危険環境におけるHMI設計の最適化：安全性向上のために

センサーと制御技術の着実な進歩により、エンジニアはヒューマンマシンインターフェース（HMI）に必要以上の情報を蓄積・表示できるようになりました。長年、設計者は表示灯でオペレーターに警告し、色分けされたLEDで重要資産のステータスを示してきました。

日常業務では、オペレーターはHMIに表示されるすべての情報をほとんど使用せず、主要パラメータを監視するために1〜2画面のステータス画面を主に使用します。また、通常HMIは危険から離れた安全な場所や部屋に設置されるため、安全上の懸念は最小限です。しかし、HMIとサポート電気機器アレイを危険場所に設置する必要がある場合、シナリオは変わります。

この概念は新しいものではなく、数十年前から存在しています。HMIメーカーは、製品の危険場所対応版を提供し、通常セールスパンフレットやウェブサイトに掲載することで対応してきました。問題は、HMI、コントローラー、通信デバイスなど、様々なメーカーの製品が関与する場合に生じます。デバイスのメーカーが異なると、最大の問題は相互運用性です。デバイスがOPCプロトコルをサポートしていれば、OPCサーバーをユニバーサルトランスレーターとして使用できます。

構成 #1

HMI設置は、専用ソフトウェアを実行する自己完結型設計にでき、その機能はセンサーと制御デバイスの機能によってボトルネックされます。場合によっては、これらのHMIで顧客生成スクリプトを実行し、機能を一段階進めることができます。しかし全体として、汎用コンピューティングデバイスとして動作することはできません。運用障害は通常、ユニット全体の交換で対処されます。

構成 #2

HMIをHMIソフトウェアを実行するコンピューターに接続し、「パネルPC」として知られるセットアップに変える方法もあります。ディスプレイとコンピューティングデバイスはケーブルで接続され、セットアップを作成します。コンピューティングデバイスがこのセットアップの主要コンポーネントで、メモリ、ハードドライブ、通信ポートをホストします。運用障害は特定部品の交換で修正できます。

構成 #3

この構成もディスプレイ画面とコンピューターを分離し、構成#1と#2の最良の機能を組み合わせます。コンピューターを指定安全区域の危険区域外に配置し、HMIをKVMスイッチで接続します。利用可能な多数のオプションにより、コンピューターとHMIを長距離で分離でき、可用性とコスト効率を確保します。

新興技術

無線通信は世界中で人気を集めており、限られた帯域幅による制約を解消するための多くのブレークスルーが進行中です。スマートフォンやタブレットなどの製品は、全く新しい接続性と安全性の道を提供します。しかし、これらのデバイスはデスクトップコンピューターと比較して画面が小さく処理能力が限られるため、HMIソフトウェア開発には全く新しい戦略が必要です。

したがって、HMIメーカーを特定する前に、危険な雰囲気について十分な調査を行ったことを確認してください。設置場所に関連するリスクと変動を認識しておくべきです。次に、どの構成が状況に最適かを決定し、経験則として、危険区域定格のデバイスはより高コストになることを覚えておいてください。また、特定の状況では一部の構成がより高コストになります。例えば、最小スペックのHMIユニットが必要な状況では、構成#3のコストが高くなります。したがって、アプリケーション、雰囲気、要件についての背景情報を持ってからHMIメーカーを選定することが不可欠です。