هل المعلومات المعروضة على واجهة HMI للرافعة الجسرية كثيرة جدًّا بحيث يصعب رؤيتها بوضوح؟ ثلاث خطوات للتحسين: تقسيم مناطق التشغيل · تصنيف الأعطال · عرض البيانات
📌 المبادئ الثلاثة الرئيسية لتحسين تصميم واجهة HMI للرافعة الجسرية: تقسيم مناطق التشغيل (منطقة التحكم 60% + منطقة الحالة 35% + شريط الحالة 5%)، وتصنيف الأعطال (ترميز لوني من ثلاث مستويات + نافذة منبثقة تلقائية + تزامن صوتي وضوئي)، وعرض البيانات (خط كاي تي ≥12 بكسل + تمييز الأرقام + توحيد الوحدات).تم تصميم نظام KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة على أساس شاشة لمس صناعية مقاس 15 بوصة، وهو يدعم التشغيل بالقفازات، ويتمتع بدرجة حماية IP65، ويعمل في نطاق درجات حرارة واسع يتراوح بين -20 و60 درجة مئوية، وقد تم نشره واختباره في أكثر من 200 رافعة جسرية.
تعد واجهة المستخدم (HMI) للرافعة الجسرية النافذة التفاعلية المباشرة بين المشغل والرافعة. فواجهة HMI جيدة التصميم للرافعة الجسرية تتيح للمشغل العثور على الزر المطلوب في غضون 3 ثوانٍ، وتقييم حالة الرافعة في غضون 5 ثوانٍ، وتحديد موقع العطل في غضون 10 ثوانٍ. وعلى العكس من ذلك، فإن الواجهة التي تعاني من فائض المعلومات، أو التي تحتوي على أزرار صغيرة جدًّا، أو التي تتسم بفوضى الألوان، تزيد بشكل ملحوظ من مخاطر الأخطاء التشغيلية. يقدم هذا المقال دليلًا عمليًّا لتصميم واجهة HMI للرافعات من ثلاث أبعاد هي: تقسيم العمليات، وتصنيف الأعطال، وعرض البيانات، وذلك بالاستناد إلى الخبرة العملية في نشر نظام KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة على أكثر من 200 رافعة.
1. تصميم أقسام التشغيل — المبادئ الثلاثة لتقسيم المناطق الوظيفية
تتميز شاشة واجهة المستخدم (HMI) للرافعة الجسرية بمساحة محدودة (عادةً شاشة تعمل باللمس مقاس 15 بوصة، بدقة 1024×768 أو 1280×800)، فكيف يمكن توزيع معلومات التشغيل والحالة والإنذارات بشكل معقول ضمن هذه المساحة المحدودة؟ تتبنى واجهة KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة التصميم الكلاسيكي المكون من ثلاث مناطق: تشغل منطقة التشغيل مساحة 60% من الشاشة (من أعلى اليسار إلى منتصف اليسار)، وتشمل مخططًا توضيحيًا لحالة تشغيل الرافعة الجسرية، وأزرار التحكم في الرفع/الحركة الأفقية/الحركة الرأسية، وتبديل الأوضاع؛ تشغل منطقة الحالة 35% (من أعلى اليمين إلى منتصف اليمين)، وتشمل المعلمات الفورية لكل آلية، وقائمة الإنذارات الحالية، ومعلومات الصيانة؛ بينما يشغل شريط الحالة السفلي 5%، ويعرض مدة تشغيل النظام، وعدد مرات الرفع التراكمية، واستهلاك الطاقة اليومي، والعد التنازلي للصيانة. يتبع تخطيط أزرار التشغيل مبدأ ”الأولوية للجزء العلوي الأيسر” — حيث توضع أزرار الرفع/الإنزال في أعلى منطقة التشغيل (وفقًا لمبدأ ”العملية الأساسية” في علم الهندسة البشرية)، بينما تُرتب أزرار التشغيل والتحكم من الأعلى إلى الأسفل حسب تكرار استخدامها.
