¿Cómo elegir la solución HMI adecuada en función de su aplicación?

¿Cómo elegir la solución HMI adecuada en función de su aplicación?

¿Qué es HMI?

Una interfaz hombre-máquina (HMI) es un dispositivo de visualización que permite a los usuarios interactuar con un sistema e intercambiar información. Son ampliamente utilizados en muchas industrias, como la automotriz, el entretenimiento, la electrónica, los equipos médicos, la banca y las industrias de servicios.

En aplicaciones industriales, las principales funciones de HMI son el intercambio de información en tiempo real entre humanos y equipos de producción a través de controladores lógicos programables (PLC), unidades de frecuencia variable (VFD) y medidores. Las pantallas HMI muestran datos, brindan retroalimentación visual y ejecutan comandos operativos a través de un dispositivo de entrada, como una pantalla táctil, un teclado o un mouse.

¿Cómo se utiliza HMI en Industria 4.0?

El auge de la Industria 4.0 y el IIoT ha transformado la automatización, lo que ha dado lugar a una revolución global de fabricación inteligente que cambia el paradigma de "automatización" a "automatización inteligente". En las líneas de producción de las fábricas inteligentes, se integran diferentes sensores en los equipos de fabricación para verificar automáticamente la calidad del producto y capturar datos del dispositivo. Los dispositivos HMI agregan datos y simplemente procesan la información para un sistema más eficiente y productivo. Además, de acuerdo con las necesidades de las aplicaciones en la nube y la fabricación inteligente, la gestión de la fábrica y las decisiones de producción dependen más de las plataformas de control visualizadas. Las HMI simplifican y visualizan los datos para que sean intuitivos de entender a primera vista. La transformación de la Industria 4.0 integra los sistemas de TI y OT para compartir y utilizar los datos de gestión en los sistemas MES o ERP, y los datos de producción en los equipos de producción para lograr un proceso de fabricación más flexible y eficiente. Los dispositivos HMI no solo cumplen la función de supervisión de la máquina, sino que también son el centro para el procesamiento y la transmisión de datos entre los sistemas de TI y OT.

Lista de verificación para encontrar la solución HMI adecuada

- Condiciones del entorno operativo

- Demandas de procesamiento de datos

- Conectividad y seguridad de datos

- Expansibilidad y flexibilidad

- Sistemas operativos y software

- Otras necesidades de los usuarios para mejores experiencias

Para satisfacer las necesidades de visualización de datos de la informática perimetral, elegir una HMI adecuada puede mejorar la automatización de la fábrica y garantizar la productividad. Aquí está la lista de verificación para revisar su aplicación desde diferentes puntos de vista para ayudarlo a encontrar la solución HMI correcta:

Condiciones del entorno operativo

Temperatura de funcionamiento

Para las fábricas construidas en entornos extremos, o las aplicaciones expuestas a amplias variaciones de temperatura, las HMI con un amplio rango de temperatura de funcionamiento garantizarán la estabilidad. Advantech proporciona todo tipo de PC de panel industrial y monitores con un amplio rango de temperatura -20 ~ 60 °C (-4 ~ 140 °F) para satisfacer diversas aplicaciones y entornos.

Requisitos impermeables

Por lo general, se requiere una HMI a prueba de agua para aplicaciones con altos estándares de higiene y limpieza, como en la fabricación de alimentos y bebidas y en las industrias médicas. El nivel de impermeabilidad de la HMI está clasificado por una Clasificación IP (Ingress Protection Rating) según el grado de protección contra cuerpos extraños (herramientas, suciedad, etc.) y la humedad. Advantech ofrece una serie HMI SPC resistente al agua, que incluye el panel de control SPC-800 con clasificación IP65, la HMI de acero inoxidable con clasificación SPC-500 IP69k y la HMI clásica con clasificación SPC-200 IP66 para adaptarse a diversos estándares de procesamiento.

Requisitos a prueba de explosiones

Se necesitan HMI con certificaciones a prueba de explosiones como C1D2 y ATEX para campos peligrosos como la perforación de campos petroleros, el monitoreo de estaciones de bombeo, plantas químicas, fábricas farmacéuticas, monitoreo de oleoductos, monitoreo de almacenamiento en tanques y administración de estaciones de combustible. Advantech proporciona monitores y PC de panel industrial con certificación C1D2 para satisfacer las demandas de una amplia gama de aplicaciones industriales exigentes.

