Jako dostawca interfejsów HMI spędziłem niezliczone godziny, przeprowadzając inżynierów i kierowników zakładów przez chaotyczny, często pomijany proces włączania obsługi wielodotyku w interfejsach człowiek-maszyna — ponieważ nie chodzi tu tylko o wbicie nowego ekranu w szafę sterowniczą. Chodzi o to, aby upewnić się, że technologia wielodotykowa faktycznie działa w bezlitosnym, zatłuszczonym środowisku hali produkcyjnej, a nie tylko podczas demonstracji w laboratorium. Na przestrzeni lat widziałem, jak zespoły pomijały krytyczne kroki, sięgały po najtańsze dostępne na rynku szkło dotykowe i korzystały z interfejsu HMI, który rejestrował przesunięcie czterema palcami, gdy pracownik miał po prostu nacisnąć zawór. Dzisiaj opiszę rzeczywiste, wykonalne kroki, które należy wykonać, aby uzyskać właściwy efekt wielodotykowy, z kontekstem, którym może podzielić się tylko ktoś, kto zarabia na życie dostarczając interfejsy HMI.
Najpierw zdefiniujmy, co właściwie oznacza „multidotyk na interfejsie HMI” w zastosowaniach przemysłowych, a nie wymyślne przesuwanie tabletem, którego używasz do przewijania mediów społecznościowych. Przemysłowy dotyk wielodotykowy musi być niezawodny: pracownik w bawełnianych rękawiczkach (a nie cienkich, kompatybilnych z rysikiem) musi bez grzebania w schemacie 3D przenośnika taśmowego uszczypnąć, aby powiększyć, lub dwoma palcami przeciągnąć przepis z jednej linii do drugiej w hali produkcyjnej. Zbyt wielu dostawców o tym zapomina — budują interfejs HMI z tą samą technologią, co konsumencki iPad, a potem zastanawiają się, dlaczego nie działa, gdy pracownik ściera olej z ekranu w trakcie pracy. Dlatego też przedkładamy sprzęt dotykowy klasy przemysłowej nad części konsumenckie i dlatego w naszym asortymencie znajdują się takie opcje, jakInterfejs HMI 7-calowyIInterfejs HMI 10 cali, oba zbudowane z wrażliwością i trwałością, aby wytrzymać codzienne użytkowanie przemysłowe.
Pierwszym krytycznym krokiem przed zakupem ekranu dotykowego jest sprawdzenie konkretnego przypadku użycia. Nie każdy interfejs HMI wymaga wielodotyku pięciopalcowego lub obsługi gestów, takich jak obrót lub przesunięcie w lewo. Linia pakująca, na której pracownicy muszą przełączać się między dwoma ustawieniami pomp, wymaga jedynie podstawowego dwupunktowego dotyku: dotknięcia, przytrzymania i przeciągnięcia. Instalacja kontroli procesu, w której operatorzy monitorują wiele zbiorników i regulują wartości zadane, może potrzebować gestów trzema palcami do przeskakiwania między ekranami. Miałem klienta z branży motoryzacyjnej, który zamówił najwyższej klasy wielodotykowy interfejs HMI, który kosztował o 30% więcej niż to konieczne, a tylko po to, aby używać 90% ekranu dla jednego wskaźnika – marnowanie pieniędzy i niepotrzebne zwiększanie złożoności, co spowalniało pracowników. Aby tego uniknąć, wypisz wszystkie czynności dotykowe, które faktycznie wykona Twój zespół: liczbę palców, rodzaj wprowadzania danych (w rękawiczkach, gołym, rysikiem) i jak często będziesz używać gestów. Audyt ten uchroni Cię przed nadmiernymi wydatkami na sprzęt, który robi więcej, niż potrzebujesz.