| المنطقة | النسبة المئوية للمساحة | الموقع | المحتوى | طرق التفاعل | معدل التحديث |
|---|---|---|---|---|---|
| منطقة التشغيل | 60% | الجانب الأيسر + الوسط | رسم تخطيطي للرافعة · أزرار التحكم · تبديل الأوضاع · ضبط السرعة | النقر باللمس + الضغط المطول | في الوقت الفعلي (50 مللي ثانية) |
| منطقة الحالة | 35% | على اليمين | الحمولة/الارتفاع/السرعة · قائمة الإنذارات · معلومات الصيانة | للقراءة فقط (قابل للتمرير) | في الوقت الفعلي (100 مللي ثانية) |
| شريط الحالة | 5% | أسفل الصفحة | توقيت النظام · حالة الاتصال · إحصائيات التشغيل · العد التنازلي للصيانة | للقراءة فقط | 1 ثانية |
مواصفات أبعاد الأزرار:يبلغ الحجم الأدنى لأزرار التشغيل التي تعمل باللمس 48×48 بكسل (حوالي 12.7×12.7 ملم، بحساب 96 نقطة في البوصة)، ويجب أن تكون المسافة بين الأزرار المتجاورة ≥8 بكسل. تم توسيع حجم أزرار التشغيل الرئيسية، مثل «الرفع» و«الخفض»، إلى 64×48 بكسل. يجب أن يكون زر الإيقاف الطارئ على شكل زر دائري أحمر خاص، بقطر ≥72 بكسل، ويتم وضعه في الزاوية العلوية اليمنى من منطقة التشغيل (بعيدًا عن أزرار التشغيل الأخرى لمنع اللمس العرضي). يجب أن يكون هناك رد فعل بصري عند الضغط على الزر (تغير اللون عند الضغط + مدة الرسوم المتحركة للارتداد عند التحرير ≤200 مللي ثانية) ورد فعل لمسي (صوت صفير قصير من الجرس).
2. عرض تصنيف الأعطال — الترميز البصري بدءًا من الإنذار المبكر وصولاً إلى التوقف عن العمل
قد يصل عدد أنواع الإنذارات التي قد تظهر أثناء تشغيل الرافعة الجسرية إلى أكثر من 50 نوعًا، ومن شأن عرضها جميعًا على الشاشة في آن واحد أن يربك المشغل. لذا، تعتمد واجهة KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة نظامًا لعرض تصنيف الأعطال على ثلاثة مستويات، حيث تساعد الترميز اللوني وآلية النوافذ المنبثقة التلقائية المشغل على التمييز السريع بين مستويات الإنذارات واتخاذ الإجراءات المناسبة.
| المستوى | رمز اللون | طريقة العرض | تنبيهات صوتية | استجابة العملية | أمثلة نموذجية |
|---|---|---|---|---|---|
| L1 طبيعي | الأخضر #22c55e | الرموز الصغيرة في منطقة الحالة | 无 | التشغيل العادي | جميع القيم ضمن المعدلات الطبيعية |
| تنبيه L2 | الأصفر #f59e0b | قائمة منطقة الحالة + إطار وامض | صوت قصير متقطع (500 مللي ثانية) | يمكن متابعة العملية | درجة حرارة المحرك 72/85 درجة مئوية · تآكل المكابح |
| إنذار L3 | أحمر #ef4444 | نافذة منبثقة بملء الشاشة + وضع منطقة الحالة في المقدمة | صوت صفير مستمر (يحتاج إلى تأكيد) | الحد الأقصى التلقائي للسرعة 50% | حمل زائد 110% · تشغيل حد أقصى · عطل في محول التردد |
| L4 التوقف الطارئ | أحمر غامق #b91c1c | شاشة كاملة + وميض النص | صوت صفير عالي مستمر | إيقاف التشغيل فوراً | الضغط على زر التوقف الطارئ · الحمولة الزائدة 125% · تعطل المكابح |
سجل التنبيهات:يتم تسجيل جميع أحداث الإنذار تلقائيًا في الذاكرة المحلية لوحدة واجهة المستخدم (HMI) (مع الاحتفاظ بأحدث 10,000 سجل بشكل دوري)، ويتضمن كل سجل نوع الإنذار ووقت حدوثه ووقت الاستعادة وسجل تأكيد المشغل. يمكن للمشغل الرجوع إلى السجلات للاطلاع عليها من خلال زر ”سجل الإنذارات” الموجود في منطقة الحالة. كما يقوم نظام الإنذارات KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة بإرسال الإنذارات عبر بروتوكول MQTT إلى منصة البيانات الضخمة، ويتفاعل مع قمرة القيادة عن بُعد — حيث يؤدي تشغيل الإنذار على وحدة التحكم إلى تشغيل إشارات صوتية وضوئية على وحدة التحكم عن بُعد.
