Das High Performance HMI-Handbuch

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1 Das High Performance HMIHandbuch Eine umfassende Anleitung zur Gestaltung, Implementierung und Wartung effektiver HMIs für den Betrieb von Industrieanlagen Erste Auflage Von Bill R. Hollifield PAS Principal Alarm Management Consultant PAS Principal Dana Oliver HMI Consultant lan Nimmo Präsident von User Centered Design Services (UCDS) Eddie Habibi Gründer und CEO von PAS

2 . Grundlagen Überblick Detailliertes Inhaltsverzeichnis Kapitel 1: Einleitung Warum wir dieses Buch verfasst haben Ist das ein Buch für Sie? Ein Wort zur Vorsicht! 6 Kapitel 2: Stand der HMIs für den industriellen Einsatz und Bediengrafiken Am Anfang stand die Messtafel Die Einführung der verteilten Prozessleitsysteme (PLS) HMIs früher und heute Das Auftreten HMIbedingter Probleme Wie kam es dazu? Die Antwort auf das Problem Schlussfolgerung 19 Kapitel 3: Gründe für einen HMIWechsel 21 Kapitel 4: Best Practices für HMIs aus unternehmeri scher Sicht Das Gesamtbild zurückbringen Erstellung hierarchisch geordneter, szenariobasierter Displays zur Verbesserung des Situationsbewusstseins und der Reaktion Neugestaltung von Fließbildern zur Hervorhebung der wichtigsten Informationen Passende Messwarten und Bedienplatzgestaltung 37 in der Messwarte minimieren Ablenkungen 4.6 Sieben Schritte zur Gestaltung einer High Performance HMI 38 ". der TEIL II: Kapitel 5: Bewerten der Leistungsfähigkeit einer HMI Methodik zur Bewertung von HMIs Mangelhaft: F" 42

3 A" D" C" ein Übersicht 5.3 Ausreichend Befriedigend Gut B" Sehr gut! Regelmäßige Uberprüfungen 45 Kapitel 6: Die Entwicklung einer Philosophie und eines Style Guides für eine High Performance HMI Ein erstes Prinzip: 6.2 HMIPhilosophie und Style Guide Benutzer der HMIs Einsatz und Zweck einer High Performance HMI Philo sophie Entwicklung einer High Performance HMI Philosophie HMI Style Guides HMIObjekte und Objektbibliotheken 50 Kapitel 7: Grundprinzipien für High Performance HMIs Übersicht Das Prozessbild wenig überstrapaziertes Paradigma mit Nutzen Gute und schlechte Fließbilder auf einen Blick erkennen Daten sind keine Informationen! Analog häufig besser Bewegliche analoge Zeiger Eine andere analoge Darstellung Die Bedeutung von Kurven Die ordnungsgemäße Verwendung von Kurven Allgemeine Überlegungen zu Fließbildern Verwendung von Farbe Normen und Farbkonflikte Darstellung von Leitungen, Behältern und statischen Einrichtungen Darstellung von Text Darstellung von Werten Darstellung von Füllständen Darstellung des Alarmverhaltens Alarmprioritäten Alarmanzeigeverfahren Zugriff auf Alarme Akustische Alarmierung Objekte und Symbole Prozessregler 96

4 7.24 Regel und Absperrventile Verbindungslinien zu Instrumenten Darstellung dynamischer Einrichtungen Darstellung von Befehlen an Einrichtungen Fließbildgestaltung Navigation Bildanordnungskonzept Abschaltung Erwartungen an die Aufrufgeschwindigkeit und Performance Darstellen der Materialbilanz 107 Kapitel 8: Gestaltung von High PerformanceFließbildern Bildhierarchie Erstellen der Prozessübersichtsbilder von Level Erstellen der Prozessführungsbilder 8.4 Fließbilder auf Level 2 zum Hochfahren, Abschalten und von Level zur Störungsbehandlung Darstellung der Verriegelungsfunktionalität in den Fließ bildern auf Level 2 und Level Erstellen der ProzessDetailbilder von Level Erstellung von Prozessunterstützungs und Diagnose bildern auf Level Kapitel 9: TEIL III: Gestaltung und Realisierung einet High Performance HMI Gestaltung und Realisierung von High Performance HMIFließbildern Übersicht Schritt 3: Die gewünschte Leistung und die spezifischen Ziele für die Prozessführung für alle Betriebsarten festlegen Schritt 4: Eine Aufgabenanalyse zur Fesdegung der Bedienhandlungen, die zur Erreichung der gewünschten Leistung und der Ziele notwendig sind, durchführen Schritt 5: Gestalten und Erstellen von High Perfor mancefließbildern anhand der Designprinzipien der HMIPhilosophie und mit Hilfe der Elemente aus dem Style Guide, um die festgelegten Aufgaben auszuführen Schritt 6: Installation und Inbetriebnahme der neuen HMI sowie Schulung des Personals 144

5 9.6 Schritt 7: Die Performance der HMI kontrollieren, überwachen und regelmäßig bewerten 145 Kapitel 10: Anordnung der Bildschirme und Einrichtungen an einem Bedienplatz Büdschirme PC für allgemeine Zwecke Kornmunikationseinrichtungen Mehrere Tastaturen Externe Videoüberwachung Festverdrahtete Schalter Verwendung von Meldetableaus Übereinander angeordnete Anzeigen Alternative Gestaltungsmöglichkeiten von High Perfor mance Bedienplätzen High PerformanceBedienplatz 1: insgesamt 6 neben einander angeordnete High PerformanceBedienplatz 2: insgesamt 6 Bild Bildschirme 154 schirme in semihorizontaler Anordnung High PerformanceBedienplatz 3: insgesamt 6 Bild schirme in zwei Reihen High PerformanceBedienplatz 4: insgesamt 8 Bild schirme auf zwei Reihen verteilt 157 Kapitel 11: Leitstandgestaltung, Layout, Bedien und Manage mentpraktiken Übersicht Leitstände der ersten Stunde Die Einführung eines Human Factors Design Gestaltung neuer Leitstände Beleuchtungsintensität Blendung und Reflexion Akustik Musik Telefone Andere Ablenkungen Analyse der Arbeitsbelastung 175

6 Anhänge ein Abstand und Anordnung der Bedienplätze Videowände Kapitel 12: Situationsbewusstsein und Reaktion auf Störungen Stress und Leistung Die Leistung beeinflussende Faktoren Konzepte zur Störungsbehandlung Menschliches Problemlösungsverhalten Menschliches Versagen Prozentuale Verteilung der Fehler Die HMI als die Lösung 191 Kapitel 13: Die Zukunft der HMI für den industriellen Einsatz 193 Anhang 1: ; High Performance HMI Beispiele für Inhalte der Philosophie und des Style Guides 199 Anhang 2: Beurteilung der Leistungsfähigkeit A2.1 Allgemeine, einer HMI 203 die Grafiken betreffende Faktoren 203 A2.2 Faktoren der Bildführung 205 A2.3 Faktoren der Bedienstation 205 A2.4 Messwarten und Verfahrensfaktoren 205 A2.5 Alarmmanagementfaktoren 206 A2.6 Fragebogen Bediener 207 A2.7 Vergleichstest zwischen der High Performance HMI und einer herkömmlichen HMI 210 Anhang 3: Das PRO erweiterte Spinnendiagramm" hoch effektives HMIElement 213 Anhang 4: Eine kurze Übersicht über das Alarmmanagement 219 Literaturverzeichnis 233 Die Autoren 237