如果你想知道什么是高效人机界面的话,我现在就带你研究

高效HMI是业界实现标准化,易于使用且生产率更高的HMI图形操作系统的统称,它在未来会全面替代设计欠佳的HMI。

众所周知,操作员对过程的控制是使用图形操作界面来(称为HMI或人机界面)完成的。

正确设计的HMI

正确设计的HMI能够让我们的运行画面平稳稳定的运行,并能准确通知操作员现场出现异常情况。但是,我在很多人机界面上看到的并非这样。所以,今天来给大家普及下高效人机界面应该怎么做。

许多HMI的设计和实施不当,导致出现可能危及安全性的情况。


当前许多HMI都喜欢使用各种颜色,各种不必要的图形和视觉干扰,并且缺乏整体意识,这些累积到最后,有可能就会导致一些意外发生,这是我们作为工控人应该去避免的事情。

这些意外包括操作界面不佳,例如现场发生了报警了,但是操作员仅能发现报警发生了,但是无法知道警报产生的根本原因。

在最坏的情况下,人们发现设计不当的HMI是导致某些工业事故的一个原因。


HMI设计要求

早期的HMI是对他们正在控制和监视的过程的PID的简单描述。这主要是由于计算机图形能力的限制。

随着计算机能力和图形处理器的发展,人们应该遵循一种高度整合,数据一目了然且外观醒目的HMI的标准。

我在现场亲眼见过有人用闪烁的火焰代表加热,在画面上显示装卸区中正在移动的有轨车辆,有的甚至可以拍摄现场的实物照片放在画面里,并在HMI屏幕上叠加数据!

现在全国各地我相信都存在这种:导航不一致,数据不直观,警报描述不当,直接显示操作设备的状态的各种人机界面。


ISA-101HMI设计标准

让我们远离这些HMI,了解高效HMI。

2003年,国际自动化协会(ISA)要求必须规范化人机界面,然后操作员和工程师才开始制定标准。

12年后的2015年,他们发布了ISA-101HMI设计标准。它是用于在过程HMI上开发图形的一组准则,原则和理念。该标准旨在创建更实用的功能,易于操作人员理解的操作界面

正确使用颜色

在这里,我们将介绍高效HMI的基本概念。第一点就是正确的使用颜色。高效的人机界面(HMI)摆脱了色彩丰富的图形,而是以灰度级开发的,其颜色旨在引起人们的注意。

红色和绿色表示正在运行或未运行的日子已经一去不复返了。在灰度主导的人机界面中,使用颜色能够非常快地显示出异常情况。

没有颜色的灰度屏幕表示没有警报的正常运行工艺流程。操作员快速浏览即可确认这一点,并且由于操作员不必花时间研究屏幕来查找异常情况,因此生产率可以提高。

通过数据使用信息

另一个概念是在模拟量显示值的表示上。许多HMI将在屏幕上显示数十个或更多个数据点,但是操作员无法确定该数据的含义。

压力指示器的读数为900psi,但这是好事还是坏事?通过使用带有过程变量的正常范围指示器,操作员可以迅速做出决定,采取措施纠正趋势偏离正常的情况。

高效HMI趋势图

说到趋势,我们现在看到的是重要的过程变量中嵌入的或始终可见的趋势。通过使这些趋势始终可见,操作员可以快速查看历史数据概览,并在产品质量超出规格或储罐溢出之前评估任何必要的过程调整,这样可以避免耗时且代价高昂的错误。

保持画面简单

高效HMI中的一个非常重要的概念是保持屏幕简洁整洁。只需对带有阀门和泵的容器进行简单描述即可。除此之外,还需要操作员能够很容易的找到导航按钮,这些按钮会将操作员带入整个流程的下一步。

高效HMI颜色

无需显示各种配件,法兰或不必要的3D管道对象。取而代之的是,ISA阀门和泵是标准的,使用一条线来描述过程流的。

高效HMI显示层次

正确的显示层次结构对于高效HMI至关重要。通过创建分层的显示系统,操作员可以全面了解情况,并在必要时能够向下获取更具体的数据。

高效HMI中应该有四个层次结构。

1)总体画面

级别1用于总体画面显示。操作员可以从此屏幕上以近似于上帝视角的角度查看整个工艺过程。

2)更详细的视图

级别2是一个屏幕,操作员可以访问该屏幕以查看比级别1更详细的视图。级别2将调用比级别1更详细的子系统或过程。

3)设备明细

级别3是设备详细信息屏幕,例如泵或阀门。它将包括有关该特定过程的更详细的数据。

4)诊断

最后,级别4是诊断画面。这将使操作员可以访问处理设备上的非常详细的信息,并且可以进行故障排除。

高效HMI仍然是一个待实现的目标,并且仍然受到利益相关者的偏好干扰。但是,已经证明,当出现高效MI的概念时,操作员会非常渴望并兴奋地将其实施到他们的系统中。

尽管所有系统都不同,但是使用更标准化的模型将极大地提高生产率,质量和安全性。

发布于 2025-07-06
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