Graphics, Components, & Controls
Trend
Alarms
Reports
Scripts
Human Engineering
27.1 서론
Operator Interface 운전원 인터페이스
휴먼-머신 인터페이스(HMI)는 운영자 콘솔에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션으로, 운영자께서 공정을 시각적으로 확인하실 수 있도록 해드립니다. 이러한 유형의 소프트웨어는 일반적으로 “공정 시각화(process visualization)” 또는 SCADA(supervisory control and data acquisition) 소프트웨어라고도 불립니다. HMI 구성의 주요 요소는 그래픽, 이력 추세, 알람, 보고서, 그리고 스크립트입니다. 이러한 기능들은 하나의 통합된 소프트웨어 애플리케이션으로 제공되거나, 제품군 내 개별 구성 요소로 제공될 수도 있습니다.
OPC의 다양한 버전뿐만 아니라 OLE_DB, VBA, ActiveX와 같은 기술들은 HMI 소프트웨어의 구성과 사용을 매우 간편하게 만들어 주었습니다.
27.2 그래픽, 구성 요소 및 제어기(Control)
OPC-DA는 모든 하위 제어 및 장치 네트워크로부터 실시간 데이터를 가져오기 위해 사용되는 주요 기술이며, 이는 OPC-DA 서버를 통해 이루어집니다. 구형 HMI 소프트웨어는 대신 DDE(Dynamic Data Exchange)를 사용할 수도 있습니다.
27.2.1 실시간 데이터 접근(Live Data Access)
그래픽 디스플레이를 생성하실 때, HMI 소프트웨어를 사용하는 설계자는 OPC 서버(OPC server)의 네임스페이스(name space)를 탐색하여 데이터를 찾습니다. 통신 관련 설정은 이미 서버에 구성되어 있으므로 HMI 소프트웨어에서 별도로 설정하실 필요는 없습니다.
27.2.2 직접 OPC 방식 vs. 중간 데이터베이스 방식
HMI 소프트웨어에서 OPC-DA를 구현하는 방식에 따라, 데이터를 OPC 서버(OPC server)로부터 직접 접근하거나, 데이터를 중간 데이터베이스(intermediate database)에 매핑하는 별도의 OPC 클라이언트 애플리케이션(OPC client application)을 통해 접근하실 수 있습니다. 중간 데이터베이스는 전통적인 디바이스 드라이버(device driver)와 유사한 역할을 합니다. OPC 서버에 직접 접근하는 방식에서는 파라미터를 단순히 포인트 앤 클릭(pointing and clicking)으로 선택하실 수 있습니다. 이 경우, 네트워크 및 장치로부터 폴링되는 데이터는 표시되거나 현재 사용 중인 파라미터에 한정됩니다.
Figure 27-1: Hierarchical Namespace (Screenshot: Wonderware InTouch)
중간 데이터베이스를 사용하는 경우, 태그 이름을 변경하고 추가적인 구성 작업을 수행해야 합니다. 중간 데이터베이스 방식의 단점으로는 DDE(Dynamic Data Exchange)로 인해 성능 병목 현상이 발생할 수 있으며, 데이터가 화면에 표시되거나 실제로 사용되지 않더라도 네트워크 및 장치가 폴링되는 문제가 있습니다.
27.2.3 OPC 통신(OPC Communication)
OPC의 내부 구조에서는 데이터 교환이 세 가지 방식으로 이루어질 수 있으며, 일부 HMI 소프트웨어에서는 설계자가 이 중에서 선택하실 수 있습니다. 가장 일반적인 방식은 비동기(asynchronous) 방식으로, 서버로부터 데이터를 받아오는 동안 다른 작업이 대기하지 않기 때문에 애플리케이션의 성능이 크게 향상됩니다. 반면, 동기(synchronous) 방식은 애플리케이션의 반응 속도가 느려질 수 있으나, 일부 VBA 스크립트(VBA scripts)와 함께 사용할 경우에는 필요할 수 있습니다. 세 번째 방식인 구독(subscription)은 지정된 데드밴드(deadband)를 초과하는 변경이 발생할 때만 데이터를 전송하여 OPC 트랜잭션(OPC transactions)을 줄여줍니다. 대부분의 애플리케이션은 비동기 모드를 사용하며, 사용자께 선택권을 제공하지 않는 경우가 많습니다.
