شاشة المشغّل: أن نرى العملية
🎯 أهداف التعلّم
في نهاية الفصل ستستطيعون:
- تفسير ما هي شاشة المشغّل، وما الفرق بينها وبين نظام الإشراف والتحكّم المحوسب.
- بناء جدول وسوم يربط بين الشاشة وعناوين المتحكّم.
- تعديل السلّم بحيث يعمل زرّ على الشاشة إلى جانب زرّ في اللوحة.
- بناء إنذار يبقى حتّى يؤكّده المشغّل.
- تصميم شاشة حسب مبادئ الشاشة الواضحة والهادئة.
❓ سؤال افتتاحي
في غرفة التحكّم لمنشأة مياه، يرى المشغّل شاشة فيها عشرات المضخّات. مئة مصباح بيان تومض بألوان مختلفة.
كيف سيجد المشغّل العطل الوحيد المهمّ الآن؟ وماذا يجب أن يحدث في المتحكّم عندما يضغط على «تشغيل» في الشاشة؟
معرفة سابقة
- الفصل 2: مناطق الذاكرة والاتصال.
- الفصول 5 حتّى 12: السلالم التي سنتحكّم بها من الشاشة.
المعدّات والوقت
| المعدّات | الكمية |
|---|---|
| متحكّم أومرون وشاشة مشغّل، أو برنامج محاكاة لشاشة | 1 |
| كبل شبكة أو مبدّل شبكة | 1 |
| حاسوب مع برنامج برمجة الشاشة | 1 |
⏱️ الوقت المقترح: أربع حصص.
- زرّ الإيقاف على الشاشة لا يحلّ محلّ زرّ إيقاف مادّي. إيقاف الطوارئ دائمًا في العتاد.
- قد تتجمّد الشاشة أو تفقد الاتصال. يجب أن تبقى الآلة آمنة بدونها أيضًا.
13.1 ماذا تفعل الشاشة
تتّصل شاشة المشغّل بالمتحكّم عبر الشبكة، وتقرأ وتكتب عناوين في ذاكرة المتحكّم. إنّها لا تحلّ محلّ المتحكّم: البرنامج ما زال يعمل في المتحكّم. الشاشة هي نافذة ولوحة أزرار.
| شاشة المشغّل | نظام الإشراف والتحكّم المحوسب | |
|---|---|---|
| أين | على باب اللوحة، بجانب الآلة | في غرفة التحكّم، حاسوب واحد للمصنع كلّه |
| كم متحكّمًا | عادةً متحكّم واحد | عشرات المتحكّمات |
| ماذا أيضًا | عرض وأزرار | أيضًا سجلّ تاريخي، رسوم بيانية، تقارير ووصول عن بُعد |
شاشة المشغّل (מסך מפעיל) (HMI) هي شاشة لمس محلّية تعرض حالة الآلة وتستقبل الأوامر. نظام الإشراف والتحكّم المحوسب (מערכת בקרה ממוחשבת) (SCADA) يجمع المعلومات من متحكّمات كثيرة في حاسوب واحد. في محاكيات الموقع، الجزء الذي يعرض العملية هو شاشة من هذا النوع.
13.2 الوسوم: الربط بين الشاشة والمتحكّم
كلّ عنصر على الشاشة مرتبط بـوسم (תגית): اسم، وعنوان في المتحكّم، ونوع. مصباح البيان على الشاشة يقرأ بِتًا. الزرّ على الشاشة يكتب بِتًا. العرض الرقمي يقرأ كلمة من ذاكرة البيانات.
| الوسم | العنوان | النوع | على الشاشة |
|---|---|---|---|
| Motor | 100.00 | بِت، قراءة | رمز المحرّك: رمادي متوقّف، أخضر يعمل |
| Fault | 0.00 | بِت، قراءة | إنذار الحِمل الزائد |
| HMI_Start | W10.00 | بِت، كتابة لحظية | زرّ التشغيل |
| HMI_Stop | W10.01 | بِت، كتابة لحظية | زرّ الإيقاف |
| Level | D100 | عدد، قراءة | شريط المنسوب بالنسبة المئوية |
الزرّ على الشاشة يكتب إلى بِت عمل، لا إلى مدخل. المداخل 0.00، 0.01 يكتبها المتحكّم بنفسه في كلّ مسح، حسب المرابط. إذا كتبت الشاشة إلى 0.02، فسيكتب المتحكّم فوقها فورًا. لذلك نخصّص لكلّ زرّ على الشاشة بِت W خاصًّا به.