Następnie wybierz odpowiedni sprzęt dotykowy i kontroler. To właśnie tutaj zdarza się najwięcej błędów dostawcy HMI. Konsumenckie ekrany dotykowe korzystają z technologii projekcji pojemnościowej (PCAP), która jest wrażliwa na gołą skórę, ale okropna, gdy jest pokryta olejem, kurzem lub lekkimi rękawiczkami. Z kolei przemysłowe interfejsy HMI PCAP są zbudowane z kilkoma kluczowymi ulepszeniami: grubszym szkłem (odpornym na zarysowania od narzędzi lub części), ulepszonymi wzorami elektrod, które odfiltrowują szumy przemysłowe, a czasami ochroną przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD), aby przetrwać elektryczność statyczną powszechnie występującą na metalowych stacjach roboczych. Jeśli zdecydujesz się na rezystancyjny ekran dotykowy (starszy, oparty na nacisku), wielodotyk w zasadzie nie istnieje — rejestruje tylko jeden punkt wejścia, więc nie nadaje się do każdego nowoczesnego wielodotykowego interfejsu HMI. NaszPrzemysłowe interfejsy HMIline wykorzystuje przemysłowe kontrolery PCAP, skalibrowane specjalnie dla środowisk produkcyjnych, dzięki czemu nie musisz radzić sobie z fałszywymi dotknięciami spowodowanymi kurzem lub rękami w rękawiczkach. Po wybraniu sprzętu upewnij się, że kontroler obsługuje wymaganą liczbę punktów dotyku — większość przemysłowych interfejsów HMI z obsługą wielodotyku obsługuje 2–5 punktów, ale tanie kontrolery nie poradzą sobie z tym bez opóźnień.
Następnie następuje kalibracja oprogramowania, podczas której wiele zespołów popełnia błędy po zainstalowaniu nowego interfejsu HMI. Kalibracja to nie tylko dotknięcie celownika w menu ustawień — to dostosowanie czułości dotyku do środowiska. Kalibracja, która sprawdza się w klimatyzowanym biurze, nie sprawdzi się w odlewni, w której temperatury wahają się od 50°F do 120°F lub gdzie wilgoć powoduje kondensację na ekranie. Oto jak robimy to dla naszych klientów: najpierw uruchom domyślne narzędzie kalibracyjne w systemie operacyjnym HMI (używamy systemu opartego na systemie Linux zoptymalizowanego do zastosowań przemysłowych, ponieważ Windows może powodować błędy w długotrwałych systemach sterowania). Następnie przeprowadź test warunków skrajnych: palcem w rękawiczce, gołym palcem, a nawet małą końcówką śrubokręta, dotknij wszystkich rogów i krawędzi ekranu, aby upewnić się, że żadne z tych wejść nie zostało poprawnie zarejestrowane. Zalecamy także ustawienie martwej strefy dla dotknięć — ignoruj zbyt małe dotknięcia lub przypadkowe przesunięcia przedramienia pracownika muskającego ekran. Jest to szczególnie ważne w przypadku mniejszych ekranów, npInterfejs HMI 7-calowy, w przypadku którego istnieje większe prawdopodobieństwo poślizgu ręki pracownika i przypadkowego uruchomienia funkcji. Jeśli kalibracja wydaje Ci się nieodpowiednia, nie trzymaj się ustawień domyślnych — dostosuj próg czułości w ustawieniach sterownika HMI, a jest to ustawienie, którego większość zespołów nigdy nie dotyka.
Po kalibracji należy skonfigurować interfejs użytkownika (UI) tak, aby działał naturalnie z obsługą wielodotyku, ponieważ nawet najlepszy sprzęt zawiedzie, jeśli interfejs użytkownika zostanie źle zaprojektowany. Pracownicy przemysłowi nie korzystają ze swoich interfejsów HMI w taki sam sposób, w jaki korzystają z telefonów — często pracują szybko, noszą rękawiczki i patrzą na linię zamiast na ekran. Nie twórz więc zbyt małych punktów docelowych: przycisk dotknięcia musi mieć wymiary co najmniej 10 x 10 mm dla dłoni w rękawiczkach, zamiast przycisków 5 mm, które widzisz w aplikacjach konsumenckich. W przypadku funkcji „uszczypnij, aby powiększyć” upewnij się, że gest jest odwzorowany na funkcję logiczną: powiększanie schematu sieci rurociągów, a nie przewijanie listy numerów części. Widzieliśmy, jak klienci przychodzili do nas z interfejsem HMI, który miał ustawioną funkcję „uszczypnij, aby powiększyć” w celu dostosowania rozmiaru tekstu, co było bezużyteczne — chcieli powiększyć schemat silnika, więc pomogliśmy im ponownie zmapować ten gest. Unikaj także skomplikowanych gestów wykonywanych wieloma palcami — machnięcia trzema palcami mogą wydawać się fajne, ale udręczony operator nie będzie miał czasu, aby to skoordynować. W przypadku typowych czynności trzymaj się gestów dwoma palcami i zachowaj rzadkie funkcje, takie jak fizyczne przyciski lub polecenia jednym dotknięciem.