OPC 서버(OPC servers)는 필수 기능과 선택 기능(인터페이스)을 포함하고 있으므로, 한 서버에서 가능한 기능이 다른 서버에서는 지원되지 않을 수 있습니다.
27.2.4 그래픽 구성(Graphics Configuration)
HMI 패키지를 사용하시면 공정 흐름을 모사한 그래픽(process flow mimic graphics)과 같이 완전히 사용자 정의가 가능하고 동적으로 업데이트되는 화면을 생성하실 수 있으며, 개요(overview), 페이스플레이트 그룹(faceplate groups), 포인트 상세(point detail), 튜닝(tuning) 등과 같은 표준 디스플레이도 자주 생성됩니다. 일관된 디스플레이 생성을 간소화하기 위해 템플릿(templates)과 ActiveX 구성 요소(ActiveX components)를 활용하실 수 있습니다. 변수는 서버를 탐색하여 간단히 선택하실 수 있으며, 글꼴, 크기, 색상 및 기타 외관 요소도 자유롭게 설정하실 수 있습니다.
모사 그래픽(mimic graphics)은 애플리케이션에 따라 달라지며, 각 프로젝트에 맞게 개별적으로 구성됩니다. 펌프(pumps), 탱크(tanks) 등과 같은 기성 심볼(ready made symbols)을 활용하시면 실제와 유사한 애니메이션 공정 시각화를 손쉽게 설계하실 수 있습니다. 막대 그래프 표시(bar graph indication) 및 동적 레벨 표시(dynamic level depiction)를 위해서는 표시 범위(range)를 입력하셔야 합니다.
27.2.5 의미 체계 및 변환(Semantics and Conversion)
OPC는 데이터의 의미(semantics)를 정의하지 않으며, 단순히 서버에서 클라이언트로 값을 전달합니다. 대부분의 산업용 프로토콜 및 장치는 서로 다른 방식으로 데이터를 표현합니다. 예를 들어, 한 프로토콜에서는 특정 블록의 파라미터 값이 16일 경우 수동 모드(manual mode)를 나타내지만, 다른 프로토콜에서는 장치 고유의 레지스터(device-specific register)에 있는 비트(bit)로 이를 표시합니다. 일부 프로토콜은 부동 소수점(floating point) 측정값을 사용하는 반면, 다른 프로토콜은 스케일된 정수(scaled integers)를 사용합니다. 서로 다른 프로토콜이 혼합되어 있는 경우, 다양한 OPC 서버(OPC servers)를 통해 수신되는 데이터를 일관된 방식으로 표시할 수 있도록 그래픽을 구성하셔야 합니다. 이러한 경우에는 스케일링(scaling), 수학적 또는 논리적 표현(mathematical or logical expressions)을 사용하여 데이터를 변환하셔야 할 수도 있습니다. 열거형(enumerated) 파라미터는 텍스트로 변환하셔야 할 수도 있습니다.
Figure 27-2: The OPC Client Shows Server Error Messages (Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.2.7 운전(Operation)
운전자가 장치에 값을 기록하기 전에, 입력값의 유효성을 확인하기 위해 HMI에서 추가적인 범위 검사(range checking)를 설정할 수 있습니다.
27.2.8 화면 관리(Screen Management)
화면 공간을 여러 개의 패널로 나누고, 그 중 하나는 알람 전용 패널로 설정하여 항상 화면 상단에 표시되도록 구성합니다. 이 알람 패널은 다른 화면 뒤로 숨겨지지 않도록 하여 항상 가시성을 유지합니다. 일반적으로 화면에는 상단과 하단에 모든 디스플레이에서 동일하게 유지되는 필드가 포함되어 있습니다.
27.2.9 DDE 클라이언트(DDE Client)
OPC가 도입되기 이전에는 많은 HMI 애플리케이션에서 DDE(Dynamic Data Exchange)가 사용되었습니다. 현재도 일부 HMI는 DDE를 사용하고 있으며, 일부 장치는 DDE 서버만을 제공합니다. Excel과 같은 비즈니스 애플리케이션도 DDE에 의존합니다. 게이트웨이 애플리케이션(Gateway applications)을 통해 OPC와 DDE 간의 데이터 전송이 가능합니다. DDE는 탐색 기능을 지원하지 않기 때문에, 데이터 링크는 수동으로 입력하셔야 합니다.
