¿Qué es un sistema HMI?

Un sistema HMI (Human Machine Interface) es una interfaz de usuario que permite comunicar una máquina con un ser humano. Con el uso de un sistema HMI se facilita la comunicación entre la máquina y el operador, con el fin de que éste pueda ejecutar sus tareas correctamente con mayor comodidad y de forma rápida.

Es un sistema que nos permite interactuar con la máquina, con el proceso, con la información, con la operación, con la industria, con las personas, etc. Además, nos permite controlar totalmente la información, es decir, los datos que queremos recibir. También, nos permite interactuar con los procesos de una manera más sencilla, a través de una interfaz que es la pantalla.

Funciones principales de un sistema HMI

Un sistema HMI nos va a permitir tener una monitorización de una manera más eficiente de acuerdo a las necesidades que tengamos y a las necesidades de nuestros clientes. Tomando en cuenta que el sistema es uno de los factores más importantes para que un proceso funcione.

¿Quién puede usar un sistema HMI?

La plataforma que utilizamos es de tecnología muy avanzada, de fácil manejo y que le permitirá a cualquier persona, independientemente de su área de trabajo o su especialización, conseguir un resultado perfecto.
Es fácil de utilizar porque, pese a ser una plataforma de tecnología muy avanzada, cuenta con una interfaz clara y fácil de entender para un operario.

Requisitos que debe tener una máquina para ser controlada por un sistema HMI

Todo sistema HMI debe conectarse a una máquina, puede ser una máquina programada para funcionar de manera automática o una máquina programada para funcionar bajo la intervención de una persona. En el primer caso, la máquina debe tener una interfaz de control, por lo general el bus de campo o el bus de serie. En el segundo caso, la máquina debe tener unas salidas de señal o contactos de mando que puedan ser controlados desde el sistema HMI.

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El bus de campo es una interfaz de control para diversos dispositivos dentro de un sistema. El bus de campo, utiliza unos mensajes de comunicación como base para intercambiar información entre diversos dispositivos. Hasta ahora, existen dos tipos: el bus de campo estándar y el bus de campo industrial.

Para que un sistema HMI sea utilizado para controlar una máquina, es necesario que la máquina esté en comunicación con el bus de campo. En el pasado, esto se lograba instalando una tarjeta de comunicaciones en el PC o en la máquina. Mediante un adaptador se conectaba al bus de campo.

Sin embargo, actualmente es posible que los puertos serie del PC o la máquina sean capaces de manejar el bus de campo. En este caso, el adaptador puede ser eliminado y la máquina puede enviar y recibir mensajes de comunicación con el bus de campo a través del puerto serial del PC o la máquina.

Tipos de HMI o Interfaces Hombre-Máquina

Las interfaces hombre-máquina se pueden presentar en diferentes formatos, desde pantallas en máquinas y monitores de ordenador, hasta pantallas táctiles y dispositivos inteligentes. Independientemente de su formato o de los términos que se utilicen para referirse a ellas, su finalidad es brindar información sobre la máquina de su desarrollo de procesos productivos y de rendimiento.

La información que se recibe de las máquinas se distribuye en dos grandes clases: información estadística y información de control. Estas dos clases de información pueden sintetizarse en una única, la información de supervisión, que recoge la información estadística y de control y proporciona una visión global del sistema.

Estas interfaces Hombre-Máquina (HMI) pueden ser de dos tipos:

  • Pantallas de monitorización.
  • Dispositivos de Entrada y Salida (I/O).

Pantallas de monitorización

Las interfaces Hombre-Máquina de tipo pantallas de monitorización, son sistemas que reconocen el lenguaje de programación de la máquina y proporcionan una representación gráfica de la misma.

Usando una pantalla de monitorización se puede obtener una representación gráfica de la máquina y se puede controlar su funcionamiento a través de los comandos de programación.

Existen una amplia variedad de interfaces HMI que permiten el control de la máquina desde una pantalla, que puede ser de un ordenador o un dispositivo móvil. Las principales utilizadas en el sector son las pantallas táctiles y los terminales de acceso remoto (TAR).

Pantallas táctiles

Son pantallas que presentan información mediante la interacción directa con el usuario, es decir, el usuario toca la pantalla para seleccionar el menú, el botón, etc. El uso de estos accesorios ha ido en aumento en los últimos años, debido al gran desarrollo de los sistemas informáticos, además su uso es muy cómodo y efectivo.

Terminales de acceso remoto (TAR)

Son terminales de computadora que permiten conexiones remotas a una red de área local (LAN), para que un usuario pueda acceder a la red desde cualquier lugar donde se encuentre. Se utilizan para realizar trabajos de oficina desde la casa o el trabajo.

