Actividad 5: Describa que es un HMI y cual es su Aplicación en la Industria.
Deberá elaborar un resumen de 4 páginas, explicando que es una Interface
Hombre Maquina y cuál es su aplicación en los sistemas de control automático.
• HMI de Software.
• HMI de Hardware.
HMI (Human Machine Interface) es el dispositivo o sistema que permite el interfaz
entre la persona y la máquina. Es aplicable a sistemas de automatización de
procesos industriales. La interfaz consiste en un hardware y un software que
permiten que las acciones del usuario se traduzcan en señales para la máquina
para obtener un óptimo resultado.
En el HMI las interacciones son bidireccionales, es decir, persona-máquina y
máquina-persona. Las pantallas táctiles pueden considerarse como interfaces de
HMI y pueden incluir sensores de movimiento, teclados y dispositivos periféricos y
cualquier otro tipo de interacción dirigida a mejorar la eficiencia y fiabilidad de los
procesos industriales.
Las principales ventajas de la incorporación de HMI son:
Reducción de errores
Incremento de la eficiencia del sistema y del usuario
Mejora de la eficiencia y productividad del proceso industrial
Facilidad de mantenimiento
Permitir una comunicación con dispositivos de campo
Actualizar los datos de forma dinámica
Visualizar variables mediante objetos animados
Permite al operario enviar señales al proceso.
Supervisar niveles de alarma y actuar en caso necesario
Almacenar los valores de las variables para un análisis estadístico
Pulsadores, selectores y pilotos luminosos extremadamente robustos,
incluso en ambientes severos, como lo demuestra el cumplimiento de las
normas internacionales.
Un toque de estilo para las máquinas y cuadros eléctricos sin
comprometer el coste con nuevas versiones "flush” de metal y de plástico.
Tipos
-Terminales de diálogo
- Terminales gráficos
- Columnas de señalización
- PCs industriales
- Aplicaciones SCADA
Aplicaciones
Los sistemas HMI se utilizan en cualquier industria en cuyo proceso productivo
intervengan diferentes equipos e instalaciones que requieran una monitorización y
control en tiempo real como por ejemplo:
- Control de almacenes: paletizado, lotes, etiquetado, stocks, etc.
- Control de líneas de montaje y producción.
- Industria farmacéutica: procesos BATCH, CIP-SIP, etc.
- Industria alimentación: cadena de frío, embotellado, pasteurización, bebidas,
dosificaciones, etc.
- Gestión de Infraestructuras: alumbrado, climatización, redes eléctricas,
ferrocarriles, etc.
- Industria química: control de reactores, dosificaciones, etc.
- Aguas: control de instalaciones de abastecimiento, EDARs, etc.
- Industria electrónica
- Industria equipamiento médico
Tradicionalmente estos sistemas consistían en paneles compuestos por
indicadores y comandos, tales como luces pilotos, indicadores digitales y
análogos, registradores, pulsadores, selectores y otros que se interconectaban
con la máquina o proceso. En la actualidad, dado que las máquinas y procesos en
general están implementadas con controladores y otros dispositivos electrónicos
que dejan disponibles puertas de comunicación, es posible contar con sistemas de
HMI bastantes más poderosos y eficaces, además de permitir una conexión más
sencilla y económica con el proceso o máquinas, como mostraremos a
continuación.
Tipos de HMI:
Descontando el método tradicional, podemos distinguir básicamente dos tipos de
HMIs:
Terminal de Operador
Consistente en un dispositivo, generalmente construido para ser instalado en
ambientes agresivos, donde pueden ser solamente de despliegues numéricos, o
alfanuméricos o gráficos. Pueden ser además con pantalla sensible al tacto (touch
screen) PC + Software, esto constituye otra alternativa basada en un PC en donde
se carga un software apropiado para la aplicación. Como PC se puede utilizar
cualquiera según lo exija el proyecto, en donde existen los llamados Industriales
(para ambientes agresivos), los de panel (Panel PC) que se instalan en gabinetes
dando una apariencia de terminal de operador, y en general veremos muchas
formas de hacer un PC, pasando por el tradicional PC de escritorio. Respecto a
los softwares a instalar en el PC de modo de cumplir la función de HMI hablamos
a continuación.
