Ako dodávateľ HMI som strávil nespočetné množstvo hodín chodením inžinierov a manažérov závodov cez chaotický, často prehliadaný proces aktivácie multidotykového ovládania na ich rozhraniach človek-stroj – pretože to nie je len o prilepení novej obrazovky na riadiacu skriňu. Ide o to, aby ste sa uistili, že multi-touch skutočne funguje v neľútostnom, mastnotou zašpinenom prostredí výrobnej haly, nielen v ukážke v laboratóriu. V priebehu rokov som videl, ako tímy preskočili kritické kroky, chytili najlacnejšie bežne dostupné dotykové sklo a skončili s HMI, ktoré zaregistrovalo potiahnutie štyrmi prstami, keď pracovník chcel len klepnúť na ventil. Dnes rozoberám skutočné kroky na dosiahnutie správneho multidotykového ovládania s kontextom, ktorý môže zdieľať iba ten, kto dodáva HMI na živobytie.
Najprv si definujme, čo v skutočnosti znamená „multi-touch na HMI“ pre priemyselné použitie, nie efektné ťahanie po tablete, ktoré používate na posúvanie sociálnych médií. Priemyselné viacdotykové ovládanie musí byť spoľahlivé: pracovník v bavlnených rukaviciach (nie v tenkých rukaviciach kompatibilných s dotykovým perom) musí bez prehmatávania priblížiť 3D schému dopravného pásu alebo použiť dva prsty na pretiahnutie receptu z jedného riadku na druhý v továrni. Príliš veľa dodávateľov na to zabúda – vytvoria HMI s rovnakou technológiou ako spotrebiteľský iPad a potom sa čudujú, prečo zlyhá, keď pracovník počas prevádzky zotrie olej z obrazovky. Pre nás to je dôvod, prečo uprednostňujeme dotykový hardvér priemyselnej kvality pred spotrebnými dielmi, a preto naša zostava obsahuje možnosti ako napr.HMI 7 palcovaHMI 10 palcov, oba sú vyrobené s citlivosťou a odolnosťou, aby vydržali každodenné priemyselné použitie.
Prvým kritickým krokom pred kúpou dotykovej obrazovky je audit vášho konkrétneho prípadu použitia. Nie každé HMI potrebuje viacdotykové ovládanie piatimi prstami alebo podporu gest, ako je otáčanie alebo potiahnutie doľava. Baliaca linka, ktorá potrebuje pracovníkov na prepínanie medzi dvoma nastaveniami pumpy, potrebuje iba základný dvojbodový dotyk: ťuknutie, podržanie a potiahnutie. Zariadenie na riadenie procesov, kde operátori monitorujú viacero nádrží a upravujú nastavené hodnoty, môžu potrebovať gestá troch prstov na preskakovanie medzi obrazovkami. Mal som klienta vo výrobe automobilového priemyslu, ktorý si objednal špičkové viacdotykové HMI, ktoré stálo o 30 % viac, ako je potrebné, len aby som použil 90 % obrazovky na jedno meradlo – plytvanie peniazmi a zbytočná zložitosť, ktorá spomaľovala pracovníkov. Aby ste tomu zabránili, uveďte všetky dotykové akcie, ktoré váš tím skutočne vykoná: koľko prstov, aký druh vstupu (v rukavici, holý, stylus) a ako často budete používať gestá. Tento audit vám ušetrí nadmerné výdavky na hardvér, ktorý robí viac, ako potrebujete.