زرّ التشغيل في الشاشة على التوازي مع الزرّ المادّي («أو»). زرّ الإيقاف في الشاشة على التوالي مع الإيقاف المادّي («و»). الزرّ على الشاشة معرَّف كزرّ لحظي: البِت يعمل فقط ما دمنا نلمسه.
13.3 الإنذارات
الإنذار (התראה) الجيّد يبقى حتّى بعد زوال العطل، إلى أن يؤكّد المشغّل أنّه رآه. وإلّا فإنّ عطلًا لحظيًا في الليل يزول قبل أن ينتبه إليه أحد.
| المرحلة | ماذا يرى المشغّل |
|---|---|
| عطل فعّال، لم يُؤكَّد | سطر أحمر يومض في قائمة الإنذارات |
| عطل فعّال، أُكِّد | سطر أحمر ثابت |
| عطل زال، لم يُؤكَّد | سطر أصفر: حدث شيء، افحص |
| عطل زال وأُكِّد | الإنذار ينزل من القائمة، ويُحفظ في السجلّ التاريخي |
في كلّ إنذار نعرض: الساعة، وماذا حدث بكلمات بسيطة، وأين، وماذا نفعل. «عطل 17» لا يساعد. «عملت الحماية الحرارية للناقل 2، افحص الحِمل على الناقل» يساعد.
إذا ظهرت عشرات الإنذارات دفعة واحدة، يفوت المشغّلَ الإنذارُ المهمّ. نحدّد أولوية لكلّ إنذار، ونعرض العاجلة أوّلًا.
13.4 مبادئ تصميم الشاشة
نعم
- خلفية رمادية فاتحة، ونصّ داكن.
- اللون فقط للحالة الشاذّة: أحمر للعطل، أصفر للتحذير.
- اللون نفسه يعني دائمًا الشيء نفسه، في جميع الشاشات.
- المعلومات المهمّة في الأعلى وبحجم كبير.
- أعداد مع وحدات: 52%، 12.4 أمبير.
- رسم بسيط للعملية، بالترتيب نفسه كما في الميدان.
لا
- صور ثلاثية الأبعاد وألوان قويّة لكلّ شيء.
- رسوم متحرّكة تتحرّك طوال الوقت.
- الأخضر والأحمر للتمييز بينهما فقط: بعض الناس لا يميّزون بينهما.
- أزرار صغيرة ومتراصّة.
- عمل خطير بلمسة واحدة، دون تأكيد.
هذا النهج يُسمّى الشاشة عالية الأداء (מסך בביצועים גבוהים). عندما يكون كلّ شيء رماديًا وهادئًا، يكون الشيء الوحيد الملوّن هو ما يتطلّب الانتباه. هكذا يرى المشغّل العطل في ثانية، ولا يبحث عنه بين مئة مصباح بيان.
انظروا إلى شاشة المشغّل في أحد محاكيات الموقع. اكتبوا شيئين يحقّقان هذه المبادئ، وشيئًا واحدًا كنتم ستغيّرونه.
13.5 تدريب
المستوى 1 · أساسي اكتبوا جدول وسوم لشاشة البوابة الكهربائية من الفصل 7: رمز بوابة مع حالة مفتوحة أو مغلقة أو متحرّكة، وأزرار افتح وأغلق وأوقف على الشاشة، وإنذار الحِمل الزائد.
| الوسم | العنوان | النوع | على الشاشة |
|---|---|---|---|
المستوى 2 · متوسّط أكملوا السطر الثاني من آلية الإنذار: مصباح الإنذار 100.05 يومض ما دام الإنذار لم يُؤكَّد، ويضيء بثبات بعد التأكيد، ما دام العطل فعّالًا. تلميح: نحتاج بِتًا إضافيًا، W20.01، يتذكّر أنّ المشغّل أكّد.
المستوى 3 · متقدّم صمّموا شاشة للدورة التلقائية لخزّان الخلط من الفصل 12. ارسموا مخطّطًا أوّليًا في الإطار: الخزّانات، المرحلة الفعّالة، الوقت المتبقّي في المرحلة، زرّي التشغيل والإيقاف، وسطر الإنذارات.
لكلّ تجربة في الموقع شاشة مشغّل. قارنوا بين الشاشات، وحاولوا تشغيل كلّ تجربة من الشاشة فقط:
13.6 تلخيص
- شاشة المشغّل تقرأ وتكتب عناوين في ذاكرة المتحكّم. البرنامج ما زال يعمل في المتحكّم.
- كلّ عنصر على الشاشة مرتبط بوسم: اسم، وعنوان، ونوع.