3. تحسين البيانات — التوازن بين كثافة المعلومات وسهولة القراءة
يجب أن تعرض واجهة المستخدم (HMI) للرافعة الجسرية أكثر من 20 معلمة في الوقت الفعلي في آن واحد (الحمولة، ارتفاع الرفع، موقع العربة الرئيسية، موقع العربة الفرعية، سرعة كل آلية، تيار/درجة حرارة المحرك، حالة المكابح، إجمالي مدة التشغيل، إلخ). كيف يمكن للمشغل العثور بسرعة على المعلومات الأساسية بمجرد إلقاء نظرة سريعة؟ فيما يلي مواصفات عرض البيانات الخاصة بواجهة المستخدم KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة:
الحجم الأدنى للنص:النص الصيني ≥12px (خط Song/Microsoft YaHei)، المعلمات الرقمية ≥16px (خط Consolas ذو العرض الثابت، لتسهيل المقارنة السريعة بين القيم)، تسميات الأزرار ≥14px. يتم تكبير حجم خط المعلمات الرئيسية (الحمولة، الارتفاع، السرعة) إلى 20~24px، مع استخدام بطاقات شفافة داكنة اللون في الخلفية لإبرازها. تُعرض البيانات بالصيغة القياسية ”الاسم + القيمة + الوحدة” (مثل ”الحمولة 8.5t / 32t”)، مع استخدام الاختصارات القياسية في القطاع بشكل موحد للوحدات (t، m، m/min، °C، A، kW، kWh).
دقة عرض الأرقام:يُعرض الحمل بدقة تصل إلى 0.1 طن (نطاق 32 طنًا)، ويُعرض الارتفاع بدقة تصل إلى 0.1 متر (نطاق 20 مترًا)، ويُعرض السرعة بأرقام صحيحة بالمتر/دقيقة (الرفع من 0 إلى 20 متر/دقيقة، والتحرك من 0 إلى 40 متر/دقيقة)، ويُعرض التيار بدقة تصل إلى 1 أمبير (نطاق 100 أمبير)، وتُعرض درجة الحرارة بأرقام صحيحة بالدرجة المئوية. فالدقة الزائدة لا فائدة منها، بل إنها تزيد من صعوبة القراءة. ويُفضل العرض المقارن على القيم المطلقة — على سبيل المثال، يُسهل عرض ”8.5 طن / 32 طن” على المشغل تقدير نسبة الحمولة (26.6%) أكثر من عرض ”8.5 طن” بمفرده. تقوم واجهة KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة بتركيب شريط تقدم بنسبة مئوية على خلفية معلمات الحمولة ودرجة الحرارة (الأخضر 0~80%، الأصفر 80~95%، الأحمر 95~100%)، مما يتيح للمشغل تقييم هامش الأمان بنظرة واحدة.
|
48 بكسل
الحجم الأدنى لأزرار اللمس
حوالي 12.7 مم، يمكن تشغيله أثناء ارتداء القفازات
|
المستوى 4
نظام تصنيف الأعطال
عادي → تنبيه مسبق → إنذار → توقف طارئ
|
60%
نسبة مساحة منطقة التشغيل من المساحة الإجمالية
تركيز أزرار التشغيل الأساسية في مكان واحد
|
|
200 مللي ثانية
تأخر استجابة الأزرار
اضغط على زر تغيير اللون + التأكيد اللمسي
|
10,000 سجل
سعة سجل التنبيهات
التخزين الدائري، قابل للتتبع
|
أكثر من 200 وحدة
عدد وحدات KR-HMI المثبتة
التحقق في مجالات الصلب/الكيماويات/مواد البناء
|
4. واجهة إعداد المعلمات — بوابة الأمان لفريق الصيانة
تعد واجهة إعداد المعلمات المنطقة ذات الصلاحيات الأعلى في واجهة HMI، حيث تتضمن عناصر التكوين التي تؤثر بشكل مباشر على التشغيل الآمن للجهاز، مثل معلمات محول التردد، وعتبات الحد الأقصى، وإعدادات الحمل الزائد، ومعلمات PID، وغيرها. معايير تصميم واجهة إعداد المعلمات KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة: نظام تحكم ثلاثي المستويات في الصلاحيات (المشغل → مهندس الصيانة → المسؤول)، حيث يتم التحقق من كل مستوى من الصلاحيات عبر المصادقة الثنائية باستخدام كلمة المرور + الرمز السري (PIN). يقتصر حق الوصول للمشغل على عرض المعلمات (قراءة فقط)، بينما يمكن لمهندس الصيانة تعديل المعلمات غير المتعلقة بالسلامة (زمن التسارع والتباطؤ، وحدود السرعة)، أما المسؤول فيمكنه تعديل جميع المعلمات (بما في ذلك عتبات الحدود وإعدادات الحمل الزائد). يتم تسجيل كل تعديل للمعلمات تلقائيًا، بما في ذلك اسم الشخص الذي أجرى التعديل ووقت التعديل والقيم قبل وبعد التعديل.
