O que é HMI? A interface homem-máquina

O que é HMI? A HMI avançada permite que você se comunique facilmente com máquinas e visualize dados operacionais do seu equipamento.

Os sistemas de controle industrialcontinuam a avançar e, no mundo atual, as tarefas que os operadores precisam executar mudam com frequência. Para lidar com essa complexidade, você precisa ter flexibilidade e capacidade de uso nos seus controles. Esse é o benefício da HMI. Com uma HMI baseada no zenon, você se comunica facilmente com máquinas e obtém dados operacionais do seu equipamento e das suas instalações.

Definição HMI

Definição de HMI

HMI significa interface homem-máquina e consiste em um painel que permite a um usuário se comunicar com uma máquina, um programa de computador ou um sistema. Tecnicamente, você poderia aplicar o acrônimo HMI a qualquer tela que alguém usasse para interagir com um dispositivo, mas em geral ele é usado para descrever as telas utilizadas em ambientes industriais. As HMIs exibem dados em tempo real e permitem que um usuário controle o equipamento usando uma interface gráfica do usuário.

Considere o exemplo de um carro. Um carro é uma máquina complexa. O motorista controla o motor, a direção, as luzes, o ar condicionado, o som e vários outros componentes. No entanto, você não precisa interagir diretamente com cada um deles para controlá-los e obter informações sobre seu funcionamento. A velocidade é exibida no odômetro. Você pode controlar o som, as luzes e o ar condicionado com maçanetas ou botões ou talvez com um toque na tela. Para controlar o motor, você usa o acelerador. Para virar, usa o volante. Esses controles e instrumentos de feedback são como a HMI do carro. Agora imagine se fosse possível controlar cada componente do seu veículo e obter informações detalhadas sobre seu funcionamento em uma só tela. Se isso fosse possível, o painel do seu carro seria ainda mais parecido com uma HMI.

Em um ambiente industrial, uma HMI pode ter vários formatos. Ela pode ser uma tela independente, um painel conectado a outro equipamento ou um tablet. Seja qual for sua aparência, sua principal finalidade é permitir aos usuários visualizarem dados sobre operações e controlarem o equipamento. Os operadores podem usar uma HMI, por exemplo, para ver quais esteiras rolantes estão ligadas ou para ajustar a temperatura de um tanque de águas industrial.

Utilização da HMI

Usos da HMI

A HMI está presente em diversos setores. Ela é comum em vários tipos de fabricações de produtos, desde automóveis até bebidas e produtos farmacêuticos. Setores como energia, água, esgoto, construção civil e transportes também usam HMIs. Profissionais como integradores de sistema, operadores e engenheiros, principalmente engenheiros de sistema de controle de processo, usam HMIs com frequência. Esses profissionais podem usar HMIs para controlar máquinas, veículos, fábricas ou edifícios.

A sofisticação da HMI varia de acordo com a complexidade da máquina ou do sistema para o qual ela é usada. Ela também varia de acordo com o modo como você planeja usar a HMI. Você pode usar uma HMI para uma função, como monitoramento de parte de um equipamento, ou para várias finalidades, inclusive o monitoramento de operações de fábrica e controle de equipamento.

Quando o seu sistema de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition) se comunica com controladores de lógica programáveis (PLCs, Programmable Logic Controllers) e com sensores de entrada/saída para obter informações sobre a operação do equipamento, essas informações são exibidas em uma HMI em formato gráfico ou em outra representação visual que facilite a leitura e a compreensão. Com uma HMI, você exibe todas as informações de desempenho do equipamento de uma instalação, o que melhora a visibilidade das operações da sua fábrica. Os operadores também podem exibir e gerenciar alarmes usando uma HMI, o que os ajuda a lidar com esses alarmes com rapidez.

Os operadores também usam HMIs para controlar o equipamento a fim de aumentar a produtividade ou fazer ajustes de acordo com circunstâncias variáveis. Os ajustes podem ser feitos com base nos dados que aparecem na HMI. Dessa forma, os operadores conseguem fazer as alterações relevantes direto na tela, o que torna o processo mais rápido e mais fácil.

