Technology
タッチパネル画面設計
(タッチパネルがめんせっけい)
タッチパネル画面設計
タッチパネル画面設計とは、設備の運転状態や計測値を表示し、作業者が運転・停止、条件設定、手動操作、警報確認などを行うための操作画面を設計することです。
タッチパネルはPLC、計量コントローラ、インバーター、センサなどと通信し、設備の情報を作業者へ伝えます。画面上の操作はPLCへ送られ、PLC側で安全条件や運転条件を確認したうえで機器を動作させます。
単にスイッチやランプを画面へ置き換えるのではなく、設備の状態を把握しやすくし、誤操作を防ぎ、異常発生時の原因確認と復旧を支援することが画面設計の重要な役割です。
タッチパネルとPLCの役割
タッチパネルは、PLC内のデータを読み出して画面に表示し、作業者が入力した指令や設定値をPLCへ書き込みます。
主な表示・操作内容には、次のものがあります。
- モーターやバルブなどの運転状態
- 重量、温度、圧力、流量などの計測値
- 運転・停止、品種選択、条件設定
- 手動操作とメンテナンス操作
- 警報内容、異常履歴、運転実績
安全条件、機器間のインターロック、運転順序、異常判定などの主要な制御はPLC側で行うことが基本です。タッチパネルが故障した場合や通信が切れた場合でも、設備が危険な動作をしない構成にします。
主な画面構成
設備モニター画面
設備全体の状態を確認する画面です。モーター、コンベア、ゲート、計量器などを配置し、停止、運転、異常、手動操作中といった状態を色や文字で表示します。
現在の工程、品種名、目標値、実績値など、日常運転で必要な情報を一画面に整理します。
自動運転・条件設定画面
品種、配合、目標重量、速度、運転回数などを設定します。入力可能な上下限を設け、設備能力を超える値や負の値などを登録できないようにします。
頻繁に使用する条件は品種ごとに登録し、呼び出して使用する構成もあります。
手動操作画面
モーター、シリンダ、バルブなどを個別に操作する画面です。試運転、清掃、点検、異常復旧などで使用します。
手動操作でも安全条件を無効にするのではなく、自動運転との同時操作防止、関連機器の状態確認、動作範囲の制限などを行います。
警報・履歴画面
現在発生している異常と、過去の異常履歴を表示します。警報名だけでなく、発生箇所、発生時刻、確認項目を表示すると復旧しやすくなります。
最初に発生した異常を特定できるようにすると、設備停止に伴って連鎖的に発生した警報と区別できます。
メンテナンス画面
センサ入力、PLC出力、通信状態、積算運転時間などを確認します。通常運転では不要な詳細情報を整理し、故障箇所の切り分けを支援します。
見やすい画面を設計するポイント
重要な情報を目立たせ、日常的な操作を少ない画面遷移で行えるようにします。
- 状態ごとの色と表示ルールを統一する
- 文字や数値を十分な大きさにする
- 数値には単位と小数点桁数を表示する
- 操作ボタンの大きさと間隔を確保する
- 現在の運転モードや選択条件を常に表示する
色だけで状態を区別すると分かりにくい場合があるため、「運転中」「異常」などの文字や記号も併用します。
誤操作を防ぐ設計
設備停止につながる操作、設定変更、データ削除などには、確認画面、長押し操作、パスワードなどを使用します。
運転担当者、保守担当者、管理者で操作権限を分けることで、重要な設定を不用意に変更されることを防ぎます。
数値入力はタッチパネル側で範囲を制限するだけでなく、PLC側でも上下限を確認します。通信異常や画面設定の誤りがあっても、不適切な値を制御へ使用しないようにします。
手動操作の安全性
手動画面は保守作業に必要ですが、設備を個別に動かせるため、誤操作の影響も大きくなります。
- 自動運転中は手動操作を禁止する
- 安全扉や非常停止の状態を確認する
- 干渉する機器の位置を確認する
- 必要に応じて押している間だけ動作させる
- 動作中の機器を画面上で明示する
安全に関わる停止機能は、タッチパネルのソフトウェアだけに依存せず、安全回路や安全機器で構成します。
通信異常時の処理
PLCとタッチパネルの通信が途絶えると、画面上の表示が更新されなくなります。古い表示を現在状態と誤認しないよう、通信異常を明確に表示します。
タッチパネルから一定時間だけ有効な操作信号をPLCへ送る場合は、通信断後も運転指令が残り続けないようにします。
複数のPLCや計量コントローラと通信する場合は、機器ごとに通信状態を表示すると、故障箇所を特定しやすくなります。
警報表示と復旧支援
警報は、設備停止を伴う異常、運転継続可能な注意、保守時期の通知などに分類します。
警報画面には、次の情報を表示すると復旧に役立ちます。
- 異常が発生した機器と場所
- 発生時刻と復旧時刻
- 関連するセンサやインターロック
- 確認する電源、配線、機械状態
- 再起動や原点復帰の要否
異常原因が解消されていない状態で警報リセットだけを行っても、運転を再開できないようにします。
実績保存とトレンド表示
タッチパネルには、計量結果、生産数、異常履歴、設定変更履歴などを保存できます。温度や圧力などの連続データは、トレンドグラフで推移を確認できます。
保存容量、保存周期、ファイル分割、古いデータの扱いを決め、SDカードや上位システムへCSV形式で出力する構成も検討します。
既設タッチパネルの更新
旧型タッチパネルを更新する場合は、画面データの有無、PLCとの通信方式、使用しているアドレス、取付寸法を確認します。
変換ツールで画面データを移行できる場合でも、画面サイズ、使用可能な部品、通信ドライバが異なるため、動作確認が必要です。
既存画面をそのまま再現するだけでなく、警報表示、操作権限、画面遷移、保守情報を見直すことで、操作性と保守性を改善できます。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、設備モニター、自動運転、手動操作、条件設定、警報、メンテナンス、実績表示など、設備用途に応じたタッチパネル画面を設計します。
運転担当者への聞き取りを行い、日常的に確認する情報、操作手順、使用頻度、表示名称を整理したうえで画面構成を検討します。
三菱電機、Pro-face、キーエンス、発紘電機、富士電機、IDECなどのタッチパネルに対応し、PLCとの通信、計量値表示、品種別条件管理、警報履歴、実績保存を構築します。
タッチパネルだけでなく、制御盤、PLCソフトウェア、計量コントローラ、インバーター、センサ、上位システムとの連携まで一体で対応します。
よくある質問
Q. タッチパネルから操作しても機器が動かない原因は何ですか？
A. 自動・手動モード、非常停止、安全扉、関連機器の位置、PLCとの通信状態など、起動条件が成立していない可能性があります。画面上に不成立条件を表示すると確認しやすくなります。
Q. 通信が切れた場合、設備は停止しますか？
A. 設備仕様によって異なります。タッチパネルが監視だけを行う設備では継続運転する場合がありますが、重要な指令を通信している場合は安全側へ停止させます。
Q. 作業者ごとに操作範囲を変更できますか？
A. ユーザー認証を使用し、一般操作、保守操作、設定変更、データ削除などの権限を分けられます。
Q. 警報の原因や復旧方法も表示できますか？
A. 警報ごとに発生箇所、確認項目、復旧手順を表示できます。設備状態に応じて関連画面へ移動する機能も構成できます。
Q. 既設画面を残しながら改善できますか？
A. 操作方法や表示名称を継承しつつ、画面遷移、警報表示、文字サイズ、履歴機能などを改善できます。
関連ワード
同じカテゴリの『ハカル技術辞典』を見る