HMI standarddokument

Transkript

1 HMI standarddokument Revisjonsnummer: 1 Siste revisjonsdato: 20. november 2009 Adresse: Pb 203, 3901 Porsgrunn, telefon , Bachelorutdanning - Masterutdanning Ph.D. utdanning

2 Innholdsfortegnelse INNHOLDSFORTEGNELSE Innholdsfortegnelse Forord Formål Brukergrensesnitt Generelt oppsett Tekst Bruk av farger og symboler Bakgrunn Rør Beholder Pådragsorgan Måleinstrumenter Tilbakemelding Trender Brukertilgang Alarmer Referanser

3 Forord 1 FORORD Dette standarddokumentet er skrevet i bachelorstudiets 5. semester av prosjektgruppen IA5-1-09, bestående av fem studenter ved Høgskolen i Telemark. Alle studentene går Y-vei Informatikk og automatisering, hvorav én fordypning automatisering. Utformingen og innholdet av dokumentet er basert på kunnskap som gruppen har tilegnet seg gjennom studieperioden ved Høgskolen i Telemark. Gruppen har fått innspill til innhold og strukturering av dokumentet gjennom bedriftsbesøk hos Yara og REC Wafer. Det kan være til stor hjelp å bruke dette standarddokumentet som veileding i forbindelse med utvikling av brukergrensesnitt. For å ta hensyn til operatørens menneskelige begrensninger, må det utformes en egen alarmfilosofi for den prosessen det skal lages et brukergrensesnitt til. Det anbefales å bruke alarmstandarden YA-710. Det vil oppnås størst utbytte ved å bruke standarddokumentet og alarmfilosofien sammen. Dette dokumentet tar kun for seg utforming av brukergrensesnitt for industrielle prosessanlegg, men dette dokumentet kan brukes som grunnlag for design av andre typer anlegg. 3

4 Formål 2 FORMÅL Formålet med standarddokumentet er å oppnå et standardisert design av HMI 1 ved Høgskolen i Telemark. Standarddokumentet skal bidra til å forenkle arbeidet for personell som utvikler HMI, slik at de menneskelige begrensningene blir tatt hensyn til. 1 HMI (Human Machine Interface), brukergrensesnitt mellom operatør og prosess i form av skjermbilde. 4

5 Brukergrensesnitt 3 BRUKERGRENSESNITT Ved design av brukergrensesnitt, skal det tas hensyn til operatørens menneskelige begrensninger. Faktorer som bør tas hensyn til er fargeblindhet og hvor mye informasjon operatøren kan håndtere samtidig. Et godt brukergrensesnitt leder operatørens oppmerksomhet mot den viktige informasjonen, og hjelper operatøren å gjøre en rask og riktig handling. En operatør vil normalt først feste blikket i sentrum av skjermen, så vil blikket trekkes mot det som vekker operatørens oppmerksomhet [1]. Prosessbildene bør settes opp tilnærmet lik den fysiske prosess de skal representere. 3.1 GENERELT OPPSETT Prosessbildet skal plasseres i område 1 som vist på Figur 3-1. Navigering mellom prosessbilder bør legges inn enten i område 2 eller 3. Oversikt over alarmer og navigering til alarmlister skal være i område 2. Funksjoner som ikke er viktige i forhold til prosessen bør plasseres i område 4. Eksempel på slike funksjoner er klokke, brukertilgang osv. Figur 3-1 Plassering av navigering, alarmer og prosessdata i brukergrensesnitt 3.2 TEKST Det bør fastsettes størrelser på overskrifter og brødtekst, minste anbefalt skriftstørrelse er 16, og tekst med bare store bokstaver bør unngås. Det skal brukes fonten Arial, og tekst skal kun brukes der det er nødvendig [2]. 5