Ďalej si vyberte správny dotykový hardvér a ovládač a tu sa ako dodávateľ HMI stáva najviac chýb. Spotrebiteľské dotykové obrazovky používajú technológiu projektovanej kapacity (PCAP), ktorá je citlivá na holú pokožku, ale je hrozná, keď je pokrytá olejom, prachom alebo ľahkými rukavicami. Naproti tomu priemyselné PCAP HMI sú vyrobené s niekoľkými kľúčovými vylepšeniami: hrubšie sklo (odolné proti poškriabaniu od nástrojov alebo dielov), vylepšené vzory elektród, ktoré odfiltrujú priemyselný hluk, a niekedy aj ochrana pred elektrostatickým výbojom (ESD), aby prežili statickú elektrinu, ktorá je bežná na kovových pracovných staniciach. Ak sa rozhodnete pre odporový dotykový displej (starší typ založený na tlaku), viacdotykový v podstate neexistuje – registruje iba jeden vstupný bod, takže je vhodný pre akékoľvek moderné viacdotykové HMI. nášPriemyselné HMIlinka používa PCAP ovládače priemyselnej kvality kalibrované špeciálne pre výrobné prostredie, takže sa nemusíte vysporiadať s falošnými dotykmi prachu alebo rúk v rukaviciach. Po výbere hardvéru skontrolujte, či ovládač podporuje počet dotykových bodov, ktoré potrebujete – väčšina priemyselných multidotykových HMI podporuje 2 až 5 bodov, ale lacné ovládače to nedokážu zvládnuť bez oneskorenia.
Potom prichádza kalibrácia softvéru, čo je miesto, kde sa veľa tímov po inštalácii nového HMI pokazí. Kalibrácia nie je len ťuknutie na krížik v ponuke nastavenia – je to vyladenie citlivosti dotyku tak, aby zodpovedala vášmu prostrediu. Kalibrácia, ktorá funguje v kancelárii s riadenou klímou, zlyhá v zlievarni, kde sa teploty pohybujú od 50 °F do 120 °F, alebo kde vlhkosť spôsobuje kondenzáciu na obrazovke. Pre našich zákazníkov to robíme takto: najprv spustite predvolený kalibračný nástroj v operačnom systéme HMI (používame systém založený na Linuxe optimalizovaný na priemyselné použitie, pretože Windows môže byť v dlhodobo fungujúcich riadiacich systémoch chybný). Potom vykonajte záťažový test: použite prst v rukavici, holý prst a dokonca aj malý hrot skrutkovača na poklepanie na všetky rohy a okraje obrazovky, aby ste sa uistili, že žiadny z týchto vstupov nie je zaregistrovaný nesprávne. Odporúčame tiež nastaviť mŕtvu zónu pre dotyky – ignorujte klepnutia, ktoré sú príliš malé, alebo náhodné potiahnutia z predlaktia pracovníka, ktorý sa dotýka obrazovky. Toto je obzvlášť dôležité pre menšie obrazovky, ako naprHMI 7 palcov, kde je väčšia pravdepodobnosť, že ruka pracovníka skĺzne a náhodne spustí funkciu. Ak sa vám kalibrácia nezdá, nezostaňte len pri predvolenom nastavení – upravte prah citlivosti v nastaveniach ovládača HMI, čo je nastavenie, ktoré väčšina tímov nikdy nedotkne.
Po kalibrácii je potrebné nastaviť používateľské rozhranie (UI), aby prirodzene fungovalo s multi-touch, pretože aj ten najlepší hardvér zlyhá, ak je používateľské rozhranie zle navrhnuté. Priemyselní pracovníci nepoužívajú svoje HMI rovnako ako svoje telefóny – často pracujú rýchlo, nosia rukavice a namiesto obrazovky sa pozerajú na linku. Nerobte teda terčíky na klepnutie príliš malé: tlačidlo klepnutia musí mať aspoň 10 x 10 mm pre ruky v rukaviciach, namiesto 5 mm tlačidiel, ktoré vidíte na spotrebiteľských aplikáciách. Pri približovaní pomocou prstov sa uistite, že sa gesto mapuje na logickú funkciu: približovanie schémy potrubnej siete, nie rolovanie v zozname čísel dielov. Videli sme zákazníkov, ktorí k nám prichádzali s HMI, ktoré malo nastavené pinch-to-zoom na úpravu veľkosti textu, čo bolo zbytočné – chceli si priblížiť schému motora, tak sme im pomohli premapovať gesto. Vyhnite sa tiež zložitým gestám viacerými prstami – potiahnutie troma prstami môže znieť cool, ale utrápený operátor nebude mať čas to koordinovať. Pri bežných akciách sa držte gest dvoch prstov a ponechajte si zriedkavé funkcie, ako sú fyzické tlačidlá alebo príkazy jedným klepnutím.
