5 Людино-машинний інтерфейс

Зміст

Розділ 5.  Людино-машинний інтерфейс    1
5.1. Основи побудови ефективних людино-машинних інтерфейсів    1
5.1.1. Модель контура контролю та керування    1
5.1.2. Ситуаційна обізнаність    3
5.1.3. Взаємодія з користувачем    9
5.2. Дисплеї    13
5.2.1. Типи та стилі дисплеїв    13
5.2.2. Дисплеї в SCADA zenon    17
5.2.3. Дисплеї в SCADA Citect    19
5.2.4. Дисплеї у WinCC Comfort    19
5.3. Редактори графічної підсистеми    20
5.4. Об'єкти людино-машинного інтерфейсу та анімація    22
5.4.1. Типи об'єктів людино-машинного інтерфейсу    22
5.4.2. Анімація у SCADA zenon    23
5.4.3. Анімація у WinCC Comfort    24
5.4.4. Анімація у Citect    25
5.4.5. Налаштування реакцій на подію    26
5.5. Анімовані компоненти (символи) та сторінки із замінними прив’язками анімацій    28
5.5.1. Основні ідеї    28
5.5.2. Підходи в Citect    30
5.5.3. Підходи в zenon    32
5.5.4. Підходи в WinCC Comfort    33
5.6. Можливості розширення палітри анімаційних компонентів    34
5.7. Ієрархія дисплеїв та навігація    36
5.7.1. Ієрархія дисплеїв    36
5.7.2. Навігація по дисплеях    41
5.7.3. Реалізація меню в Citect    44
5.7.4. Реалізація меню в zenon    45
5.8. Принципи розроблення високоефективного людино-машинного інтерфейсу    47
5.8.1. Стан проблеми високоефективних HMI    47
5.8.2. Основні недоліки реалізованих HMI    47
5.8.3. Елементи високоефективних людино-машинних інтерфейсів    55
Контрольні запитання    60
Список використаних джерел    62


Контрольні запитання

1.    Який на сьогоднішній день міжнародний стандарт є актуальним для розроблення та експлуатації людино-машинних інтерфейсів?
2.    Прокоментуйте функціонування контуру контролю та керування об’єктом керування  з використанням SCADA/HMI (див. рис. 5.1). Які процеси стосуються взаємодії з оператором?   
3.    Що необхідно забезпечити в SCADA/HMI для сприйняття правильності та швидкості прийняття рішень, а також швидкості їх реалізації?
4.    Що впливає на ефективність роботи оператора?
5.    Поясніть, що таке ситуаційна обізнаність. Що на неї впливає?
6.    Яка основна ідея побудови високоефективних HMI?
7.    Наведіть рекомендації щодо використання кольору відповідно до стандарту ISA-101.
8.    У чому обмежується використання кольору для диференціації станів? Які рекомендації є щодо усунення цих недоліків?
9.    Наведіть рекомендації щодо використання кольору для фону та динамічних елементів.
10.    Наведіть рекомендації щодо щільності елементів на дисплеях. За допомогою яких прийомів зменшують щільність?
11.    Наведіть рекомендації щодо використання анімації руху, блимання, миготіння та видимості.
12.    Наведіть рекомендації щодо використання звукових сповіщень.
13.    Які методи використовуються при організації взаємодії з користувачем відповідно до стандарту ISA-101?
14.    Наведіть загальні рекомендації щодо побудови взаємодії з користувачем.
15.    Розкажіть про використання підказок у методах уведення даних та команд, які означені стандартом ISA-101.
16.    Розкажіть про механізми запобігання великій кількості елементів, що передбачають введення.
17.    Розкажіть про вимоги до представлення формату введення числових та текстових даних.
18.    Розкажіть про методи введення для командних елементів, що проводять дії при натисканні.
19.    Розкажіть про методи використання візуальних кнопок.  
20.    Розкажіть про методи використання діалогів.  
21.    Розкажіть про методи уникнення помилок, які означені стандартом ISA-101.
22.    Розкажіть про методи позасистемних повідомлень, які означені стандартом ISA-101.
23.    Розкажіть про методи організації доступу користувачів, які означені стандартом ISA-101.
24.    Перерахуйте типи дисплеїв відповідно до їх призначення.
25.    Які стилі дисплеїв означені в стандарті ISA-101? Для яких цілей їх використовують?
26.    Які типи вікон використовують для відображення дисплейних сторінок?
27.    Які властивості вікон конфігурують у SCADA/HMI? Покажіть на прикладі однієї з програм SCADA/HMI.
28.    Розкажіть про використання шаблонних сторінок. Покажіть на прикладі однієї з програм SCADA/HMI.
29.    Які підходи використовують у редакторах графічної підсистеми SCADA/HMI? Покажіть їх на прикладі однієї з програм SCADA/HMI. 
30.    Перерахуйте типи об’єктів HMI, які доступні розробникові. Покажіть їх на прикладі однієї з програм SCADA/HMI.
31.    Розкажіть про реалізацію налаштування реакцій графічних об’єктів на подію. Покажіть їх на прикладі однієї з програм SCADA/HMI.
32.    Розкажіть, у чому актуальність використання анімованих компонентів (символів) при розробленні SCADA/HMI. Що загрожує розробникові при відсутності таких компонентів в інструментах SCADA/HMI? 
33.    Покажіть на прикладі однієї з програм SCADA/HMI механізм використання анімованого компонента.
34.    Розкажіть про призначення та механізми роботи анімованих сторінок із заміною прив’язки. Покажіть їх на прикладі однієї з програм SCADA/HMI.
35.    Які можливості розширення палітри анімаційних компонентів можуть бути доступними в інструментальних засобах SCADA/HMI? Покажіть їх на прикладі використання однієї з програм SCADA/HMI.
36.    Навіщо потрібно означувати ієрархію дисплеїв?
37.    Яке призначення дисплеїв 1-го рівня відповідно до стандарту ISA-101? З яких міркувань їх розроблюють?
38.    Яке призначення дисплеїв 2-го рівня відповідно до стандарту ISA-101? З яких міркувань їх розроблюють?
39.    Яке призначення дисплеїв 3-го рівня відповідно до стандарту ISA-101? З яких міркувань їх розроблюють?
40.    Яке призначення дисплеїв 4-го рівня відповідно до стандарту ISA-101? З яких міркувань їх розроблюють?
41.    Назвіть кілька методів навігації по дисплеях.
42.    Наведіть та охарактеризуйте типи навігації, що приводяться в стандарті ISA-101.
43.    Якими принципами керуються при розробленні навігації?
44.    Перерахуйте методи навігації.
45.    Покажіть на прикладах SCADA/HMI реалізацію головних меню.
46.    У чому особливість контекстних меню? Покажіть на прикладах SCADA/HMI реалізацію контекстних меню.
47.    Назвіть основні причини, по яких не варто використовувати схеми автоматизації та технологічні схеми в якості сторінок верхнього рівня.
48.    Чому відображення цифрових індикаторів недостатнє для представлення аналогових значень? 
49.    Назвіть основні причини, по яких не варто зловживати 3D на дисплеях.
50.    Назвіть основні причини, по яких не варто зловживати анімацією руху на дисплеях.
51.    Використовуючи рис.5.41, порівняйте використання різного способу відображення для станів тривог. 
52.    Розкажіть причини, які ускладнюють використання трендів реального часу на окремих дисплеях.
53.    Які прийоми можна використати для оптимізації розміщення трендів на дисплеї?
54.    На прикладах рис. 5.44 – 5.48 покажіть, як можна з використанням скомпонованих індикаторів показати контури контролю та регулювання.
55.    Яка ідея закладена в пелюсткові діаграми? Наведіть приклад їх використання.