27.2.10 OPC-XML-DA 클라이언트 및 통신(OPC-XML-DA Client and Communication)
OPC-XML-DA 머신 및 서버의 URL은 수동으로 입력하여야 합니다. 데이터 폴링(data polling)은 기본 또는 고급 방식으로 설정할 수 있으며, 기본 방식은 모든 값을 매번 보고하고, 고급 방식은 변경된 값만 응답에 포함됩니다.
27.2.11 ActiveX
ActiveX 구성 요소 및 제어기(ActiveX components and controls)는 애니메이션 그래픽을 제공하는 간단한 방법이며, 문서 뷰어(document viewers), 보고서 도구(reporting tools), 통신 드라이버(communication drivers) 등으로도 제공됩니다. HMI가 OLE 컨테이너(OLE container)인 경우, 이러한 구성 요소들을 손쉽게 추가할 수 있습니다.
27.3 추세(Trend)
OPC-HDA는 데이터베이스에 기록된 이력 추세 데이터를 접근하기 위해 사용되는 주요 기술입니다.
27.3.1 이력 데이터 수집(Historical Data Collection)
HMI 소프트웨어에는 트렌드 로거(trend logger)가 포함되어 있으며, 이는 데이터를 샘플링하고 데이터베이스에 기록하는 OPC-HDA 서버(OPC-HDA server)입니다. 또한 디스플레이 클라이언트(display client)의 요청에 따라 이력 데이터를 응답합니다. 고급 서버는 클라이언트를 위해 데이터를 필터링하고 처리할 수 있습니다.
27.3.2 트렌드 로거 구성(Trend Logger Configuration)
트렌드 로거(trend logger)는 먼저 SQL 데이터베이스 엔진(SQL database engine)과 같은 하위 데이터베이스와의 연결을 설정해야 합니다. 이는 일반적으로 ODBC 또는 OLE_DB를 통해 수행되며, 로그인 정보와 비밀번호를 입력하셔야 합니다. 서로 다른 샘플링 속도에 따라 파라미터 그룹이 생성됩니다. OPC-HDA 서버(OPC-HDA server)는 실시간 데이터를 기록하기 위해 OPC-DA 클라이언트(OPC-DA client) 역할도 수행할 수 있습니다. 파라미터 선택은 단순히 포인트 앤 클릭(pointing and clicking)으로 이루어집니다. 데이터베이스의 크기를 줄이기 위해 데드밴드(deadband) 및 집계(aggregates)를 구성하실 수 있습니다. 집계는 여러 샘플을 사전 처리하여 평균, 최소값, 최대값, 총합 등을 얻는 것을 의미합니다. 데드밴드는 지정된 값 이상으로 변화가 있을 때만 데이터를 기록하는 방식입니다.
Figure 27-3: Third-Party Library of ActiveX Components (Screenshot: Software Toolbox Symbol Factory)
Figure 27-4: Logger Configuration (Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.3.3 트렌드 디스플레이(Trend Display)
HMI 그래픽에 내장된 트렌드 차트 디스플레이(trend chart display)는 OPC-HDA를 사용하여 서버로부터 데이터를 접근합니다. 데이터를 재생(playback)하거나, 확대(zoom), 분석(analyze), 비교(compare)하는 것이 가능합니다. 클라이언트는 여러 서버로부터 데이터를 동시에 표시할 수 있습니다.
.
27.3.4 트렌드 차트 뷰어 구성(Trend Chart Viewer Configuration)
운영자의 선호에 따라 스트립 차트(strip chart), 원형 차트(circular chart), X-Y 플롯(X-Y plot) 등 다양한 디스플레이 유형을 선택하실 수 있습니다. 디스플레이에 표시될 시간 범위(time span) 또는 기간(period)을 설정합니다. 표시할 펜(pens)은 OPC-HDA 서버를 탐색하여 간단히 선택하실 수 있습니다. 사용자 정의 범위(customized ranges)를 적용할 수 있으며, 평균(average), 최소값(minimum), 최대값(maximum) 등과 같은 집계(aggregates)를 선택하는 것도 가능합니다. 색상(colors), 격자(grids), 크기(size), 기타 외관 요소들도 설정하실 수 있습니다.