Obecnie testowanie w środowisku rzeczywistym nie podlega negocjacjom. Możesz mieć najlepszy sprzęt, doskonale skalibrowane oprogramowanie i świetny interfejs użytkownika, ale jeśli przetestujesz go w laboratorium, przegapisz wszystkie dziwne, specyficzne dla przemysłu przypadki brzegowe. Na przykład w zakładzie produkującym żywność i napoje środki czyszczące mogą przedostać się do ramki interfejsu HMI, dlatego należy przetestować technologię wielodotykową, rozpylając na ekran łagodny środek dezynfekujący. W hucie stali na szkle dotykowym mogą gromadzić się opiłki metalu, dlatego należy przetestować działanie za pomocą ściereczki do kurzu, przecierając ekran podczas korzystania z funkcji wielodotyku. Zawsze zalecamy naszym klientom przeprowadzenie dwutygodniowych testów beta na linii produkcyjnej, a nie na linii pilotażowej pracującej z połową prędkości. Podczas tego testu możesz śledzić, ile razy doszło do fałszywych dotknięć, ile czasu zajmuje operatorom wykonanie typowych zadań i czy gesty są rzeczywiście przydatne. Jeśli operatorzy narzekają, że funkcja przybliżania przez uszczypnięcie jest zbyt czuła, dostosuj interfejs użytkownika lub ustawienia czułości. Jeśli mówią, że wielodotyk jest mylący, uprość gesty.
Wreszcie bieżąca konserwacja, aby zapewnić długoterminową pracę wielodotykową. Wielodotykowy interfejs HMI nie jest częścią systemu sterowania, którą można „ustawić i zapomnieć”. Z biegiem czasu szkło dotykowe może zarysować się, kalibracja może dryfować z powodu zmian temperatury, a na elektrodach może gromadzić się kurz lub tłuszcz. Do wszystkich naszych interfejsów HMI dołączamy narzędzie do szybkiej kalibracji, dzięki czemu operatorzy mogą ponownie skalibrować ekran w mniej niż 30 minut, jeśli zauważą, że dotyk jest wyłączony. Zalecamy również czyszczenie ekranu ściereczką z mikrofibry i łagodnym, nieściernym środkiem czyszczącym – bez ręczników papierowych, które mogłyby porysować szkło. Dla naszychInterfejs HMI 10 cali, sprzedajemy ochronną osłonę ekranu, która została zaprojektowana tak, aby zachować czułość wielodotyku, jednocześnie dodając dodatkową warstwę ochrony przed zadrapaniami i zalaniami.
Jako dostawca HMI widziałem, jak zespoły szły na skróty na każdym etapie tego procesu, czego rezultatem było zawsze interfejs HMI, który działał słabiej, powodował przestoje i frustrował operatorów. Multi-touch to nie tylko fantazyjna funkcja, którą można dodać do interfejsu HMI — to narzędzie, które powinno ułatwiać, a nie utrudniać pracę operatorom. Jeśli planujesz uaktualnić swoje interfejsy HMI do obsługi wielodotykowej, poświęć trochę czasu na audyt swojego przypadku użycia, wybierz odpowiedni sprzęt do środowisk przemysłowych, skalibruj go pod kątem konkretnych warunków, zaprojektuj interfejs użytkownika, który będzie działał dla Twoich pracowników, przetestuj w produkcji i regularnie go konserwuj. Jeśli masz pytania dotyczące tego, który interfejs HMI jest odpowiedni dla Twojej linii lub potrzebujesz pomocy w prawidłowej konfiguracji funkcji wielodotykowej, nie wahaj się skontaktować z naszym zespołem, aby omówić potrzeby Twojego projektu.
Referencje
- Międzynarodowe Towarzystwo Automatyki. (2022). Najlepsze praktyki w zakresie przemysłowego interfejsu człowiek-maszyna: technologia dotykowa i użyteczność. Prasa ISA.
- Krajowe Stowarzyszenie Producentów Elektrycznych. (2021). Standard wydajności przemysłowych ekranów dotykowych i odporności na warunki środowiskowe. Publikacja NEMA ICS 2-2021.
- Schneider Electric. (2023). Przewodnik projektowania przemysłowego wielodotykowego interfejsu HMI: kalibracja, użyteczność i konserwacja.
- Allena-Bradleya. (2024). Specyfikacje sprzętu i oprogramowania HMI do zastosowań przemysłowych. Dokumentacja techniczna firmy Allen-Bradley.