À medida que a IoT desempenha um papel cada vez mais importante nas instalações industriais, as HMIs tornam-se cada vez mais úteis. Você pode usá-las para exibir dados sobre os vários dispositivos conectados e controlá-los dentro da sua instalação.

Integração HMI

Como integrar uma HMI

As soluções de HMI podem estar presentes de diversas formas, desde terminais independentes até tablets e painéis integrados a outros componentes do equipamento. Uma instalação pode ter uma HMI central ou várias HMIs distribuídas, e todas podem estar conectadas por meio da Internet.

É fácil integrar o zenon aos sistemas existentes porque ele tem mais de 300 protocolos de comunicação disponíveis e funciona com uma variedade de sistemas. Ele é compatível com as principais plataformas do Microsoft Windows e requer apenas o sistema operacional básico para ser executado. Você também pode acessar o zenon usando o servidor Web ou o mecanismo Web HTML5. A versão do zenon para a Web tem a mesma aparência e a mesma funcionalidade. Quaisquer alterações feitas em um cliente Web ou HTML5 serão atualizadas para todos os usuários. Assim, você trabalhar de qualquer local.

Com o zenon, os usuários também podem configurar seus próprios painéis criando widgets e posicionando-os de acordo com as suas necessidades. Para fins de segurança, você pode bloquear e controlar a visibilidade dos elementos da sua HMI e criar painéis para diferentes tipos de usuários. Dessa forma, você cria painéis de fácil utilização que só contêm as informações relevantes a cada função.

Você também pode criar várias paletas de cores para a sua HMI. Assim, pode personalizar os painéis que funcionam para a sua marca corporativa, para situações específicas de iluminação e também para diferentes equipes e usuários específicos (por exemplo, usuários daltônicos).

Benefícios de usar uma HMI: melhor visibilidade, maior eficiência, menor tempo de inatividade, capacidade de uso aprimorada, sistema unificado

As HMIs proporcionam vários benefícios às organizações industriais atuais, entre eles:

Melhor visibilidade: uma HMI de alto desempenho sempre oferece a você mais visibilidade das suas operações. Com ela, você vê o funcionamento do seu equipamento ou da sua instalação em um único painel. Você pode ver esse painel até mesmo remotamente. Esses recursos ajudam a melhorar a produtividade ao longo do tempo e responder aos alertas com mais rapidez.

Maior eficiência: como uma HMI fornece acesso constante aos dados em tempo real, você pode usá-los para monitorar a produção e fazer ajustes de acordo com a demanda em tempo real. A visualização dos dados, principalmente quando combinada com tecnologias de análise de dados, ajuda a identificar áreas em que é possível melhorar a eficiência das operações.

Menor tempo de inatividade: com os alertas em um painel central, você pode responder a problemas com mais rapidez, o que reduz o tempo de inatividade. A exibição e a análise de dados de desempenho do equipamento também ajudam a identificar indícios de futuros problemas mecânicos e solucioná-los antes de se tornarem problemas que causem um tempo de inatividade maior.

Capacidade de uso aprimorada: com as HMIs, os usuários têm mais facilidade para visualizar e entender dados e controlar o equipamento. Elas apresentam dados usando gráficos e outras visualizações, o que facilita e agiliza a interpretação dos dados por parte dos usuários. Com o zenon, os usuários também podem personalizar seus painéis de acordo com suas necessidades e preferências.

Sistema unificado: com o zenon, você pode controlar todo o equipamento usando a mesma plataforma, o que torna mais fácil para os operadores saberem como controlar o equipamento. Você também pode exibir todos os seus dados em um só local, o que ajuda a ter uma visão geral mais clara de toda a instalação. Além disso, como todos os usuários recebem atualizações em tempo real, toda a equipe tem as mesmas informações.

HMI e SCADA

Às vezes, os usuários confundem HMI e SCADA devido às semelhanças entre eles e ao fato de ambos trabalharem juntos. Na verdade, uma HMI costuma ser parte de um sistema SCADA.

