Дарья Савкова (ООО “ИнСАТ”)
Ни для кого не секрет, что основными целями автоматизации являются сокращение расходов и увеличение объемов производства, скорости и прибыли. Возможно, в будущем этого можно будет достичь с помощью закупки нового «железа», которое со временем становится только мощнее и дешевле. А следить за работой производства и принимать решения будет искусственный интеллект, которому нужно только электричество. Однако сегодня избавляться от самого капризного элемента производства – людей – еще рано. Человеческий фактор накладывает довольно строгие физические ограничения на производительность: количество глаз и рук плохо масштабируется в пределах одного сотрудника. Изменение же штата сотрудников – довольно долгая и практически не прогнозируемая операция. Если дополнительное оборудование можно взять, а затем вернуть на склад в течение фиксированного времени, то с кадрами все не так просто. Из-за этого на первый план выходит необходимость наиболее эффективного использования человеческих возможностей. Человек бо́льшую часть информации получает с помощью глаз, поэтому почти все индустриальные процессы контролируются операторами с графических экранов. Современный человеко-машинный интерфейс (Human-Machine Interface, HMI) — это совокупность экранов, графических дисплеев, клавиатур, переключателей, сенсорных устройств и т. п., используемых оператором для взаимодействия со SCADA-системой. Плохо спроектированный HMI может привести к снижению производительности оператора, увеличению числа ошибок, пропускам критической информации и большим убыткам. Кроме того, каждый оператор имеет свои индивидуальные особенности, которые также необходимо учитывать.
С развитием Интернета серверная часть программного обеспечения стала переходить на облачные технологии для повышения доступности и надежности, а визуализация клиентской части — на html 5. Вебвизуализация даже без Интернета имеет множество преимуществ, основным из которых является кроссплатформенность. Например, для просмотра мнемосхемы и управления технологическими процессами достаточно иметь установленный браузер на устройстве. Существуют и текстовые браузеры (Lynx), позволяющие использовать веб-технологии даже на устройствах с очень скромными техническими характеристиками и текстовым дисплеем.
Операторы могут управлять технологическими процессами не только со своих автоматизированных рабочих мест, но и с планшетов, смартфонов или сенсорных панелей. Такое разнообразие устройств усложняет требования к HMI. Ввиду аппаратных ограничений на мобильных устройствах (таких как размер дисплея, вычислительные мощности) окна не должны быть перегружены информацией и должны иметь удобные большие кнопки. Также следует учитывать, что события на сенсорных экранах отличаются от событий мыши. Сенсорный экран открывает новые возможности, такие как мультисенсорное масштабирование или навигация с помощью жестов, но при этом исключает использование любых событий, связанных с передвижением мыши. В результате
подсвечивание элементов и всплывающие подсказки нужно привязывать к другим событиям или вовсе от них отказываться.
Рис 1 Мнемосхема на ПЛК
Рассмотрим различные способы реализации интерфейса на примере абстрактного проекта, созданного в MasterSCADA 4D. Автоматизированное рабочее место (АРМ), оснащенное несколькими мониторами, может показывать проект целиком, со всеми подробностями и даже элементами декора (рис. 1). Экран АРМ по возможности должен быть не только максимально практичным, но и эстетически привлекательным для оператора. SVG-элементы схемы, стрелочные приборы, слайдеры, журналы и тренды на весь экран — все это допустимо при проектировании дизайна интерфейса для большого экрана стационарного рабочего места. Разрешающая способность монитора, в совокупности с ресурсами ПК или определенных видов другого оборудования, позволяет выводить большие и подробные мнемосхемы на одном экране без необходимости навигации между окнами. Для ускорения работы с элементами в редакторе и загрузки страницы в исполняемой среде в проекте использована типизация объектов. Типы повторяющихся элементов (слайдеры на рисунке) помещены в библиотеку, чтобы потом на мнемосхеме можно было создать любое количество экземпляров.
Рис 2 Мнемосхема на планшете
Рис 3 Мнемосхема на планшете
Новизна HMI на мобильных устройствах не всегда гарантирует удобство. В случае отсутствия подключаемой аппаратной клавиатуры в них используется всплывающая виртуальная клавиатура, привязанная непосредственно к полю ввода или окну. Она может быть разных видов (цифровая, шестнадцатеричная, кириллица или латиница) в зависимости от необходимости, что упрощает ввод для полей с ограниченным набором допустимых символов. В ОС Android при фокусировании на поле ввода автоматически всплывает виртуальная клавиатура, поэтому во избежание появления двух клавиатур встроенный клиент визуализации MasterSCADA 4D RT дает возможность отключить всплывание стандартной панели. Встроенный клиент также позволяет запустить на Android исполнительную систему. Таким образом, сенсорное устройство может оказаться не только средством вывода и ввода информации, но и полноценным сервером для передачи и обработки данных с других устройств.