معايير التفاعل مع واجهة الإعدادات:يتم إدخال القيم باستخدام لوحة أرقام منبثقة (حجم المفاتيح ≥54×54 بكسل) مقترنة بأزرار التدرج (ثلاث مستويات: ±1/±10/±100)، وتدعم طريقتين للإدخال: اللمس المباشر والضبط بواسطة المفتاح الدوار. عند تعديل المعلمات الأمنية الرئيسية (مثل قيمة إعداد الحمولة الزائدة)، يظهر مربع حوار للتأكيد مرة ثانية ويُطلب إدخال سبب التعديل بشكل إلزامي. وعندما تتجاوز قيمة المعلمة النطاق الآمن، يتحول لون إطار مربع الإدخال إلى اللون الأحمر ويتم منع الحفظ. ويُعرض دائمًا في الزاوية العلوية اليسرى من واجهة المعلمات مستوى الصلاحيات الحالي والوقت المتبقي للعمل (يتم القفل تلقائيًا بعد 5 دقائق من الخمول). كما تدعم واجهة إعداد المعلمات في KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة إمكانية ضبط المعلمات عن بُعد من خلال شاشة اللمس في قمرة القيادة عن بُعد — لمزيد من المعلومات حول التحكم عن بُعد، يرجى الرجوع إلىتحليل تقنية قمرة القيادة عن بُعد للرافعة الجوية. لمزيد من التفاصيل الفنية حول نظام HMI الكامل، يمكن الرجوع إلىالحل الشامل لمنصة التحكم عن بُعد في الرافعات الجسرية。
الأسئلة الشائعة (FAQ)
سؤال: ماذا أفعل إذا كانت شاشة اللمس HMI غير واضحة في ضوء الشمس الساطع بالخارج؟
الإجابة: اختارت شركة كرود للصناعات الثقيلة (KR-HMI) حل الشاشة الخارجية عالية السطوع: سطوع 1,000 نيت (مقارنةً بالشاشات الصناعية العادية التي تتراوح بين 300 و500 نيت)، مع تقنية التلصيق البصري (لتقليل الانعكاس الداخلي)، ومعالجة AG المضادة للوهج (قيمة التعتيم 25%). تم التحقق من قابلية قراءة الشاشة في ظروف الإضاءة المباشرة الخارجية من خلال اختبار نطاق درجات حرارة واسع يتراوح بين -20 درجة مئوية و60 درجة مئوية. إذا كانت الإضاءة المحيطة لا تزال شديدة، يمكن تشغيل ”الوضع الليلي” لواجهة HMI (عكس الألوان، حروف بيضاء على خلفية داكنة). يُنصح بتجنب تركيب منصة التشغيل في زوايا التعرض المباشر لأشعة الشمس، واختيار التركيب على الجانب المحمي من أشعة الشمس في كابينة قيادة الرافعة الجسرية.