Um sistema SCADA é usado para controlar sistemas grandes, como uma fábrica ou uma instalação inteira. Ele é uma combinação de muitos outros sistemas, inclusive PLCs, sensores e unidades de terminais remotos (RTU, Remote Terminal Units). É o sistema SCADA que coleta e registra dados. Ele também pode controlar operações do equipamento, às vezes de forma automática.

Embora o SCADA colete e armazene os dados, é a HMI que permite aos usuários inter-agirem com o equipamento e gerenciá-lo fornecendo um painel de fácil utilização para o usuário.

Por outro lado, a HMI é a interface que o usuário utiliza para interagir com o sistema SCADA e com outros sistemas e equipamentos. Tanto a HMI e quanto o SCADA são elementos essenciais do sistema de controle industrial maior. Embora o sistema SCADA colete e armazene os dados, a HMI permite que usuários interajam com o equipamento e gerencie-o fornecendo um painel de fácil utilização. Os dois são necessários: sem o SCADA, a HMI não teria informações para exibir nem conseguiria controlar o equipamento. Sem um sistema HMI, os usuários não conseguiriam ver os dados coletados pelo sistema SCADA nem saberiam como controlar o equipamento.

O SCADA e a HMI são parte do mesmo sistema maior. O SCADA funciona nos bastidores, enquanto a HMI geralmente é o único elemento com que os usuários conseguem interagir. É por isso que os usuários geralmente fazem referência a eles juntos.

Avanços na HMI

Os avanços tecnológicos e as necessidades dos negócios em evolução resultaram em alterações na funcionalidade da tecnologia da HMI. Telas touchscreen, dispositivos móveis, HMIs baseadas na nuvem e HMIs de alto desempenho estão se tornando mais comuns.

O termo HMIs de alto desempenho refere-se a um método de design de HMI que tem por objetivo chamar a atenção do usuário somente para os elementos mais críticos. Dessa forma, você vê e responde aos problemas com mais agilidade e coleta mais facilmente as informações necessárias para tomar decisões. Os indicadores desses tipos de HMIs são simples, e os painéis não contêm gráficos ou controles que não sejam essenciais. Em geral, não são usados outros elementos de design para não desviar a atenção do usuário dos itens que realmente são importantes.

Além disso, tecnologias avançadas como IoT e tecnologias de análise de dados estão começando a ter mais impacto nas HMIs. À medida que cada vez mais dispositivos conectados estão on-line, as HMIs podem coletar mais dados e se tornar parte da rede IoT. Técnicas avançadas de análise de dados aplicadas em conjunto com o software HMI/SCADA podem ajudar as empresas a aproveitar melhor os dados apresentados em seus painéis.

Multitoque

Com o avanço do smartphone, as telas touchscreen ganharam popularidade, graças em parte às telas multitoque. Para interagir com elas, os usuários utilizam vários toques e gestos ao mesmo tempo. Esse recurso agora está disponível no setor industrial, com o zenon representando a primeira HMI/SCADA com suporte a gestos multitoque. Com a funcionalidade Multitoque do zenon, você pode usar dois dedos para aumentar e diminuir o zoom, arrastar e soltar elementos da tela e usar outros gestos intuitivos.

Veja a seguir alguns benefícios d uma HMI multitoque:

Segurança operacional aprimorada: controle intuitivo da HMI significa menos erros. A funcionalidade Multitoque também apresenta uma operação de duas mãos. Isso significa que determinadas ações não podem ser realizadas pelos usuários apenas utilizando umas das mãos. Esse recurso ajuda a evitar erros possivelmente muito caros e até mesmo fatais.
Capacidade de uso: os gestos Multitoque do zenon são intuititivos e confortáveis de serem usados. Em vez de estruturas de menus complexas, você conta com barras de ferramentas roláveis e de fácil utilização. Com elas, fica mais fácil para os usuários arrastarem elementos e obterem as informações de que necessitam.
Menor tempo de treinamento: a facilidade de uso do recurso Multitoque ajuda a reduzir o tempo de treinamento. Os usuários aprendem a usar o sistema com mais rapidez, e os usuários menos experientes podem lidar com projetos com mais segurança e facilidade.
Durabilidade: sem partes móveis, as touchscreens oferecem melhor resistência a condições adversas do que os teclados, os dispositivos de mouse e outros controles. Dessa forma, seu equipamento durará mais e funcionará de maneira mais confiável.
Flexibilidade: com uma touchscreen, as mudanças no processo não exigem a reprogramação do painel de controle. Em vez disso, basta você atualizar seu software. Os usuários também podem criar facilmente seus próprios painéis personalizados com base em suas necessidades e preferências.

