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Interfaces hombre-máquina ¿Qué es un HMI y para qué sirve?
Published: 08/12/2022
Interfaces hombre-máquina ¿Qué es y para qué sirve?
Una interfaz hombre-máquina (HMI) es el dispositivo de comunicación de uso más común en entornos industriales. Estos dispositivos suelen estar conectados a un controlador lógico programable (PLC) que supervisa y controla un proceso automatizado. La HMI suele consistir en una pantalla táctil que permite al usuario comunicarse con el PLC y darle órdenes al dispositivo. El PLC también actúa como traductor, ya que la información viaja hasta la HMI y se traduce a un lenguaje visual que el operador puede entender. La HMI se utiliza para supervisar el proceso y hacer un seguimiento de los datos, aunque los dispositivos más sofisticados pueden incluso encender o apagar la maquinaria y ajustar la velocidad de producción.
En definitiva, la implantación de este dispositivo optimiza enormemente un proceso con grandes beneficios para las personas implicadas. En lugar de que el usuario recorra toda la línea de producción para detectar incoherencias o problemas, todos los datos están visibles en un único lugar, con gráficos y diagramas. Estos operarios han abandonado el bloc de notas y el bolígrafo en favor de esta solución automatizada.
Tipos de HMIs más utilizados
En el mundo de las interfaces hombre-máquina, existen tres variantes principales: el supervisor, el manejador de datos y el sustituto del pulsador. La HMI de supervisor suele utilizar el sistema operativo Microsoft y SCADA para funcionar, supervisando y controlando sistemas complejos y extremadamente grandes. Estas interfaces pueden incluso controlar una maquinaria completa, proporcionando datos de diagnóstico integrales.
Pero, ¿qué es SCADA?
SCADA es el acrónimo de Supervisory Control and Data Acquisition (control de supervisión y adquisición de datos) y, aunque es muy similar a la HMI, cada una tiene sus propias capacidades. Mientras que las HMI transmiten una representación visual precisa de los datos y actúan como sistema de apoyo a la supervisión, los sistemas SCADA ofrecen una mayor capacidad de datos. Por lo tanto, cuando los dos se unen, tienes una comunicación visual y almacenamiento de datos, todo en uno. Si necesitas información constante de su línea de producción, la pantalla LED HMI le proporcionará una representación visual y resumirá el estado, ahorrando un tiempo valioso. Equipados con una gran capacidad de memoria, estos dispositivos pueden utilizarse para registro de datos valiosos y control de alarmas. El objetivo de cualquier dispositivo automatizado es agilizar y simplificar un proceso industrial, y esto es exactamente lo que consigue la HMI sustitutiva de pulsadores. En el pasado, había numerosos pulsadores a lo largo de una línea de producción, cada uno de ellos presente para controlar un elemento diferente del proceso. Hoy en día, un único botón puede controlar todas las funciones.
Beneficios de las HMIs
Tecnología fácil de usar y que ahorra tiempo
Sin duda, la mayor ventaja de una HMI es su interfaz de usuario. Suele incluir un sistema de códigos de colores que identifica si hay un fallo o si todo va como la seda, junto con ayudas visuales que contribuyen a ello. Esta característica alerta al operario de los errores con prontitud, ahorrando un tiempo valioso en estos casos. Las HMI son increíblemente eficientes, capaces de reducir los costes de fabricación gracias a su rápida capacidad de localización de fallos. Esto aumenta intrínsecamente la productividad, automatizando tareas que antes habrían llevado quizás el doble de tiempo, dando a los empleados tiempo para poner sus habilidades a trabajar en otra cosa.
Comunicación mejorada
Pero las ventajas no acaban aquí. Los HMI suelen incluir dispositivos de E/S remotos y otros equipos que se comunican. La adición de una HMI mejora esta comunicación y, con su variada compatibilidad, esto puede beneficiar a una variedad de soluciones automatizadas. En un mundo en el que la Industria 4.0 es un tema de conversación constante, como dispositivo atribuido al Internet de las Cosas, su HMI también permite la supervisión de la red.
Reducción de los costos de hardware
En un entorno industrial tradicional, habría sensores en abundancia y si uno solo estuviera fuera de servicio, podrían producirse fallos graves. Un HMI sustituye a cada uno de estos sensores con toda la información visible en una pantalla, lo que significa una reducción de los costos de hardware y una minimización del desperdicio de espacio.
Integración del registro y la traducción de datos
Muchos HMI son capaces de registrar datos valiosos, uno de los bienes más preciados del mundo. Al registrar esta información, el operario puede consultarla cuando surge un problema. Por ejemplo, si se produce una avería, se pueden revisar los datos, lo que pondrá de relieve cualquier patrón operativo irregular. Como la HMI traduce los datos en una representación visual, el operario también podrá ver los esquemas de la maquinaria y darle instrucciones. Ya no tendrás que caminar por la línea de producción para pulsar el gran botón rojo de apagado, sólo tienes que dirigirte a tu HMI y ese dispositivo automatizado hará el trabajo por tí.
El impacto de las HMIs
Las HMI se remontan a la década de 1940, cuando se introdujeron las interfaces por lotes. Estos dispositivos no eran las piezas interactivas que conocemos hoy en día, antes el operario introducía los detalles del trabajo y recibía los datos de salida una vez completado. Ya iniciado el proceso, no se podían realizar más entradas, por lo que se trataba de una solución mucho menos flexible que la tecnología actual.