Figure 27-5: Configuration of a “Pen” in a Trend Client (Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.3.5 실시간 데이터 트렌드(Live Data Trend)
OPC-DA 서버로부터 직접 수신한 실시간 트렌드 데이터(live trend data)를 OPC-HDA 서버의 이력 트렌드 데이터(historical trend)와 함께 표시하는 것이 가능합니다.
27.3.6 실시간 및 이력 트렌드 작업(Working with Live and Historical Trends)
기록된 값을 기준으로 화면을 앞뒤로 스크롤하거나 데이터를 재생(playback)하여 과거로 되돌아가 보는 것이 가능합니다. 확대(zoom), 최소값(minimum), 최대값(maximum) 및 기타 통계(statistics)를 확인할 수 있습니다. 트렌드 차트(trend chart)에 값을 드래그하여 펜(pens)을 추가할 수 있으며, 현재 배치(current batch)를 과거의 이상적인 운전 사례(ideal run)와 비교하는 것도 가능합니다. 주석(annotation)을 포함시키는 것도 가능합니다.
Figure 27-6: Annotations (Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.4 알람(Alarms)
OPC-A&E는 알람과 이벤트를 전달하기 위해 사용되는 주요 기술입니다. OPC-A&E 서버는 모니터링된 값에 따라 알람을 생성하거나, 장치에서 감지되어 네트워크를 통해 전달된 알람을 수신할 수 있습니다. OPC-A&E 클라이언트에는 알람 디스플레이(alarm display)와 알람 로거(alarm logger)가 포함됩니다.
27.4.1 알람 생성기(Alarm Generator)
HMI 소프트웨어에는 알람 생성기(alarm generator)가 포함되어 있으며, 이는 변수들을 모니터링하여 hi-hi, hi, lo, lo-lo와 같은 수준(level) 및 편차(deviation) 조건을 감지합니다. 구성은 이벤트 영역(event area)을 생성하고, 알람을 계층적으로 조직(hierarchical organization)하며, 한계값(limit)과 우선순위(priority)를 설정하는 방식으로 이루어집니다. OPC-A&E 알람 생성기 서버는 OPC-DA 클라이언트(OPC-DA client)이기도 합니다. 변수는 OPC-DA 서버를 탐색하여 간단히 선택하실 수 있으며, 알람 조건(alarm condition), 트립 레벨(trip levels), 우선순위(priority)를 설정합니다. 추가 옵션으로는 최초 발생 차단(first-out disarm), 억제(suppression), 히스테리시스(hysteresis) 등이 포함될 수 있습니다. 과도하게 많은 알람을 생성하는 경향이 있으며, 이는 불필요한 알람(nuisance alarms)과 알람 폭주(alarm flooding)를 초래할 수 있습니다. 따라서 알람은 신중하게 생성하고, 우선순위는 체계적으로 부여하시기 바랍니다.
Figure 27-7: OPC-A&E Alarm Generator (Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.4.2 알람 디스플레이(Alarm Display)
알람 요약 디스플레이(alarm summary display)는 HMI 그래픽에 내장될 수 있으며, 알람을 목록 형태로 표시하고 운영자가 이를 확인(acknowledge)할 수 있도록 합니다. OPC-A&E 디스플레이 클라이언트는 여러 서버로부터 알람을 구독할 수 있습니다. 통신 관련 설정은 이미 서버에 구성되어 있으므로 HMI 소프트웨어에서 별도로 설정하실 필요는 없습니다.
27.4.3 서버 필터링(Server Filtering)
알람 디스플레이 및 로거 클라이언트가 서버로부터 알람을 구독할 때, 각 클라이언트가 관심 있는 알람만을 선별할 수 있도록 서버에 필터(filter)를 지정합니다. 필터링은 영역(area), 유형(type), 우선순위(priority) 등을 기준으로 설정됩니다.
27.4.4 알람 및 이벤트 데이터 필드(Alarm & Event Data Field)
A&E 서버로부터 수신되는 모든 정보가 디스플레이, 데이터베이스 기록, 또는 인쇄에 필요한 것은 아닙니다. OPC-A&E 클라이언트를 구성할 때, 필요한 데이터 필드(data fields)를 선택하여 설정하실 수 있습니다.
