Wat is ISA-101?
ISA-101 (ANSI/ISA-101.01-2015) is de norm van de International Society of Automation voor het ontwerpen, bouwen en beheren van HMI’s in procesautomatiseringssystemen, met als doel dat operators de procestoestand snel begrijpen en afwijkingen tijdig herkennen. De norm verscheen in 2015 en sluit aan op ISA-18.2 voor alarmmanagement. ISA-101 schrijft geen kleuren of schermen voor, maar een levenscyclus en principes waarmee een organisatie haar eigen consistente HMI-standaard opstelt. De bekendste uitwerking daarvan is de high-performance HMI.
🧠 Waarom is ISA-101 ontstaan?
Tot rond 2010 werden HMI-schermen vaak ontworpen als kleurrijke, fotorealistische afbeeldingen van de installatie, met veel getallen en bewegende elementen. Onderzoek van onder meer het ASM Consortium (Abnormal Situation Management) liet zien dat operators met zulke schermen afwijkingen trager opmerken. Ongevallen werden mede veroorzaakt doordat cruciale informatie niet opviel. ISA-101 bundelt de inzichten uit dat onderzoek in een norm.
🔧 Welke levenscyclus beschrijft ISA-101?
| Fase | Inhoud |
|---|---|
| HMI-filosofie | Uitgangspunten en doelen van het HMI-ontwerp voor de hele organisatie |
| Stijlgids | Concrete regels: kleuren, symbolen, lettertypen, navigatie, schermindeling |
| Toolkit | Herbruikbare objecten en sjablonen in de HMI-software |
| Ontwerp | Taakanalyse van operators, schermhiërarchie, inhoud per scherm |
| Implementatie | Bouwen, testen en trainen |
| Bedrijfsvoering | Dagelijks gebruik, feedback van operators |
| Doorlopende processen | Management of change, periodieke audits, verbetering |
📊 Wat zijn de principes van een high-performance HMI?
| Principe | Uitwerking |
|---|---|
| Grijze achtergrond | Rustig beeld; kleur is gereserveerd voor afwijkingen |
| Kleur betekent iets | Rood en geel alleen voor alarmen; nooit voor normale statussen zoals “motor aan” |
| Informatie in context | Analoge indicatoren met normaal bereik in plaats van losse getallen |
| Schermhiërarchie | Niveau 1 overzicht, niveau 2 procesdeel, niveau 3 detail, niveau 4 diagnose |
| Trends op het scherm | Ingebouwde trends laten zien of een waarde stijgt of daalt |
| Consistentie | Dezelfde symbolen en navigatie op elk scherm en in elke installatie |
| Weinig decoratie | Geen 3D-effecten, animaties of foto’s die aandacht afleiden |
Een vuistregel uit de praktijk: op een goed niveau-1-scherm ziet een operator binnen enkele seconden of de installatie normaal draait, zonder getallen te hoeven lezen.
🔄 Hoe verhoudt ISA-101 zich tot ISA-18.2?
ISA-18.2 bepaalt welke alarmen er zijn, met welke prioriteit en welke actie. ISA-101 bepaalt hoe die alarmen en de overige procesinformatie op het scherm worden getoond. Samen vormen ze de basis voor goede situational awareness in de controlekamer. Een alarm met hoge prioriteit uit ISA-18.2 krijgt in de ISA-101-stijlgids bijvoorbeeld een vaste kleur, vorm en plaats.
❓ Veelgestelde vragen
Wat is een high-performance HMI?
Een high-performance HMI is een HMI-ontwerp volgens de principes van ISA-101 en het ASM Consortium, met grijze achtergronden, kleur alleen voor afwijkingen en informatie in context. Het doel is dat operators afwijkingen sneller opmerken en beter beslissen. Onderzoek liet zien dat operators met zulke schermen afwijkingen duidelijk eerder detecteren dan met traditionele kleurrijke schermen.
Waarom zijn HMI-schermen grijs volgens ISA-101?
HMI-schermen zijn grijs volgens ISA-101 omdat kleur dan alleen wordt gebruikt om afwijkingen aan te geven. Als een scherm vol kleuren staat, valt een rood alarm minder op. Een grijs basisscherm zorgt ervoor dat de aandacht van de operator automatisch naar de afwijking gaat. Grijs vermoeit bovendien minder bij langdurig kijken.
Is ISA-101 verplicht?
ISA-101 is een vrijwillige norm. Steeds meer eigenaren van procesinstallaties nemen de norm op in hun specificaties voor nieuwe of gemoderniseerde besturingssystemen. Bij migraties van een DCS of SCADA-systeem is het een logisch moment om de HMI volgens ISA-101 te herontwerpen.
Wat staat er in een HMI-stijlgids?
Een HMI-stijlgids volgens ISA-101 beschrijft concrete ontwerpregels: welke kleuren voor welke toestanden, welke symbolen voor pompen, kleppen en tanks, lettergroottes, schermindeling, navigatie, weergave van alarmen en trends. De stijlgids zorgt ervoor dat alle schermen in een installatie, ook als ze door verschillende partijen zijn gebouwd, er hetzelfde uitzien.
Hoe begint u met een ISA-101-traject?
Een ISA-101-traject begint meestal met een HMI-filosofie en een stijlgids, opgesteld met operators, procesingenieurs en de HMI-leverancier. Daarna wordt een herbruikbare toolkit gebouwd en worden schermen per procesdeel herontworpen, vaak beginnend met de overzichtsschermen op niveau 1, die de grootste winst in situational awareness opleveren.
Wat zijn de vier niveaus van een HMI-schermhiërarchie?
Een HMI-schermhiërarchie volgens ISA-101 heeft meestal vier niveaus. Niveau 1 geeft een overzicht van het hele verantwoordelijkheidsgebied van de operator, niveau 2 toont een procesdeel voor normale bediening, niveau 3 de details van één apparaat of regelkring, en niveau 4 diagnose- en ondersteunende informatie. Zo navigeert de operator van overzicht naar detail.
Wat is het verschil tussen ISA-101 en EEMUA 201?
ISA-101 is de Amerikaanse norm voor HMI-ontwerp in procesautomatisering. EEMUA 201 is een Britse richtlijn van de Engineering Equipment and Materials Users Association over het ontwerp van operatorinterfaces en controlekamers. Beide delen dezelfde principes, zoals een schermhiërarchie en spaarzaam kleurgebruik; EEMUA 201 besteedt daarnaast meer aandacht aan de inrichting van de controlekamer.
📌 Samengevat
ISA-101 is de norm voor HMI-ontwerp in de procesautomatisering, met een levenscyclus van filosofie en stijlgids tot beheer, en de basis voor high-performance HMI met grijze schermen en kleur alleen voor afwijkingen. Samen met ISA-18.2 voor alarmmanagement zorgt ISA-101 ervoor dat operators afwijkingen sneller zien en beter ingrijpen.