6 Brukergrensesnitt 3.3 BRUK AV FARGER OG SYMBOLER Fargene som brukes i brukergrensesnittet må ikke ha for høy lysintensitet. Det må allikevel være tilfredsstillende kontrast mellom fargene, slik at de forskjellige elementene kan skilles fra hverandre. Dette vil resultere i et brukergrensesnitt som er behagelig å se på over tid. Kontrastfarger brukes for raskt å rette operatørens oppmerksomhet mot viktige hendelser [1]. Det skal ikke brukes mer enn syv farger når det designes brukergrensesnitt [3]. Symboler vil i stor grad bli basert på symbolbibliotekene for det programmet som brukes for å designe brukergrensesnittet. Det finnes ulike standarder og normer for ulike fagfelt blant annet i offshore relatert virksomhet brukes NORSOK-standarden [4] og for VAR(vann avløp renovasjon) relatert virksomhet brukes NORVAR-normen Bakgrunn Bakgrunnen i brukergrensesnittet skal være lysegrå Rør Fargen på rør bør være grå eller fargekodet i forhold til prosessmediet. Tabell 3-1 viser standardisert fargevalg som brukes i oljerelatert virksomhet. Hvis det ikke velges å følge noen standard, er det viktig å spesifisere fargens betydning og bruke denne konsekvent i brukergrensesnittet. Tabell 3-1 Fargekode for prosessmedier i henhold til NORSOK STANDARD I-002 Fargebruk prosessmedium Olje Gasser Vann Luft Brannslokking(vann, skum) Kjemikalier Farge Brun Gul Grønn Blå Orange Lilla 6

7 Brukergrensesnitt Beholder Beholdere bør være grafisk tilnærmet lik den faktiske beholderen den skal representere. Det bør være en grafisk framstilling av nivået i form av visning på beholderen, der fyllnivået har samme fargekode som prosessmediet. Annen informasjon som bør være med er taggnummer og numerisk visning av nivå. Taggnummer skal plasseres over beholderen, og den numeriske visningen skal plasseres nede til høyre for beholderen som vist i Figur 3-2. Figur 3-2 Eksempel oppsett av beholder 7

8 Brukergrensesnitt Pådragsorgan Når pådragsorganet 2 er aktivert, bør fyllfargen være den samme som prosessmediet. Når pådragsorganet er inaktiv bør den har samme fyllfarge som bakgrunnsfargen i brukergrensesnittet. Ved feil eller alarm på pådragsorganet skal dette vises i informasjonsboks over pådragsorganet. Figur 3-3 viser et eksempel på hvordan en ventil bør vises i brukergrensesnitt. Når det blir trykket på et pådragsorgan i prosessbildet, bør en informasjonsboks som inneholder relevant informasjon og parameterverdier komme til syne. Figur 3-3 Ventiler i forskjellige tilstander 2 Med pådragsorgan menes pumpe, ventiler, mateskruer osv. 8

9 Brukergrensesnitt Måleinstrumenter Informasjon som er knyttet mot et måleinstrument, bør settes i en felles ramme. Rammen bør inneholde taggnummer, prosessverdi og alarm knyttet til instrumentet. Figur 3-4 viser et eksempel på hvordan et måleinstrument kan lages i brukergrensesnittet. Figur 3-4 Oppsett av måleinstrument 3.4 TILBAKEMELDING Alle endringer som blir gjort i brukergrensesnittet, skal gi en tilbakemelding til operatøren. Tilbakemeldingen bør være visuell og akustisk. Når operatøren utfører handlinger i brukergrensesnittet som for eksempel endring i referanseverdi, bør endringen bli verifisert med en kort lyd og grafisk endring av statusen til enheten det gjelder. Ved endring av parametere i prosessen, for eksempel PID-parametre eller modell-parametre, bør en tekstboks spørre om brukeren er sikker på å utføre endringene før de blir endret. Godkjenning av tekstboksen bør signaliseres med en kort lyd. 9

10 Brukergrensesnitt 3.5 TRENDER Det kan lages et eget prosessbilde som viser relevante prosessverdier i småtrendbilder. Småtrendbilder viser endring av prosessverdier i en bestemt tidsperiode. Slike trender er mer forklarende om prosessens tilstand og viser om prosessen går mot alarm nivåer [5]. Småtrendbildene skal ha lik størrelse i brukergrensesnittet. Taggnummeret for prosessverdien skal stå over småtrendene, og tidsakse langs x-aksen og prosessverdi langs y-aksen. Tidsaksen og prosessverdiaksen må skaleres etter type prosess og prossverdiområde. For eksempel for trege prosesser, må tidsaksen være over lengre tid. Alarmgrensene skal vises i småtrendbildene. Når en alarm forekommer, skal dette indikeres med en rød ramme rundt det aktuelle småtrendbildet. Når det blir trykket på småtrendbildet, kan et hovedtrendbilde vises. Småtrendbildene bør settes i den rekkefølgen de forekommer i prosessen, fra venstre til høyre. Figur 3-5 viser et eksempel på oppsett av småtrendbilder. Figur 3-5 Småtrendbilder 3 Navigering til hovedtrendbildene skal være tilgjenglig fra prosessbildet det tilhører. Ved små anlegg kan det legges inn en boks med navigasjonsknapper i område 3 i Figur 3-1, som åpner aktuelle trendbilder. 3 Prosess 1 er i normal drift, Prosess 2 er på vei mot alarm, Prosess 3 indikerer alarm 10

