高性能HMIs，提高效率和整体工艺安全性

在计算机广泛应用于制造业之前，操作员界面由灯光、旋转读数和控制图组成。这些组件安装在控制室的墙上，需要操作员与它们进行物理交互才能运行流程。早期的计算机图形被用来缩小操作界面以适应显示器，但这些图形很简陋，很容易让操作人员被数据淹没。

随着计算机图形学的发展，全世界都熟悉了一般的商业计算，工业图形学也紧随其后，导致在过去几年里大多数人机界面(HMI)营销材料中常见的3D渲染过程环境。虽然这些图形在宣传册中看起来很棒，但它们可能会在操作过程中导致混乱和额外的生产力损失。

过程控制系统复杂性

在计算机图形学进步的平行路径上，过程控制系统在过去几十年里变得更加复杂。从制造过程中收集的数据量不断增长，行业不断推动持续改进，使工艺操作员承担了比以往任何时候都多的责任。

高性能HMI是一种相对较新的设计方法，旨在通过将情景感知作为设计决策背后的主要激励因素，解决HMI应用程序中存在的增强图形的混乱。态势感知是操作员在任何给定时间理解对其工作至关重要的信息的能力，得出正确的行动，并通过使用简化的图形(仅使用颜色和动画来传达流程中断)来减少信息过载。设计高性能HMI系统的主要障碍是，高性能图形通常不具有吸引力，不能用作营销抵押品，也不容易做广告。

拉响警报

在非高性能应用中，正常的工艺条件通常是运行或停止电机、开启和关闭阀门等的某种绿色和红色的组合。可能会有闪烁，动画显示物品沿着传送带移动，或风扇旋转。彩色线用于显示不同的工艺连接，通常基于工艺的管道和仪表图(P&ID)。当出现问题时，甚至可能会有大量的警报，给操作员留下一堆信息，以便在采取措施解决问题之前找出问题所在。

即使对那些熟悉这个过程的人来说，找出沮丧的根本原因也是一项耗时的任务。高性能HMI应用程序旨在减少查找根本原因所花费的时间。这是通过在正常操作条件下简化图形、删除动画、闪烁和颜色来实现的。这甚至延伸到可访问性问题，不依赖颜色作为唯一的信息来源。在告警的情况下，可以使用不同的形状和符号来表示运行不正常的设备。

当流程出现故障时，可以突出显示流程中有问题的部分，立即引起操作人员的注意，并提高他们的态势感知能力，以减少故障排除所需的时间。

在正常的操作条件下，通过将趋势嵌入到流程对象图形中来显示随时间变化的情况，高性能hmi也可以提供帮助。他们还可以使用标准化的天平，一眼就能看出大量不同工作范围的不同设备是否符合或不符合规格。

高性能开发

更复杂的HMI架构的一个好处是引入了面向对象的编程技术。这种方法允许开发人员为图形、脚本、警报和通信结构创建模板。使用模板方法开发高性能HMI应用程序可以减少总体转换时间，方法是为图形和脚本构建模板，然后将这些模板与每个图形实例的参数一起放置在应用程序中。如果在开发应用程序后需要对任何对象进行更改，它们将自动应用于所有对象，从而在调试和操作期间节省时间和麻烦。

许多公司现在都在其设施中实施高性能的HMI应用程序。随着他们在流程效率方面的提高，其他公司也开始注意到这一点。在过去的18-24个月里，潮流已经开始转向，高性能HMI重新回到了系统供应商的面前，现在不仅出现在营销材料中，而且主要供应商也提供图形、脚本，甚至控制逻辑作为开箱即用的模板，以进一步降低在任何设施实现高性能HMI应用程序所需的复杂性和学习曲线。

高性能的人机界面优势

高性能hmi是一种强大的工具，可以提高操作人员的工作效率，减少总体停机时间和故障排除时间损失，并减少处理流程中断所涉及的压力。

通过降低图形界面的复杂性，高性能HMI具有比典型HMI应用程序能够传达更多信息的额外好处，因为随着对态势感知的增加，操作员需要更少的工作来确定方位。

Alex Marcy，体育老师，他是Corso Systems的所有者和总裁，这是一家总部位于伊利诺伊州芝加哥的系统集成公司。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

更多的建议

关键概念

• 高性能的hmi可以提高操作人员的工作效率，减少整体停机时间和故障排除时间。
• 在正常的操作条件下，通过将趋势嵌入到流程对象图形中来显示随时间变化的情况，高性能hmi也可以提供帮助。
• 许多公司都在其设施中实施高性能HMI应用，因为他们看到了流程效率的提高。

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