Figure 27-8: Selecting Columns for the Data Fields (Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.4.5 알람 요약 디스플레이(Alarm Summary Display)
알람 요약 디스플레이(alarm summary display)는 OPC-A&E 클라이언트입니다. 디스플레이를 구성할 때는 구독 필터(subscription filters) 설정, 표시할 데이터 필드(data fields) 선택, 배경색(background color) 등 외관 구성 요소를 설정합니다. 알람의 우선순위는 색상(color), 깜빡임(blinking), 소리(sound) 등을 통해 구분됩니다.
27.4.6 알람 및 이벤트 작업(Working with Alarms and Events)
알람 요약 디스플레이에서는 알람을 시간 순서(chronologically) 또는 우선순위(priority) 등의 다른 기준에 따라 정렬할 수 있습니다. 알람을 확인(acknowledge)하고, 주석(comment)을 입력하는 것도 가능합니다.
27.4.7 알람 로거 구성(Alarm Logger Configuration)
알람 로거(alarm logger)는 OPC-A&E 클라이언트입니다. 로거를 구성할 때는 구독 필터(subscription filters) 설정, 데이터 필드(data fields) 선택, 그리고 데이터베이스 또는 프린터로의 로깅 여부를 설정합니다.
데이터베이스 로거(database logger)는 먼저 SQL 데이터베이스 엔진(SQL database engine)과 같은 하위 데이터베이스와의 연결을 설정해야 하며, 일반적으로 ODBC 또는 OLE_DB를 통해 수행되며 로그인 정보와 비밀번호가 필요합니다. 이력 알람 및 이벤트에 대해서는 별도의 OPC 버전(OPC flavor)은 존재하지 않습니다.
27.5 보고서(Reports)
이력 추세(historical trend)뿐만 아니라 알람 및 이벤트 데이터(alarm and event data)는 데이터베이스에 저장됩니다. ODBC 및 OLE_DB는 데이터베이스에서 데이터를 추출하여 필터 기준에 따라 보고서를 생성하는 데 사용되는 주요 개방형 기술입니다. 보고서 디스플레이(report display)는 그래픽에 내장되거나 독립 실행형 도구로 제공될 수 있습니다. 일반적으로 로깅 애플리케이션(logging application)과 보고서 도구(reporting tool)는 반독점적(semi-proprietary) 관계를 가집니다. 개방형 표준이 없다면 데이터베이스에서 데이터를 추출하는 것은 거의 불가능합니다.
27.5.1 구성(Configuration)
이력 추세 로거(historical trend loggers) 및 알람·이벤트 로거(alarm and event loggers)는 일반적으로 데이터베이스에서 정보를 추출하고 미리 정의된 레이아웃에 따라 표시하도록 사전 구성된 보고서 도구(reporting tool)를 함께 제공합니다. HMI 보고서 구성(report configuration)에는 보고서 형식(report format) 설계와 보고서 생성 시점(예: 일간, 주간, 월간 등) 설정이 포함될 수 있습니다.
27.5.2 알람 보고서(Alarm Report)
알람 보고서(alarm report)는 데이터베이스 및 테이블 선택, 적절한 필터(filter) 정의, 화면 표시(on-screen) 또는 인쇄 출력(print presentation) 방식 선택을 통해 구성됩니다.
27.5.3 이력 보고서(Historical Report)
이력 보고서(historical report)는 특정 태그(tag)나 시간 구간(time window)을 기준으로 기록된 데이터의 일부를 추출한 것입니다. 해당 데이터는 파일로 내보낼 수 있으며, 구성은 데이터베이스(database), 태그(tags), 시간 범위(time span)를 선택하여 설정합니다.
27.5.4 고급 및 범용 보고(Advanced and Generic Reporting)
자유 형식 보고 도구(free format reporting tools)는 보고서 양식(form design)을 보다 유연하게 구성할 수 있도록 해줍니다. 데이터베이스 필드(database fields)는 보고서 디자인에 드래그 앤 드롭(drag and drop) 방식으로 추가할 수 있습니다.
27.5.5 보고서 배포(Distributing Reports)
보고서는 화면에 표시(on screen)하거나, 종이에 인쇄(print), 팩스 전송(fax), PDF 파일(.PDF)로 저장, 웹 페이지(Web page) 또는 이메일(e-mail) 형식으로 제공할 수 있습니다.