11 Brukertilgang 4 BRUKERTILGANG Det bør defineres minst tre brukertilganger, de bør være administrator, operatør og observatør. Det kan defineres flere brukertilganger som vedlikehold, instrument, elektro, driftsleder, ingeniør osv. Administrator skal ha full tilgang til systemet. Dette innebærer tilgang til endring av oppsett til skjermstyringen, endringer av brukertilgang, endringer av PID-parametre til regulatorer, endringer av alarmgrenser og alle andre funksjoner som er tilgjenglig for operatør. En operatør bør ha tilgang til overvåking av prosessbildene, endring av referanseverdier og mulighet for kvittering av alarmer. En observatør bør kun ha tilgang til å se på prosessbildene. 11

12 Alarmer 5 ALARMER Hvert prosessanlegg bør ha en egendefinert alarmfilosofi. Denne alarmfilosofien bør følge prinsipper for utforming av alarmsystemer YA-710. Visning av alarmer bør gjøres som forklart i dette kapittelet. Alarmene med de høyeste prioritetene skal til en hver tid vises i en alarmliste i område 2 på Figur 3-1. Det bør også lages en egen alarmliste for systemet der operatøren har oversikt over alle alarmene. Alarmene skal deles opp etter prioriteter [5] som kritisk-, advarsel- og utstyrsalarm. Kritisk alarm brukes hvis en måleverdi avviker fra gitte grenser og kan resultere i fare for stans, skade av prosess, skade på utstyr eller helserisiko. En alarm med prioritet advarselalarm brukes hvis en måleverdi avviker fra gitte grenser, men ikke er noe fare for prosessen. En utstyrsalarm kan for eksempel være en ventil som ikke fungerer slik den skal eller en signalkabel med brudd. Når en alarm oppstår, skal den vises i prosessbildene og på enheten alarmen tilhører. Indikasjonen på alarmer skal ha blinkende bakgrunnsfarge helt til alarmen er kvittert. Når alarmen kvitteres, skal bakgrunnen på indikasjonen forbli farget til feilen er utbedret. Når feilen er utbedret og alarmen er kvittert, skal indikasjonen gå tilbake til normal tilstand. Fra prosessbildet skal det være mulig å trykke på alarmindikasjonen, og bli videresendt til alarmlisten. Alarmene skal ha akustisk indikasjon, typen lyd endres med prioriteten til alarmen ved kvittering skal alarmlyd opphøre. Tabell 5-1 viser hvilke alarmprioriteter som brukes sammen med type lyd og farge. For å unngå at den samme alarmen aktiveres flere ganger når prosessverdien ligger rundt alarmgrensen, kan alarmbånd benyttes. Eksempelvis når en alarmen aktiveres ved 80 C vil den ikke deaktiveres før 75 C. Tabell 5-1 Alarmprioriteter Prioritet Farge Lyd Kritisk Rød Kontinuerlig tone Advarsel Gul Støtvis tone Utstyrs feil Lilla/Svart Pip 12

13 Referanser REFERANSER [1] Salvesen, Øyvind, 2008, Utvikling av systembiblotek for PLS og SCADA: Høyskolen i Telemark s 7-24 [2] Hexatec, HMI Display Design Guidelines, [Online], Tilgjengelig fra URL: < [Nedlastet ] [3] Pedersen, Morten, HMI Design Principles, PP - presentasjon, Høgskolen i Telemark, [Nedlastet ] [4] NORSOK standard I-002, Safety and automation system (SAS), [Online], Tilgjengelig fra URL: < [Nedlastet ] [5] Wærstad, Håkon, Siv Ing, Teknisk support prosessdata ved Yara Porsgrunn, Alarm handling philosophy and project execution, PP - presentasjon, Yara, bedriftsbesøk [ ] 13