- الزرّ على الشاشة يكتب إلى بِت عمل، وليس إلى مدخل.
- التشغيل من الشاشة على التوازي مع التشغيل من اللوحة. الإيقاف من الشاشة على التوالي مع الإيقاف من اللوحة.
- إيقاف الطوارئ دائمًا في العتاد، وليس في الشاشة.
- الإنذار يبقى حتّى يؤكّده المشغّل.
- الشاشة الواضحة: خلفية رمادية، ولون فقط للحالة الشاذّة، ونصّ يقول ماذا نفعل.
المصطلحات
| المصطلح | بالعبرية | بالإنجليزية | شرح مختصر |
|---|---|---|---|
| شاشة المشغّل | מסך מפעיל | HMI | شاشة لمس محلّية للعرض وللأوامر |
| نظام الإشراف والتحكّم المحوسب | מערכת בקרה ממוחשבת | SCADA | نظام يجمع المعلومات من متحكّمات كثيرة |
| الوسم | תגית | Tag | اسم مرتبط بعنوان في المتحكّم |
| تأكيد الإنذار | אישור התראה | Acknowledge | عمل المشغّل الذي يدلّ على أنّه رأى الإنذار |
| منحنى الاتجاه | מגמה | Trend | رسم بياني لقيمة على امتداد الزمن |
| الشاشة عالية الأداء | מסך בביצועים גבוהים | High-performance HMI | نهج لتصميم شاشة هادئة وواضحة |
فحص ذاتي
- لماذا يكتب الزرّ على الشاشة إلى بِت W وليس إلى المدخل 0.02؟
- كيف نوصل زرّ الإيقاف على الشاشة في السلّم، ولماذا؟
- لماذا يجب أن يبقى الإنذار بعد زوال العطل؟
- أعطوا مبدأين للشاشة الواضحة.
- أجيبوا عن السؤال الافتتاحي للفصل.
الأجوبة في نهاية الفصل.
حلول تمارين الفصل
المستوى 1: جدول وسوم للبوابة
| الوسم | العنوان | النوع | على الشاشة |
|---|---|---|---|
| Right | 100.00 | بِت، قراءة | سهم أخضر نحو اليمين أثناء الإغلاق |
| Left | 100.01 | بِت، قراءة | سهم أخضر نحو اليسار أثناء الفتح |
| LS_R | 0.03 | بِت، قراءة | «البوابة مغلقة» |
| LS_L | 0.05 | بِت، قراءة | «البوابة مفتوحة» |
| HMI_Close | W10.00 | بِت، كتابة لحظية | زرّ أغلق |
| HMI_Open | W10.01 | بِت، كتابة لحظية | زرّ افتح |
| HMI_Stop | W10.02 | بِت، كتابة لحظية | زرّ أوقف |
| O.L | 0.00 | بِت، قراءة | إنذار الحِمل الزائد |
في سلّم البوابة نضيف W10.00 على التوازي مع 0.02، وW10.01 على التوازي مع 0.04، وW10.02 كتلامس مغلق على التوالي مع الإيقاف، في السطرين كليهما.
المستوى 2: مصباح الإنذار
W20.01 يعمل عند التأكيد، ويبقى عاملًا ما دام الإنذار قائمًا. مصباح الإنذار يومض عبر P_1s ما دام W20.01 مطفأً، ويضيء بثبات عبر الفرع السفلي عندما يعمل W20.01. عندما يُمحى الإنذار، ينطفئ W20.01 أيضًا، وتصبح المنظومة جاهزة للإنذار التالي.
أجوبة الفحص الذاتي
- لأنّ المتحكّم يكتب المداخل بنفسه في كلّ مسح حسب المرابط. القيمة التي تكتبها الشاشة إلى مدخل سيُكتب فوقها فورًا.
- كتلامس مغلق على التوالي مع الإيقاف المادّي. هكذا يكفي كلّ واحد من زرّي الإيقاف وحده للإيقاف.
- كي لا يمرّ عطل لحظي دون أن يعرف به أحد. الإنذار يبقى حتّى يؤكّده المشغّل.
- خلفية رمادية ولون فقط للحالة الشاذّة. اللون نفسه يعني دائمًا الشيء نفسه.
- يجب أن تكون الشاشة هادئة، ويظهر اللون فقط في الإنذارات، حسب الأولوية. هكذا يبرز العطل المهمّ. عندما يضغط المشغّل «تشغيل»، تشغّل الشاشة بِت عمل، ويستخدمه السلّم في المتحكّم كزرّ إضافي.