27.6 스크립트(Scripts)
Microsoft Office 및 기타 애플리케이션에서 사용되는 VBA 언어는 HMI 스크립트에서 주로 사용되는 언어입니다. VBA의 구성 요소는 함수(functions), 문(statement), 메서드(methods), 속성(properties), 객체(objects), 이벤트(events) 등입니다. VBA 함수는 프로그램 흐름 제어(program flow control), 데이터 변환(data conversion), 파일 관리(file management), 파일 접근 및 인쇄(file access and printing), 산술(arithmetic), 비교(comparison), 논리(logic), 문자열 처리(text string manipulation) 등 다양한 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 자주 사용되는 키워드로는 IF…THEN…ELSE, FOR…NEXT, GO TO 등이 있습니다. HMI 소프트웨어에는 OPC 지원을 포함한 라이브러리(libraries)가 함께 제공됩니다. VBA는 ActiveX 구성 요소 및 OLE 자동화(OLE automation)를 지원하는 애플리케이션과 함께 사용할 때 가장 강력한 기능을 발휘합니다.
Figure 27-9: VBA Script for Third-Party ActiveX Component Accesses OPC Data
(Screenshot: SMAR SYSTEM302)
27.7 휴먼 엔지니어링(Human Engineering)
제어실에 컴퓨터가 도입되면서 운영자의 작업 방식이 변화하였습니다. 작업자는 마우스와 키보드를 반복적으로 사용하면서 앉아 있는 시간이 길어졌고, 이로 인해 허리와 손에 통증이 발생할 수 있습니다. 목을 비트는 자세, 팔을 과도하게 뻗는 동작, 오랜 시간 동일한 자세를 유지하는 것 등은 통증과 혈액 순환 장애를 유발합니다. 눈의 피로는 눈부심이나 부적절한 조명으로 인해 발생할 수 있습니다. 적절한 인체공학적 설계는 부상 감소, 보상 청구 감소, 근무 손실일 감소로 이어집니다. 휴먼 엔지니어링은 제어 센터 설계 및 선택에서 중요한 요소입니다.
Figure 27-10: Ergonomics Improve Operator Performance (Courtesy: Evans Console)
27.7.1 인체공학적 운영자 콘솔(Ergonomic Operator Consoles)
인체공학은 제어 센터 설계에 필수적으로 포함되어야 합니다. 위험을 최소화하기 위해, 운영자가 하루 동안 자세를 바꿀 수 있도록 설계된 인체공학 기준의 제어실 가구를 사용하는 것이 바람직합니다. 이러한 콘솔은 다양한 체형의 운영자에게 맞게 조절이 가능하며, 불편함이 줄어들면 피로가 감소하고, 성능 향상, 생산성 증가, 집중력 향상, 작업 품질 향상으로 이어집니다.
조절 가능한 작업면(variable work surfaces)은 다양한 사용자에게 적합하며, 앉거나 서서 작업할 수 있도록 설계됩니다. 모니터는 회전 암(swivel arm)에 장착되어 시선 방향(line-of-sight), 최적의 시야각(viewing angle), 최소한의 눈부심(glare)을 확보할 수 있습니다. 눈부심 방지 모니터 차단막(anti-glare monitor shields)은 눈의 피로를 줄여줍니다. 콘솔 아래 충분한 다리 공간(leg room)도 중요하며, 손목의 편안함을 위해 날카로운 모서리를 제거해야 합니다. 일부 콘솔은 버튼 하나로 작업면을 앉은 높이에서 선 높이로 조절할 수 있도록 설계되어 있습니다.
27.7.2 조명(Lighting)
컴퓨터 모니터의 조도 수준(illumination level)은 500~1,000럭스(lux, 1제곱미터당 1루멘의 밝기)여야 합니다. 눈부심(glare)을 최소화할 수 있도록 조명을 설치하시기 바랍니다. 각 작업면에 대해 조절 가능한 작업 조명(task lighting)을 사용할 수도 있습니다. 디스플레이 장치 표면의 눈부심은 모니터에 눈부심 방지 유리(antiglare glass)나 소재(materials)를 사용하여 줄일 수 있습니다. 특히 음극선관(CRT) 모니터의 경우, 모니터 상단을 덮는 차광 후드(shading hoods)를 사용하는 것이 좋습니다. 각도 조절이 가능한 모니터도 눈부심과 반사를 줄이는 데 도움이 됩니다.