Teraz sa o testovaní v reálnom prostredí nedá vyjednávať. Mohli by ste mať najlepší hardvér, perfektne kalibrovaný softvér a skvelé používateľské rozhranie, ale ak to otestujete v laboratóriu, budú vám chýbať všetky tie podivné, priemyselné špecifické puzdrá. Napríklad v závode na výrobu potravín a nápojov budete mať čistiace chemikálie, ktoré môžu preniknúť do rámu HMI, takže musíte otestovať viacdotykové ovládanie a nastriekať jemný dezinfekčný prostriedok na obrazovku. V oceliarni budete mať kovové hobliny, ktoré sa môžu hromadiť na dotykovom skle, takže vyskúšajte utierkou obrazovky pri používaní multi-touch. Našim zákazníkom vždy odporúčame spustiť dvojtýždňový beta test na výrobnej linke, nie na pilotnej linke, ktorá beží polovičnou rýchlosťou. Počas tohto testu sledujte, koľko falošných dotykov sa vyskytlo, ako dlho trvá operátorom vykonávanie bežných úloh a či sú gestá skutočne užitočné. Ak sa operátori sťažujú, že približovanie je príliš citlivé, upravte nastavenia používateľského rozhrania alebo citlivosti. Ak hovoria, že viacdotykové ovládanie je mätúce, zjednodušte gestá.
A napokon, priebežná údržba, aby sa viacdotykové zariadenie fungovalo dlhodobo. Viacdotykové HMI nie je súčasťou vášho riadiaceho systému „nastav a zabudni na to“. V priebehu času sa dotykové sklo môže poškriabať, kalibrácia sa môže posúvať v dôsledku zmien teploty a na elektródach sa môže usadzovať prach alebo mastnota. Súčasťou všetkých našich HMI je nástroj na rýchlu kalibráciu, takže operátori môžu znova kalibrovať obrazovku za menej ako 30 minút, ak zistia, že dotyky sú vypnuté. Odporúčame tiež čistiť obrazovku handričkou z mikrovlákna a jemným, neabrazívnym čistiacim prostriedkom – bez papierových utierok, ktoré môžu poškriabať sklo. Pre našeHMI 10 palcov, predávame ochranný kryt obrazovky, ktorý je navrhnutý tak, aby zachoval viacdotykovú citlivosť a zároveň pridal ďalšiu vrstvu ochrany proti poškriabaniu a poliatiu.
Ako dodávateľ HMI som bol svedkom toho, že tímy obmedzujú každý krok tohto procesu a výsledkom je vždy HMI, ktoré má nízku výkonnosť, spôsobuje prestoje a frustruje operátorov. Viacdotykové ovládanie nie je len ozdobná funkcia na pridanie do HMI – je to nástroj, ktorý by mal operátorom prácu zjednodušiť, nie sťažiť. Ak plánujete upgradovať svoje HMI na viacdotykové, nájdite si čas na audit vášho prípadu použitia, vyberte si správny hardvér pre priemyselné prostredia, nakalibrujte ho pre vaše špecifické podmienky, navrhnite používateľské rozhranie, ktoré bude fungovať pre vašich pracovníkov, otestujte ho vo výrobe a pravidelne ho udržiavajte. Ak máte otázky o tom, ktoré HMI je to pravé pre vašu linku, alebo potrebujete pomoc so správnym nastavením viacdotykového ovládania, neváhajte a obráťte sa na náš tím, aby sme prediskutovali potreby vášho projektu.
Referencie
- Medzinárodná spoločnosť pre automatizáciu. (2022). Najlepšie postupy priemyselného rozhrania človek-stroj: Dotyková technológia a použiteľnosť. ISA Press.
- National Electrical Manufacturers Association. (2021). Štandard pre výkon priemyselnej dotykovej obrazovky a odolnosť voči životnému prostrediu. Publikácia NEMA ICS 2-2021.
- Schneider Electric. (2023). Sprievodca dizajnom priemyselného multidotykového HMI: Kalibrácia, použiteľnosť a údržba.
- Allen-Bradley. (2024). Hardvérové a softvérové špecifikácie HMI pre priemyselné aplikácie. Technická dokumentácia Allen-Bradley.