Las pantallas HMI han ido evolucionando con el paso de los años, adaptándose a los avances tecnológicos de la industria 4.0, siendo uno de los dispositivos más utilizados en cualquier ámbito industrial para el control y la supervisión de las cadenas de fabricación por parte de los operarios.
HMI y Pantalla HMI
Las siglas HMI corresponden a la definición Human Machine Inteface (Interfaz Humano-Máquina). La función principal es la de establecer la comunicación entre el operario, la/s máquina/s y los diferentes sistemas o dispositivos.
Esta comunicación puede establecerse desde los pulsadores de una máquina, paneles de control mediante botoneras, hasta la más avanzada pantalla táctil, tabletas y dispositivos móviles entre otros.
En este contexto, el término pantalla HMI, puede aplicarse a cualquier pantalla en la cual un usuario pueda interactuar con un dispositivo, aunque, esta definición, normalmente es aplicada a la industria.
Mediante estas pantallas, la interactuación humano-máquina, se realiza a través del panel de control de las mismas para supervisión y monitorización de la línea de fabricación. De esta forma, el usuario puede ver información y datos en gráficos, sistemas SCADA y MES, gestionar alarmas, cuadro de mandos, etc.
Donde son utilizadas las pantallas HMI
Como anteriormente hemos mencionado, las pantallas HMI son comúnmente utilizadas en la industria. Estas son incorporadas en máquinas, líneas de fabricación e instalaciones industriales para el control de los procesos.
Estas pantallas han sido diseñadas para ser integradas en cualquier tipo de industria incluso en aquellas donde las condiciones termo-higrométricas son adversas, donde existen niveles de temperatura y humedad elevados, o en entornos hostiles donde existe presencia de polvo, material inflamable, zonas ATEX y presencia de productos abrasivos entre otros.
Funcionamiento de un HMI
La incorporación de los sistemas HMI en la industria sirven de gran ayuda para los operarios debido a que los procesos, máquinas o sistemas son monitorizados de forma digital con un análisis de los datos exactos cuando, anteriormente, la obtención de información se realizaba de forma manual dando lugar a posibles errores y pérdidas generadas.
Hoy en día, con las funcionalidades del HMI, obtenemos información de las operaciones del proceso productivo a tiempo real. Estos datos son proporcionados al usuario mediante gráficos visuales de fácil entendimiento. Entre los datos podemos obtener información sobre el estado de las válvulas, niveles de los depósitos, temperaturas y otros parámetros de los procesos.
Para realizar la monitorización de datos, la interfaz Humano-máquina es conectada a los sistemas industriales como los SCADA, y controladores como los PLCs (Controlador lógico programable), para la recopilación de información de los sensores y actuadores obteniendo los datos del proceso y estos son visualizados por el usuario.
Los operadores pueden interactuar con la Pantalla HMI para la realización de funciones simples, como la supervisión de la producción, o realizar funciones más complejas como el aumento de velocidad de la producción entre otras.
Diagrama básico de un sistema HMI
Tipos de Interfaz Hombre-Máquina
Podemos distinguir varios tipos de HMI según su funcionalidad. Todos ellos tienen como finalidad aportar información al operador por medio de la recopilación de datos sobre los procesos productivos, así como obtener información del rendimiento mecánico.
Según su funcionalidad podemos distinguir:
- HMI de alto rendimiento: Aporta sencillez en el uso, control intuitivo y conocimiento de la realidad. Disponen de indicadores de fácil visualización e interpretación de los datos obtenidos.
- Pantallas táctiles/tabletas/dispositivos móviles: con el avance de los sistemas tecnológicos los paneles de control mediante botoneras han evolucionado en paralelo de la telefonía inteligente dando lugar a las pantallas táctiles donde el operador puede tocar directamente sobre la pantalla.
Con estos dispositivos se adquieren grandes ventajas como son el acceso a información en tiempo real y monitorización en remoto al utilizar una pantalla táctil junto con un dispositivo móvil vinculado al sistema SCADA del proceso productivo.
- Monitorización en remoto: a través de esta función se puede obtener diferente información a distancia sin la necesidad de la comprobación de los datos in-situ. De esta forma, los programadores o técnicos de automatización pueden facilitar soporte externo a la planta.
- HMI de red y cloud: los datos de los HMI locales son enviados a la nube para llevar a cabo su análisis de forma remota y facilitar el acceso a los mismos.
Programación del sistema HMI
La programación del sistema HMI es un trabajo de diseño y desarrollo donde los programadores de automatización crean las pantallas con las que interactuarán los operadores de la fábrica. Estas pantallas son una representación visual de los procesos productivos que se producen en la planta.
A modo resumen, la programación se realiza en cuatro pasos:
- Instalación del Software y familiarización con la representación visual de las diferentes herramientas.
- Creación de estructuras de entrada y salida relacionadas con el proceso del PLC.
- Exploración de las funcionalidades intermedias del HMI mediante el sistema de navegación.
- Trabajar en el diseño del sistema y sus habilidades.
Beneficios de los HMI
- Reducción de tiempos y aumento de producción: Los sistemas HMI ayudan a que el proceso productivo se realice de forma rápida al ser automatizado mejorando la productividad y eficacia.
- Mayor visibilidad: Mejora la visibilidad de las operaciones desde una pantalla permitiendo ver el rendimiento de los procesos productivos.
- Reducción de los periodos de inactividad: gracias a las alertas mostradas en el panel se pueden resolver los problemas con mayor rapidez minimizando periodos de inactividad. Además, ayuda a prevenir futuros problemas mecánicos al analizar datos de rendimiento de los equipos.
- Facilita la usabilidad: La representación de los datos de forma limpia y visual mediante gráficos facilita la interpretación sencilla de los mismos y su fácil análisis.
En conclusión, gracias a los sistemas HMI los beneficios de las plantas productivas se ven aumentados permitiendo a los operarios interactuar con los procesos de fabricación de forma rápida y sencilla teniendo un control de los datos a tiempo real.
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