27.7.3 정보 표현(Information Presentation)
Windows 운영 체제로부터 HMI 소프트웨어가 물려받은 거의 무한한 그래픽 기능은 그래픽을 지나치게 예술적으로 만들거나 정보를 과도하게 추가하는 경향을 쉽게 유발할 수 있습니다. 과거에는 디스플레이가 16색의 단순한 심볼로 제한되었지만, 오늘날에는 공정 흐름 모사 디스플레이(process flow mimic display)를 3D 렌더링, 사진, 실시간 스트리밍 영상으로 표현할 수 있습니다. 네트워크 기반 계측기(networked instrumentation)를 통해 하나의 계측기에서 수백 개의 파라미터를 표시하는 것도 가능합니다.
실제와 유사한 그래픽(true-to-life graphics)은 일정 수준까지는 유용하지만, 과도하게 사용되면 화면이 복잡해져 사용이 어려워집니다. 정보를 지나치게 많이 추가하면 핵심 파라미터를 찾기 어려워집니다. DCS 스타일(DCS-style)의 디스플레이는 계층적으로 구성되어, 공정 흐름 모사 화면이나 개요 화면에서 페이스플레이트 그룹(faceplate group) 화면, 그리고 튜닝 상세(tuning detail) 화면까지 점점 더 상세한 정보로 내려갈 수 있도록 되어 있습니다.
고급 HMI 소프트웨어는 그래픽을 계층화(layered)할 수 있어, 운영자가 정보가 가득한 화면에서 기본 정보만 있는 화면으로 확대 축소(zooming)하여 덜 중요한 정보를 숨기고 화면을 정리(declutter)할 수 있습니다.
알람 시스템은 운영을 방해하지 않고 지원할 수 있도록 신중하게 설계되어야 합니다. 공정 이상이나 고장 상황에서 알람 폭주(alarm flooding)를 방지하기 위해 설계 단계에서 조치를 취하는 것이 중요합니다. 일반적인 기준으로는, 큰 이상 발생 후 처음 10분 동안 생성되는 알람 수가 10개를 넘지 않도록 설계해야 합니다. 다른 기본 원칙으로는, 알람은 정상적이고 예상된 상황이 아닌, 비정상적이고 예기치 않은 이벤트에만 설정해야 합니다. 알람의 최대 10%만을 높은 우선순위(high priority)로, 최대 20%만을 중간 우선순위(medium priority)로 지정하며, 하나의 알람에 대해 사전 알람(pre-alarm)은 하나만 설정해야 합니다.
알람은 공정 이상이 초기 단계에서 발생했을 때 운영자의 주의를 끌기 위한 유용한 수단입니다. 특히 공정이 정상적으로 운영될 때는 거의 변화가 없고 지루할 수 있기 때문에 더욱 그렇습니다. 그러나 고장이나 이상 상황에서는 실제 문제의 연쇄 효과(ripple effect)로 인해 많은 알람이 연속적으로 발생할 수 있습니다. 이 경우 운영자는 알람 폭주에 대응할 수 없으며, 알람 자체로는 실제 문제를 파악하기 어렵습니다.
알람 폭주를 방지하기 위해서는 운영자에게 새로운 정보나 유용한 정보를 제공하지 않는 불필요한 알람(nuisance alarms)을 구성하지 않아야 합니다. 이러한 알람에는 이미 보고된 문제의 직접적인 결과로 발생하는 알람, 운영자가 아무런 조치를 취할 수 없는 상황, 또는 조치가 필요하지 않은 상황 등이 포함됩니다.
Engineering Equipment Materials and Users Association(EEMUA)의 Specification 191은 알람 관리에 대한 유용한 지침을 제공합니다.
EEMUA Specification 191에 따르면 알람은 다음과 같아야 합니다:
- 관련성 있음(Relevant): 운영자의 우선순위에 부합하고 정당한 정보
- 고유함(Unique): 이전 알람에서 이미 알았던 내용을 반복하지 않음
- 적시성(Timely): 너무 이르거나 너무 늦지 않음
- 우선순위 부여(Prioritized): 긴급성 또는 심각도를 나타냄
- 이해 가능함(Understandable): 명확하고 쉽게 이해할 수 있는 메시지
- 진단 기능(Diagnostic): 문제를 찾는 데 도움을 줌
- 조치 안내(Advisory): 적절한 조치를 식별하는 데 도움을 줌
- 집중 유도(Focusing): 운영자의 주의를 올바른 방향으로 유도함