Monitoramento remoto

Outro recurso valioso da HMI moderna é o monitoramento remoto. Com o zenon, usuários autorizados podem acessar painéis e relatórios de qualquer lugar em um navegador. Isso significa que você pode verificar operações e executar tarefas operacionais de um computador em um computador, de um tablet em casa ou um smartphone enquanto estiver em trânsito. O monitoramento remoto possibilita uma supervisão depois de horas de trabalho sem precisar estar no local e permite que você tenha mais controle sobre seus processos e acesso aprimorado aos seus dados.

Você pode verificar operações e realizar tarefas operacionais em um computador em um escritório, desde um tablet em casa ou em um smartphone enquanto estiver em trânsito.

Futuro da HMI

À medida que os dados se tornam cada vez mais fundamentais nos processos industriais, a importância da Interface Homem-Máquina (HMI) só tende a crescer. Essa tecnologia já atravessou marcos impressionantes nos últimos anos e promete evoluir ainda mais no futuro.

Um número cada vez maior de empresas está adotando a HMI de alto desempenho, o que ajuda a chamar a atenção dos usuários apenas para as informações mais importantes. Dessa forma, os usuários entendem melhor todos os dados que estão disponíveis, o que impede a sobrecarga de informações. As empresas também têm usado cada vez mais telas multitoque, monitoramento e sistemas baseados na nuvem.

À medida que a tecnologia continuar a evoluir, as empresas usarão cada vez mais a análise de dados avançada e a inteligência artificial para obter insights dos dados. Elas poderão, então, informar esses insights aos usuários por meio de HMIs. No futuro, as HMIs também podem incorporar a realidade aumentada (AR), que permeia os gráficos digitais no mundo real, e a tecnologia de realidade virtual (VR), que envolve os usuários em um mundo digital, para criar efeitos visuais mais interessantes para usuários da HMI. À medida que a automação continua a desempenhar um papel mais central nos processos industriais, os usuários poderão usufruir das HMIs para monitorar atividades automatizadas e ajustá-las, conforme necessário.

zenon como HMI

HMI de alto desempenho do zenon

Ao usar o zenon como um aplicativo de HMI/SCADA, você tem acesso a uma interface homem-máquina de alto desempenho que proporciona facilidade de uso, melhor conscientização das situações e controle intuitivo. O zenon pode fornecer uma visualização de fácil leitura dos alarmes e dos dados de processos relevantes. A funcionalidade Multitoque intuitiva torna mais fácil controlar os processos com segurança. Os recursos de monitoramento remoto permitem observar e controlar seus processos de qualquer local.

O zenon processa informações em tempo real e as distribui para os usuários relevantes, ao mesmo tempo que reduz a complexidade para os operadores. Dessa forma, sua equipe responder mais rapidamente aos problemas que surgirem e são capazes de tomar decisões mais fundamentadas. Os usuários também podem criar facilmente painéis personalizados para sempre terem as informações necessárias no formato de sua preferência. Como o zenon não depende do hardware usado, você terá um sistema consistente entre os vários tipos de equipamento, o que facilita o controle dos equipamentos e a exibição de dados por parte dos operadores.

Com os recursos de HMI/SCADA avançados e de fácil utilização disponíveis com o zenon, você pode aumentar a visibilidade das suas operações e controlar os processos mais facilmente. Para saber mais sobre as soluções que a COPA-DATA oferece, entre em contato conosco ainda hoje.