سؤال: هل يمكن للمشغل استخدام الشاشة التي تعمل باللمس وهو يرتدي قفازات سميكة؟
الإجابة: تستخدم شاشة اللمس KR-HMI تقنية اللمس السعوي الإسقاطي (PCAP)، وتدعم التشغيل أثناء ارتداء القفازات (بسماكة ≤3 مم، ويوصى باستخدام قفازات من خيوط القطن أو قفازات جلدية رقيقة). يمكن ضبط حساسية اللمس (5 مستويات من الحساسية)، ويكون الإعداد الافتراضي من المصنع هو المستوى 3 (تسمح باللمس من خلال قفازات بسمك 2 مم). إذا كان على المشغل ارتداء قفازات سميكة ذات درجة مقاومة عالية للقطع (أكثر من 3 مم)، يُوصى بتركيب لوحة توسعة بأزرار مادية (8 أزرار ميكانيكية + زر إيقاف طارئ واحد)، يتم توصيلها بواجهة HMI عبر USB أو GPIO، لتكون بمثابة نسخة احتياطية للتشغيل باللمس. لا يُنصح باستخدام شاشات اللمس المقاومة (عمرها الافتراضي قصير، ونسبة نفاذية الضوء منخفضة، ولا تدعم اللمس متعدد النقاط).
سؤال: هل يدعم KR-HMI لغات متعددة؟
الإجابة: نعم. يحتوي جهاز KR-HMI على واجهة ثنائية اللغة بالصينية والإنجليزية، ويمكن التبديل بين اللغتين بنقرة واحدة من قائمة الإعدادات. تستخدم الواجهة الصينية خطوطًا متجهة (وليس نقطية) في جميع النصوص، وتدعم تغطية كاملة لمجموعة أحرف GB18030. يتكيف تخطيط واجهة المستخدم تلقائيًا عند التبديل بين اللغتين الصينية والإنجليزية — حيث يزيد طول النص الإنجليزي في المتوسط بمقدار 30% عن النص الصيني، ويتم تعديل عرض الأزرار تلقائيًا بين اللغتين (يزيد عرض الأزرار بمقدار 20% في الوضع الإنجليزي). كما يمكن لشركة كرود للصناعات الثقيلة توفير تخصيص للغات الأقل انتشارًا مثل الروسية والإسبانية، وتبلغ تكلفة توطين لغة جديدة حوالي 5,000 إلى 10,000 يوان، وتستغرق العملية من 2 إلى 3 أسابيع.
سؤال: هل يمكن تزويد الرافعة القديمة بواجهة HMI؟
الإجابة: نعم. ينطبق حل تركيب واجهة المستخدم (HMI) من شركة Krude Heavy Industry على الرافعات الجسرية التي تعمل بنظام تحكم PLC حالي (مثل Siemens S7-1200/1500، وMitsubishi FX5U، وسلسلة Huichuan AC800، وغيرها). تتواصل واجهة HMI مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) عبر بروتوكولات Profinet/Modbus TCP/RS485، دون تغيير البرنامج الأصلي لوحدة PLC — ما عليك سوى إضافة كتلة قاعدة بيانات (DB) لتعيين المعلمات المطلوب مراقبتها والتحكم فيها إلى منطقة الاتصال بواجهة HMI. تستغرق مدة تركيب واجهة HMI على الرافعات الحالية النموذجية من يوم إلى يومين لكل وحدة (بما في ذلك تركيب واجهة HMI، وتكوين الاتصالات، واختبار الواجهة)، دون التأثير على سير الإنتاج العادي. إذا كانت الرافعة لا تحتوي على وحدة PLC (وتتم التحكم في السرعة بواسطة وحدة تحكم الكامة)، فيجب الترقية المتزامنة إلى نظام التحكم بواسطة وحدة PLC — من خلال حل التحسين المتكامل الذي يشمل تركيب وحدة PLC + محول التردد + واجهة HMI، وتستغرق هذه العملية من 5 إلى 7 أيام لكل وحدة.
يؤثر جودة تصميم واجهة HMI للرافعات بشكل مباشر على كفاءة التشغيل والسلامة. وقد خضع نظام KR-HMI من شركة كرود للصناعات الثقيلة لاختبارات هندسية على أكثر من 200 رافعة، ويشمل ثلاثة خيارات للأحجام: الشاشة القياسية مقاس 15 بوصة، والشاشة المدمجة مقاس 10 بوصات، والشاشة الاقتصادية مقاس 7 بوصات. للحصول على نظام KR-HMI التجريبي (نسخة محاكاة قابلة للتشغيل على أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows) أو الحلول التقنية، يرجى الاتصال بفريق الدعم الفني في شركة Krude Heavy Industry.
📌 توصيات بشأن المعايير ذات الصلة