Estas interfaces son de uso muy frecuente en los procesos de control de proyectos industriales, ya que permiten acceder a las máquinas desde cualquier lugar del mundo. Estas herramientas se denominan comunicaciones de datos o herramientas de comunicación, las cuales tienen como finalidad la de permitir la comunicación entre máquina y persona.

Dispositivos de entrada y salida

Se trata de un tipo de interfaz Hombre-Máquina a través de estos dispositivos se instalan y extraen los datos de la máquina. Comúnmente suelen ser dispositivos PLC o sensores que parametrizan los datos que el equipo genera.

Todos los dispositivos de entrada y salida que se utilizan en la industria tienen una forma de comunicación unificada, están integrados en un sistema denominado Dispositivo Universal de Acceso Remoto (DUAR).

¿Cómo elegir correctamente un HMI?

En la actualidad, un HMI (Human Machine Interface) es un elemento básico en todos los sistemas industriales de producción o automatización y permite operar y controlar los procesos de manera más eficiente y segura. Para ello, se debe elegir una interfaz que sea fácil de operar, que resuelva cualquier problema de seguridad de forma óptima y que tenga un diseño que evite distracciones.

El desarrollo de un HMI debe basarse en un proceso de ingeniería de la interfaz de usuario, por lo que no hay que pasar por alto esta fase de desarrollo. Esto reducirá el tiempo y costes de desarrollo del producto y, además, permitirá al cliente utilizar el producto de forma más eficiente desde el principio.

Cuando se desarrolla un sistema de control industrial, el proceso de ingeniería de la interfaz de usuario puede comprender los siguientes pasos:

  • Definir las necesidades del usuario.
  • Analizar los requerimientos.
  • Diseñar la estructura de la interfaz de usuario.
  • Diseñar el aspecto de la interfaz de usuario.
  • Implementar la interfaz de usuario.

Además, un buen HMI precisa de una buena estructura que recoja todas las necesidades del usuario. Por ejemplo, un HMI puede tener un panel TFT para mostrar datos, un teclado para introducir datos e indicaciones, una pantalla de visualización de datos, una pantalla de visualización de alarmas, una pantalla de visualización de estado y una pantalla de visualización de la configuración del producto.

Fases para elegir un HMI sin precipitarse

Fase 1

El diseño de una interfaz de usuario, en el que se han de considerar aspectos como la ergonomía, la funcionalidad, la estética y la tecnología, puede ser un proceso complejo, que requiere comprender la funcionalidad, la ergonomía y la presentación en una sola pieza. Es una tarea compleja, pero no imposible, y hay que planificar bien las fases de desarrollo.

Fase 2

En la segunda fase del proceso de ingeniería de la interfaz de usuario, es necesario realizar un estudio para definir la estructura de la interfaz de usuario. Este aspecto se debe planificar con cuidado; es importante tomar en consideración todos los aspectos del sistema de control industrial. Por ejemplo, se debe considerar cómo se puede llevar a cabo el mantenimiento de forma más eficiente, cómo se debe transmitir la información de forma óptima y cómo se debe proveer de información de la configuración del producto.

Fase 3

En la tercera fase del proceso de ingeniería de la interfaz de usuario, se debe diseñar el aspecto de la interfaz de usuario. Por ejemplo, en el panel TFT se debe incluir una imagen previsualizada de cada zona y una indicación de la ubicación y el nombre de las funciones de cada zona. En algunos productos, es preciso incluir una indicación de los elementos conectados y de los niveles de tensión, así como cualquier información necesaria a los trabajadores. En este caso, se debe considerar cómo se puede mostrar los datos de forma clara y útil.

Fase 4

En la cuarta fase del proceso de ingeniería de la interfaz de usuario, se debe diseñar la implementación de la interfaz de usuario. Esta fase requiere una búsqueda de la mejor manera de presentar los datos y las funciones de la interfaz de usuario. Por ejemplo, se debe considerar cómo los datos deben ser almacenados de forma más eficiente y cómo se deben presentar de forma óptima.

¿Elegir HMI o Sistema SCADA?

Lo más importante es que la diferencia más grande entre un HMI y un SCADA es que el HMI solamente es presentación, o sea, que el HMI puede ser de manejo de planta, una planta de producción, pero su funcionamiento, su control y su producción se encuentra en el SCADA.

El SCADA se encarga de todo ese control, de toda la información que se quiere transmitir, que es la que se va a mostrar en la pantalla del HMI. El HMI no tiene nada que ver con lo que se está haciendo en el SCADA, el HMI solo será una pantalla para mostrar lo que se está haciendo en el SCADA.

En el SCADA, si se tiene una alarma, puede ser una alarma de seguridad, por ejemplo, como una alarma de fuga de gas, o una alarma de una máquina que está quebrada, o una alarma de agua, o una alarma de una falla en una máquina.

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