,特殊使用的4级类型的画面非常值得。有些人争论反对开发那些画面,声称花费很多努力在很少使用的事情上面。然而,“如果你不付出努力,我保证任何通过拒绝为工程设计花费时间所节省下来的钱,都会在任何事故发生的4个小时之内损失掉。”
  最重要的事情之一是仔细利用我们的时间和努力来开发这些特殊的反映状况的画面,例如停机评估以及第一次故障捕捉。它会帮助操作员评估发生了什么。是否每个设备都安全跳闸?要重新启动它,我们需要做什么?使用具有清楚的操作步骤的画面可以帮助回到正轨,因此他们不需要操作多达12个画面。
  应用效果的衡量
  安装了一套HP-HMI后,如何衡量其成功与否?从操作的角度来看,可能会发现打来的电话数量在下降。England认为,对运行主管和控制工程师来说,如果你们对HMI的投资正确,在异常状况的时候你就不会接到那些电话。你们已经成功呈现了所有的信息,因此操作员可以处理它。如果他们真的需要为事故打电话,他们应该可以在打电话时简短地描述问题是什么,这样可以帮助做出快速的决定。
  Hollifield举了一家大型发电公司的成功案例。安装启用HP-HMI之后CONTROL ENGINEERING China版权所有,他们开始省钱,因为每个工厂现在只有75到85个画面,而不是300到500个。他们现在已经完全做到了标准化,而且还从事故历史记录中获益。如果你问他们发生了什么,他们会有很多关于避免事故和混乱的奇闻异事。他们同时在控制台许可证、屏幕许可证和工程设计工作方面节省了很多成本。
  此外,进行事前事后评估也很重要。适当与操作员进行面谈,做一些调查问卷,并且在安装过几周以后再回来审查结果。当人们意识到好处的时候才会给予更多的支持。
  勇于尝试
  很多人对HP-HMI的应用还有些排斥,其中的一个理由就是,“要花费数月来再次培训我们的操作员使用1套不同的HMI。“我们通过一个测试将这种误解打破,操作员们只用了1个小时来体验新的HMI,他们就可以很好的使用了。当然还有很多惰性造成的阻力。”Hollifield谈道。
  很多人担心将他们已有的东西抛弃然后从零开始。“其实,你并不需要这样,” Hollifield建议,“现有的画面可能成为你的3级画面的基础,所以不需要抛弃它们。大部分人缺少的东西是提供状况意识所必需的用于1级和2级的画面。使用总览就像把你的脚泡在水里一样简单,有一些2级画面,一些异常状况画面,别把它想象成一个大怪兽。”
  不要让你面前的大山阻止你前进的脚步。选择一些易于控制的事物,开始采取不同的方式来参与,再看看什么适合你。并没有什么高招,也没有任何一个适用于每个人的最佳的概述方法。它完全取决于工艺和操作员重视什么。
  “如果你们对HMI的投资正确,在异常状况的时候你就不会接到那些电话。你们已经成功呈现了所有的信息,因此操作员可以处理它。如果他们真的需要为事故打电话,他们应该可以在打电话时简短地描述问题是什么,这样有助于快速做出决定。”(作者:Justin Robinson)

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