Projektowanie wizualizacji SCADA/HMI – dobre praktyki

Projektowanie wizualizacji

Ciągły rozwój systemów sterowania nadzorczego (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition) sprawia, że stają się one coraz bardziej złożone. Pewnym problemem towarzyszącym temu rozwojowi jest to, że użytkownicy muszą poruszać się w coraz większym gąszczu informacji dostarczanych przez program. Zazwyczaj tylko część z tych informacji jest konkretnemu odbiorcy faktycznie potrzebna. Aby ułatwić użytkownikom pracę, warto zadbać o odpowiednią ergonomię wizualizacji sterowniczych (operatorskich), czyli graficznych interfejsów służących do komunikacji z systemem (inaczej interfejsów człowiek-maszyna/HMI – Human Machine Interface).

Współczesne systemy SCADA pozwalają użytkownikom na tworzenie własnych, spersonalizowanych HMI. W ich skład, w obrębie jednego ekranu, wchodzić może szereg elementów: grafik, teksu, wykresów, etc. Jakimi zasadami warto się kierować, aby stworzyć przejrzyste i intuicyjne HMI, ułatwiające poruszanie się w systemie SCADA?

Projektowanie wizualizacji – najczęściej popełniane błędy

Tworząc nową wizualizację należy wystrzegać się typowych, najczęściej powielanych błędów. Wśród nich należy wymienić:

Brak konsultacji z przyszłymi użytkownikami – projektując wizualizację warto zapoznać się z oczekiwaniami ich przyszłych użytkowników. Na etapie konsultacji można ustalić jakie czynności przyszli użytkownicy będą wykonywć najczęściej, które pochłaniają najwięcej czasu, czy wykonują oni zadania powtarzane okresowo (np. listy kontrolne, przeglądy).

Męczące kolory – w wizualizacjach powinno unikać się jaskrawych kolorów, które szybko wywołują zmęczenie u użytkowników. Wyjątkiem od tej reguły jest sygnalizowanie alarmów. Stosowanie stonowanych kolorów nie powinno jednak doprowadzić do sytuacji, gdy niski kontrast utrudnia odczytanie jakiejś informacji. Ważną zasadą jest także ograniczenie liczby stosowanych kolorów do kilku, dobranych w ramach jednej palety.

Unikanie nadmiaru animacji – z racji tego, że animacje silnie obciążają uwagę obserwatora, warto ograniczyć ich ilość do niezbędnego minimum. Animacje warto stosować przede wszystkim w celu zaprezentowania zmian zachodzących we wskazaniach pomiarów. W pozostałych przypadkach będą one tylko rozpraszały uwagę operatora i powodowały dyskomfort podczas długotrwałej pracy z aplikacją.

Niedostatecznie widoczne i opisane alarmy – w sytuacji zagrożenia operator powinien jak najszybciej przystąpić do działania. Jego uwagę można przykuć między innymi poprzez:

  • wyskakujące na ekranie okienko (popup) w jaskrawych barwach;
  • dodatkowe sygnały akustyczne i świetlne (np. kolumny sygnalizacyjne);
  • wysłanie sms/e-mail, jeśli pracownik często przemieszcza się po terenie zakładu.

Kolejnym krokiem jest nadanie alarmom precyzyjnych nazw i opisów. Najlepiej gdy taki opis zawiera wskazanie urządzenia, jego lokalizacji i kodu błędu ze sterownika PLC.

Zbyt szerokie uprawnienia dla użytkowników – jeżeli wizualizacja posiada funkcje pozwalające na daleko idącą ingerencję w dany proces (np. zmiana receptur/nastawy), warto zastanowić się, czy powinna być ona dostępna dla wszystkich użytkowników. Systemy SCADA pozwalają zawęzić dowolne uprawnienia do konkretnej grupy stanowisk (np. kierowników, mistrzów zmiany). Dla innych pracowników będą one wtedy nieaktywne.

Przejrzyste wizualizacje HMI – wskazówki

Bez względu na to, jak silnie zautomatyzowany jest proces technologiczny lub produkcyjny, operator nadal musi posiadać możliwość jego monitorowania, kontroli, a czasami także interwencji. Przejrzysty interfejs HMI może pomóc operatorom w szybkiej ocenie sytuacji i skłonić do działania. Pierwszym etapem projektowania wizualizacji powinno być ustalenie jakie informacje są dla operatora najważniejsze. Należy pamiętać, że ta hierarchia ważności może zmieniać się w zależności od operatora i niezbędnym może być dostosowanie każdego ekranu HMI do indywidualnych potrzeb. Jakich sposobów użyć, by stworzyć intuicyjne i przejrzyste wizualizacje?

Wielkość elementu

Jednym z najprostszych sposobów zarządzania uwagą operatora jest różnicowanie elementów wizualizacji pod względem wielkości. Im większy będzie dany element na ekranie, tym większą uwagę będzie przykuwał. Zasada ta działa szczególnie skutecznie wówczas, gdy tylko jedne element wizualizacji wyróżnia się rozmiarem, a pozostałe są porównywalnej wielkości.

Kolorystyka

Warto zadbać o to, aby wszystkie wizualizacje tworzone w ramach zakładu były spójne pod względem zasad rozmieszczenia elementów i kolorystyki. Takie podejście sprawi, że przekaz będzie zrozumiały i jednoznaczny dla wszystkich użytkowników, a obsługa i nawigacja będą bardziej intuicyjne.

W projektach HMI użycie kolorów jest szczególnie przydatne przy tworzeniu alertów. Im bardziej kolor kontrastuje z otoczeniem, tym silniej będzie przyciągał uwagę użytkownika. Dobrą też praktyką jest stosowanie w wizualizacjach stonowanych kolorów (szary, niebieski) i jaskrawych dla alarmów (czerwony, pomarańczowy).

Pozycja na ekranie

Większość osób ma tendencję do skupiania szczególnej uwagi na lewym górnym rogu ekranu. Dzieje się tak, ponieważ w kulturze zachodniej zazwyczaj czytamy od góry do dołu i od lewej do prawej strony. Ten fakt można wykorzystać umieszczając szczególnie istotne elementy właśnie w lewej górnej części monitora. Często spotykaną praktyką przy projektowaniu ekranu HMI jest dzielenie go na cztery ćwiartki. Wówczas najważniejsze informacje trafiają do jego lewej górnej ćwiartki, a te najmniej istotne do prawej dolnej.

Izolacja

Izolacja powstaje, gdy wokół danego obiektu w wizualizacji znajduje się pusta przestrzeń. Tworzy to akcent, przy pomocy którego można łatwo przyciągnąć wzrok obserwatora. Im więcej pustej przestrzeni znajduje się wokół danego obiektu, tym silniejszy efekt izolacji będzie występował. Aby efektywnie wykorzystać izolację w projektowaniu HMI należy zadbać o to, aby ekran nie był zbytnio przeładowany informacjami. Im więcej elementów jest wyświetlanych na ekranie, tym trudniej jest zwrócić uwagę operatora na jego konkretną część.

Łączenie technik

Każdą z wymienionych wyżej technik można stosować samodzielnie, albo połączyć je w obrębie jednego ekranu. Łączenie technik jest przydatne zwłaszcza przy tworzeniu bardziej złożonych wizualizacji. W trakcie projektowania HMI warto jest poeksperymentować z różnymi kombinacjami, tak aby uzyskać możliwie najlepszy końcowy efekt.

Autor artykułu
Poleć innym
Share on linkedin
LinkedIn
Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *