Как поставщик HMI, я провел бесчисленное количество часов, объясняя инженерам и руководителям предприятий запутанный, часто упускаемый из виду процесс включения мультитач в их человеко-машинных интерфейсах, поскольку речь идет не только о установке нового экрана на шкаф управления. Речь идет о том, чтобы убедиться, что мультитач действительно работает в суровых, замасленных условиях производственного цеха, а не только в лабораторных условиях. На протяжении многих лет я видел, как команды пропускали важные этапы, хватали самое дешевое готовое сенсорное стекло и в итоге получали HMI, который регистрировал проведение четырьмя пальцами, когда работник просто хотел постучать по клапану. Сегодня я расскажу о реальных, практических шагах по правильному использованию мультитач, с контекстом, которым может поделиться только тот, кто зарабатывает на жизнь продажей HMI.
Во-первых, давайте определим, что на самом деле означает «мультитач на HMI» для промышленного использования, а не причудливые смахивания планшета, которые вы используете для прокрутки социальных сетей. Промышленный мультитач должен быть надежным: рабочий в хлопчатобумажных перчатках (а не в тонких, совместимых со стилусом) должен без труда масштабировать трехмерную схему конвейерной ленты или двумя пальцами перетаскивать рецепт с одной строки на другую в заводском цехе. Слишком многие поставщики забывают об этом: они создают HMI с использованием той же технологии, что и потребительский iPad, а затем задаются вопросом, почему он выходит из строя, когда рабочий вытирает масло с экрана во время работы. Именно поэтому мы уделяем приоритетное внимание сенсорному оборудованию промышленного уровня, а не потребительским деталям, поэтому в нашу линейку входят такие варианты, какЧМИ 7 дюймовиЧМИ 10 дюймов, оба созданы с учетом чувствительности и долговечности, позволяющих выдерживать ежедневное промышленное использование.
Первым важным шагом перед покупкой сенсорного экрана является проверка вашего конкретного варианта использования. Не каждому HMI требуется мультисенсорное управление пятью пальцами или поддержка жестов, таких как вращение или смахивание влево. Упаковочная линия, на которой работники должны переключаться между двумя настройками насоса, требует только базового двухточечного касания: коснуться, удерживать и перетаскивать. На предприятии по управлению технологическими процессами, где операторы контролируют несколько резервуаров и регулируют заданные значения, возможно, потребуются жесты тремя пальцами для перехода между экранами. У меня был клиент из автомобильной промышленности, который заказал первоклассный мультисенсорный HMI, который стоил на 30 % дороже, чем необходимо, только для того, чтобы использовать 90 % экрана для одного датчика — трата денег и добавление ненужной сложности, которая замедляла работу рабочих. Чтобы избежать этого, перечислите все сенсорные действия, которые на самом деле будет выполнять ваша команда: сколько пальцев, какой тип ввода (в перчатках, голым руками, стилусом) и как часто вы будете использовать жесты. Этот аудит избавит вас от перерасхода средств на оборудование, которое делает больше, чем вам нужно.
Затем выберите подходящее сенсорное оборудование и контроллер, и именно здесь у поставщика HMI случается большинство ошибок. В потребительских сенсорных экранах используется проекционно-емкостная технология (PCAP), которая чувствительна к голой коже, но неприятна, когда она покрыта маслом, пылью или легкими перчатками. Промышленные PCAP-ИЧМ, напротив, построены с несколькими ключевыми улучшениями: более толстым стеклом (для защиты от царапин от инструментов или деталей), улучшенным расположением электродов, которое фильтрует промышленный шум, а иногда и защитой от электростатического разряда (ESD), чтобы выдержать статическое электричество, обычное для металлических рабочих станций. Если вы выберете резистивный сенсорный экран (более старый тип, основанный на нажатии), мультитач практически не существует — он регистрирует только одну точку ввода, поэтому он отсутствует в любом современном мультитач-ИЧМ. НашПромышленный ЧМИВ линии используются PCAP-контроллеры промышленного класса, откалиброванные специально для производственных условий, поэтому вам не придется иметь дело с ложными прикосновениями из-за пыли или рук в перчатках. После того, как вы выбрали оборудование, убедитесь, что контроллер поддерживает необходимое вам количество точек касания — большинство промышленных мультисенсорных HMI поддерживают 2–5 точек, но дешевые контроллеры не могут справиться с этим без задержек.
Затем следует калибровка программного обеспечения, в которой многие команды ошибаются после установки нового HMI. Калибровка — это не просто нажатие перекрестия в меню настройки — это настройка чувствительности касания в соответствии с вашими условиями. Калибровка, которая работает в офисе с климат-контролем, не будет работать в литейном цехе, где температура колеблется от 50°F до 120°F или где влажность вызывает конденсацию на экране. Вот как мы делаем это для наших клиентов: сначала запустите инструмент калибровки по умолчанию в ОС HMI (мы используем систему на базе Linux, оптимизированную для промышленного использования, поскольку Windows может давать сбои в долго работающих системах управления). Затем запустите стресс-тест: пальцем в перчатке, голым пальцем и даже небольшой отверткой постучите по всем углам и краям экрана, чтобы убедиться, что ни один из этих входов не зарегистрирован неправильно. Мы также рекомендуем установить мертвую зону для касаний — игнорировать слишком маленькие касания или случайные движения предплечьем работника, касающегося экрана. Это особенно важно для небольших экранов, таких какЧМИ 7 дюймов, где рука работника с большей вероятностью соскользнет и случайно активирует функцию. Если калибровка кажется вам неудачной, не просто придерживайтесь значения по умолчанию — отрегулируйте порог чувствительности в настройках драйвера HMI, к которому большинство команд никогда не прикасаются.