Más adelante, en 1969, no sólo la llegada a la luna ocupó los titulares. El mundo de las HMI se estaba convirtiendo en un espacio cada vez más innovador con la introducción de la interfaz de usuario de línea de comandos. Este dispositivo seguía la misma premisa que la interfaz por lotes, pero también pedía al programador que introdujera más datos. Por este motivo, fue adoptada por los profesionales de la ingeniería y la ciencia y todavía se utiliza habitualmente. El ejemplo más conocido de este dispositivo es el Sistema Operativo de Disco Windows, lanzado en Seattle y diseñado específicamente para el PC de IBM, que poco a poco se convirtió en el rey del espacio tecnológico a lo largo de los años 80.
Poco más de una década después, se introdujeron las Interfaces Gráficas de Usuario (GUI), mediante las cuales el operador podía introducir datos mediante gestos esbozados con un ratón o un lápiz óptico, que se traduce en una salida gráfica en el monitor. Los estudios demuestran que más del 90% de la información que procesa el cerebro es visual. Además, los humanos procesamos lo visual 60.000 veces más rápido que el texto. Alejándonos de los comandos de texto, como criaturas altamente visuales, está claro por qué la humanidad está abrazando la GUI.
Automatiza tu negocio con un HMI
Las HMI trabajan en armonía con muchas industrias y aplicaciones diferentes, comunicándose con otros dispositivos para mejorar la productividad y proporcionar información valiosa sobre el proceso industrial automatizado. Desde el petróleo y el gas, el procesamiento de alimentos y las aguas residuales hasta la fabricación, la energía y el transporte, las aplicaciones de una HMI no conocen límites.
Sabemos dónde empezó toda esta tecnología, pero con el tiempo los requisitos operativos han cambiado, exigiendo un mayor calibre de HMI con capacidades aún mayores. Aunque simplifican los procesos y contienen los mecanismos de control en una ubicación práctica, su interfaz hombre-máquina estará sometida a una mayor tensión. Sabiendo cuánta responsabilidad tiene la HMI, la idea de que falle resulta un tanto aterradora; sin embargo, el dispositivo conoce sus límites y avisará al operario cuando sea necesario realizar tareas de mantenimiento. Esta capacidad significa que no hay tiempos de inactividad inesperados, lo que le permite planificar su mantenimiento preventivo.
Hay algunos aspectos clave que deben tenerse en cuenta a la hora de identificar fallos en la HMI. Ya se trate de una pantalla agrietada, un nivel reducido de brillo o una molesta falta de respuesta, nuestro equipo tiene cubiertas sus necesidades de reparación.
NI Controls tiene mucha experiencia en la sustitución de cristales de pantallas táctiles. Tenemos en stock cristal de repuesto para la mayoría de las principales marcas de pantallas táctiles, incluyendo Siemens, Allen Bradley, Omron, Schneider y Mitsubishi.
Una pantalla parpadeante o extremadamente tenue puede ser el resultado de una mala conexión o una bombilla defectuosa. Tenemos una amplia experiencia en la sustitución de inversores de retroiluminación y disponemos de existencias de la mayoría de las principales marcas de monitores industriales para garantizar plazos de entrega rápidos.
Sustituimos la membrana táctil de su HMI para devolverle toda su sensibilidad.
Las pantallas defectuosas abarcan una amplia variedad de problemas. El problema puede estar relacionado con las comunicaciones más que con la pantalla en sí, si ni siquiera se enciende. Sea cual sea el problema, podemos ayudarte. Tenemos en stock componentes HMI de repuesto para una amplia gama de paneles de operador. Así que podemos ofrecer una rápida respuesta para muchas pantallas defectuosas.
La aparición de esas molestas líneas en la pantalla del panel del operador es otro de los problemas de las HMI y los monitores industriales. Pueden deberse a diversos problemas, desde simples conexiones sueltas hasta infiltraciones acumuladas y daños más graves en el panel.
Si tienes problemas con el software de su panel de operador HMI, llámanos. Podemos ayudarte con tareas como la clonación de discos duros y la recarga de software para que sus HMI vuelvan a funcionar a pleno rendimiento.
En los últimos 20 años, la división entre Panel PC y HMI se ha hecho cada vez más difusa. La mayoría de los paneles de operador tienen programas, parámetros y ajustes almacenados que pueden causar graves problemas si se pierden. Por eso, siempre que sea posible, hacemos una copia de seguridad de los parámetros de tu panel de operador.
Al igual que ocurre con los variadores y otros equipos industriales, las pantallas táctiles y las HMI también tienen componentes que se degradan con el paso del tiempo, lo que acaba provocando el fallo de su panel de operador.
Estos componentes incluyen condensadores electrolíticos que pueden secarse o tener fugas. Cuando los condensadores se secan suelen provocar fallos que al principio son intermitentes pero que luego se vuelven más permanentes. Las fugas en la placa de circuitos interna pueden provocar cortocircuitos entre las pistas y también resultados catastróficos. Estos problemas se evitan fácilmente con un servicio de mantenimiento preventivo y es por ello que lo incluimos en cada reparación de HMI.
No te deshagas de tus HMI. Nosotros los reparamos todos.
Desde pantallas LCD compactas hasta grandes CRT, ofrecemos asistencia para una amplia gama de HMI actuales y obsoletas. Hemos hecho que nuestro servicio de reparación de HMI y pantallas táctiles sea fácil y sin complicaciones. Si no se puede reparar, no tendrás que pagar. Y además, con su garantía de dos años, su reparación estará garantizada para resistir la prueba del tiempo.
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