Software HMI:
Estos softwares permiten entre otras cosas las siguientes funciones:
Interfase gráfica de modo de poder ver el proceso e interactuar con él, registro en
tiempo real e histórico de datos, manejo de alarmas. Si bien es cierto sólo con la
primera función enunciada es la propiamente HMI, casi todos los proveedores
incluyen las otras dos ya sea en el mismo paquete o bien como opcionales.
También es normal que dispongan de muchas más herramientas. Al igual que en
los terminales de operador, se requiere de una herramienta de diseño o desarrollo,
la cual se usa para configurar la aplicación deseada, y luego debe quedar
corriendo en el PC un software de ejecución (Run Time). Por otro lado, este
software puede comunicarse directamente con los dispositivos externos (proceso)
o bien hacerlo a través de un software especializado en la comunicación, cual es
la tendencia actual.
Comunicación:
La comunicación con los dispositivos de las máquinas o proceso se realiza
mediante comunicación de datos empleando las puertas disponibles para ello,
tanto en los dispositivos como en los PCs.
Actualmente para la comunicación se usa un software denominado servidor de
comunicaciones, el que se encarga de establecer el enlace entre los dispositivos y
el software de aplicación (HMI u otros) los cuales son sus clientes. La técnica
estandarizada en estos momentos para esto se llama OPC (Ole for Proccess
Control), por lo que contamos entonces con Servidores y Clientes OPC, sin
embargo aún quedan algunas instalaciones donde se usaba DDE para este
propósito, como también muchos softwares de aplicación sólo son clientes DDE
por lo que lo usual es que los servidores sean OPC y DDE.
Los dispositivos HMI permiten establecer vínculos comunicativos con los PLC y
con sus sensores de entrada y salida. Esto permite que el usuario pueda obtener y
mostrar información de forma gráfica. Aunque se trata de una herramienta
compleja, es posible personalizarla al máximo para obtener todo tipo de
información. Ofrece una serie de beneficios específicos:
Visualización de datos. Al establecer interfaces de usuario que conectan
directamente con la máquina, facilitan el acceso a toda la información que
el dispositivo ha registrado. Normalmente, estas interfaces son userfriendly, aunque en ocasiones se requiere de perfiles especializados para
tratar con ellas.
Análisis de KPIs. Este concepto hace referencia a los indicadores clave de
desempeño. Sintetizan la información relativa a la eficacia de las acciones
llevadas a cabo en cualquier ámbito. Por ello, permiten mejorar la toma de
decisiones y ayudan a cumplir con los objetivos propuestos. En este
sentido, las interfaces HMI pueden modificar los KPI en función de las
necesidades del proyecto.
Monitorización de inputs y outputs. El imput se conforma por todos los datos
que se introducen en un sistema para obtener un resultado. Por su lado, el
output es la información resultante que se obtiene tras introducir varios
imputs y realizar una serie de operaciones con ellos. Las interfaces
Hombre-Máquina permiten hacer un seguimiento exhaustivo de esta
información.
Configuración de alarmas. Este tipo de vínculos entre humanos y máquinas
permiten establecer alarmas, que se activan cuando tienen lugar cambios
previstos e imprevistos.
Si tenemos en cuenta los elementos mencionados, esta tecnología facilita la
recopilación de datos asociados a las ciudades. Por ejemplo, podemos monitorizar
información acerca del consumo térmico de las ciudades, su gestión energética y
el consumo eléctrico, entre otras cosas.
En realidad, aunque su arquitectura es compleja, es sencillo entender cómo
funcionan las HMI. Básicamente, posibilitan que el ser humano acceda a
interfaces que permiten comunicarse con las máquinas y obtener todo tipo de
información. En este sentido, entran en juego disciplinas como UX (User
Experience) y diseño general de interfaces. El objetivo de HMI es, en definitiva,
facilitar el acceso a los datos a través de la interacción con la máquina que los
genera, así como facilitar su control.
0