После калибровки вам необходимо настроить пользовательский интерфейс (UI) для естественной работы с мультитач, поскольку даже самое лучшее оборудование выйдет из строя, если пользовательский интерфейс будет плохо спроектирован. Промышленные рабочие не используют свои HMI так же, как свои телефоны: они часто работают быстро, в перчатках и смотрят на линию, а не на экран. Поэтому не делайте цели касания слишком маленькими: кнопка касания должна иметь размер не менее 10x10 мм для рук в перчатках, а не 5-миллиметровые кнопки, которые вы видите в потребительских приложениях. При масштабировании пальцами убедитесь, что жест соответствует логической функции: масштабированию схемы трубопроводной сети, а не прокрутке списка номеров деталей. Мы видели, как клиенты приходили к нам с HMI, в котором было установлено масштабирование для регулировки размера текста, что было бесполезно — они хотели увеличить схему двигателя, поэтому мы помогли им переназначить этот жест. Кроме того, избегайте сложных жестов несколькими пальцами: пролистывание тремя пальцами может показаться крутым, но у изнуренного оператора не будет времени это координировать. Придерживайтесь жестов двумя пальцами для выполнения общих действий и сохраняйте редкие функции в виде физических кнопок или команд одним касанием.
Теперь тестирование в реальной среде не подлежит обсуждению. У вас может быть лучшее оборудование, идеально откалиброванное программное обеспечение и отличный пользовательский интерфейс, но если вы протестируете его в лаборатории, вы упустите все странные, специфичные для промышленности крайние случаи. Например, на заводе по производству продуктов питания и напитков вам придется использовать чистящие средства, которые могут проникнуть в лицевую панель HMI, поэтому вам нужно протестировать мультитач, распыляя на экран мягкое дезинфицирующее средство. На сталелитейном заводе на сенсорном стекле может накапливаться металлическая стружка, поэтому проверьте, протирая экран тряпкой от пыли при использовании мультитач. Мы всегда рекомендуем нашим клиентам провести двухнедельное бета-тестирование на производственной линии, а не на пилотной линии, работающей на половинной скорости. Во время этого теста отследите, сколько происходит ложных касаний, сколько времени требуется операторам для выполнения обычных задач и действительно ли жесты полезны. Если операторы жалуются, что масштабирование пальцами слишком чувствительно, измените настройки пользовательского интерфейса или чувствительности. Если говорят, что мультитач сбивает с толку, упростите жесты.
Наконец, постоянное техническое обслуживание, обеспечивающее долговременную работу мультитач. Мультисенсорный HMI не является частью вашей системы управления по принципу «установил и забыл». Со временем сенсорное стекло может поцарапаться, калибровка может сбиться из-за изменений температуры, а на электродах может накапливаться пыль или жир. Мы включаем инструмент быстрой калибровки во все наши HMI, поэтому операторы могут повторно откалибровать экран менее чем за 30 минут, если заметят, что сенсорные экраны отключены. Мы также рекомендуем очищать экран тканью из микрофибры и мягким неабразивным чистящим средством — никаких бумажных полотенец, которые могут поцарапать стекло. Для нашегоЧМИ 10 дюймов, мы продаем защитную крышку экрана, предназначенную для сохранения чувствительности мультитач и добавляющую дополнительный уровень защиты от царапин и жидкостей.
Как поставщик HMI, я видел, как команды срезали углы на каждом этапе этого процесса, и в результате всегда HMI работал неэффективно, вызывал простои и раздражал операторов. Мультитач — это не просто причудливая функция, которую можно добавить в HMI, это инструмент, который должен облегчать, а не усложнять работу операторов. Если вы планируете обновить свои HMI до мультитач, найдите время, чтобы проверить свой сценарий использования, выбрать подходящее оборудование для промышленных сред, выполнить калибровку для ваших конкретных условий, разработать пользовательский интерфейс, который будет работать для ваших сотрудников, протестировать его в производственных условиях и регулярно поддерживать его. Если у вас есть вопросы о том, какой HMI подходит для вашей линии, или вам нужна помощь в правильной настройке мультитач, не стесняйтесь обращаться к нашей команде, чтобы обсудить потребности вашего проекта.
Ссылки
- Международное общество автоматизации. (2022). Лучшие практики промышленного человеко-машинного интерфейса: сенсорные технологии и удобство использования. ИСА Пресс.
- Национальная ассоциация производителей электротехники. (2021). Стандарт производительности промышленного сенсорного экрана и устойчивости к воздействию окружающей среды. Публикация NEMA ICS 2-2021.
- Шнайдер Электрик. (2023). Руководство по проектированию промышленного мультисенсорного ЧМИ: калибровка, удобство использования и обслуживание.
- Аллен-Брэдли. (2024). Спецификации аппаратного и программного обеспечения HMI для промышленного применения. Техническая документация Аллена-Брэдли.