Список використаних джерел

1.      The International Society of Automation. (2015). ANSI/ISA-101.01-2015, Human Machine Interfaces for Process Automation Systems. [Електронний ресурс]. Доступно: https://www.isa.org/products/ansi-isa-101-01-2015-human-machine-interfaces-for.

2.      А.Н. Анохин и В.А. Острейковский. Вопросы эргономики в ядерной энергетике. Москва, Россия. Энергоатомиздат, 2000.

3.      Дальтонізм. Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії. [Електронний ресурс]. Доступно:  https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%BE%D0%BD%D1%96%D0%B7%D0%BC

4.      ISA101, Human Machine Interfaces Applying ISA101 Concepts to Existing HMI Applications. [Електронний ресурс]. Доступно: http://wilmingtonisa.org/files/Download/ISA-Applying-ISA101-to-Existing-HMIs_MikeHawrylo.pdf

5.      HP HMI вебінар PAS озвучено українською мовою. [Електронний ресурс]. Доступно: https://youtu.be/RSpwACuPv9A

6.      А.Н. Анохин и А.С. Ивкин, Человеко-машинный интерфейс для поддержки когнитивной деятельности операторов АС. Ядерные измерительно-информационные технологии. №1 (41), с. 57-66, 2012.

7.      Bill Hollifield. The high performance HMI. Process graphics to maximize operator effectiveness. [Електронний ресурс]. Доступно: https://ww2.isa.org/standards-publications/isa-publications/intech-magazine/2012/december/system-integration-the-high-performance-hmi/

8.      Bill Hollifield, A High Performance HMI: Better Graphics for Operations Effectiveness, [Електронний ресурс]. Доступно: https://isawaterwastewater.com/wp-content/uploads/2012/07/WWAC2012-invited_BillHollified_HighPerformanceHMIs_paper.pdf 

9.      B. Hollifield, E. Habibi, D. Oliver, I. Nimmo and K. Renner. The High Performance HMI Handbook: A Comprehensive Guide to Designing, Implementing and Maintaining Effective HMIs for Industrial Plant Operations. Houston, USA. Plant Automation Services, 2008. [Електронний ресурс]. Доступно: https://www.amazon.com/High-Performance-HMI-Handbook-Comprehensive-ebook/dp/B00CELQJU8

10.  30 Ways Operations Management Interface Advances HMI and SCADA. Wonderware HMI SCADA. [Електронний ресурс]. Доступно: https://youtu.be/9YdIYMwWkxM

11.  J Krajewski. Situational Awareness – The Next Leap in Industrial Human Machine Interface Design [Електронний ресурс]. Доступно: https://drive.google.com/file/d/0B2FfwwwweBSVTXpHTlRPQi1nNVE/view

12.  ТДА17-1 Сучасні технології та стандарти проектування та розробки SCADA/HMI. Матеріали конференції. [Електронний ресурс]. Доступно: https://www.tda.in.ua/17-1-scadahmi%D0%BD%D1%83%D1%85%D1%82

Comments