Otros factores ambientales

Los entornos industriales enfrentan condiciones como polvo, escombros y vibraciones, por lo que un HMI de diseño de grado industrial puede prometer durabilidad y una larga vida útil. Para algunos escenarios al aire libre, una HMI con pantalla legible a la luz del sol es esencial, por lo que Advantech proporciona PC de panel industrial de diseño resistente (serie TPC, SPC, PPC) y monitores (serie FPM) para facilitar la automatización industrial y la visualización de datos en diversas condiciones ambientales. Especialmente, la PC de panel táctil TPC-1251T/1551T admite una pantalla de alto brillo y baja reflexión para uso en exteriores.

Demandas de procesamiento de datos

Se necesitan HMI con alta potencia informática para aplicaciones que procesan big data o imágenes de alta resolución, como aplicaciones de inspección de defectos utilizadas en procesos de control de calidad para la industria de alimentos y bebidas, cálculo de datos e imágenes utilizados en la fabricación de productos electrónicos y tecnología de reconocimiento facial para personas que trabajan. en lugares públicos. Advantech ofrece soluciones premium de PC de panel industrial, incluida la serie de PC de panel táctil sin ventilador TPC-B610 y la serie de PC de panel configurable PPC-600 para realizar aplicaciones de la industria 4.0.

Por otro lado, si el requisito de computación de datos es menor, se recomienda una HMI de terminal de cliente ligero con menor consumo de energía y menor costo. Además, si la PC de panel va a servir como terminal web, se sugiere una serie HMI de terminal de navegador web por su navegador incorporado y las funciones de desarrollo rápido de aplicaciones web. Advantech proporciona soluciones HMI de cliente ligero industriales rentables y series de terminales de navegador web para adaptarse a diferentes escenarios.

Conectividad y seguridad de datos

En la fabricación inteligente, se requieren más funciones de control para procesar una mayor complejidad de datos y mayores cantidades de datos. Las HMI deben ser capaces de una nueva generación de protocolos de comunicación para garantizar la estabilidad y la inmediatez de la transmisión de datos entre los PLC. Además, el análisis de big data es un activo valioso cuando se desarrolla una estrategia de transformación digital, por lo que la adquisición de datos es clave para las operaciones de fabricación y fábrica. También se requieren HMI para proporcionar una potente conectividad con PC o sensores para la transmisión de datos a través de Ethernet o Wi-Fi, pero también para admitir programas de monitoreo y sistemas de recopilación de datos como SCADA. Advantech ofrece soluciones HMI, como los paneles de operador de la serie WOP-200K con una potente conectividad para enlaces de PLC, y PC de panel todo en uno de la serie TPC-300 EHL con módulos 5G y velocidad de 2,5 GbE, para acelerar y mejorar la conectividad de datos.

Dado que toda la información valiosa de la fábrica debe digitalizarse, la seguridad de los datos es un tema que debe preocuparnos. Elegir un panel PC industrial con TPM (Trusted Platform Module) es una forma de mejorar la seguridad contra ataques de firmware y ransomware. Advantech ofrece soluciones HMI con Windows 11, incluidas la serie PPC, la serie Modular TPC y la serie TPC-300, equipadas con TPM 2.0 para proteger los datos confidenciales mediante el cifrado del disco duro y la SSD.

Expansibilidad y flexibilidad

Al desarrollar soluciones industriales de IoT, se implementarán cada vez más sensores y las demandas de procesamiento de datos serán relativamente altas, por lo que es importante invertir en la capacidad de expansión y flexibilidad de las soluciones HMI. Algunas PC de panel están equipadas con ranuras adicionales para permitir la actualización de la memoria para un rendimiento de procesamiento de datos avanzado en el futuro. Otra opción que vale la pena considerar son las PC de panel modular. La serie TPC modular y la serie PPC configurable de Advantech proporcionan una solución HMI industrial flexible mediante la cual los módulos de visualización se combinan con módulos de caja para ofrecer una gama de plataformas flexibles. También ofrecen compatibilidad hacia adelante para que los operadores puedan simplemente desconectar y reemplazar los módulos existentes con un módulo más nuevo y avanzado. Las plataformas modulares se pueden personalizar rápidamente de acuerdo con los requisitos de uso y lograr un fácil mantenimiento al quitar los módulos de caja para repararlos sin desmontar toda la plataforma.

Sistemas operativos y software

Los programas de visualización HMI y los diseños de interfaz son críticos al impactar directamente en las experiencias de los usuarios, por lo que es necesario considerar las preferencias del software de programación. Advantech proporciona PC de panel basadas en Arm, serie TPC-100 y serie PPC-100, compatibles con varios sistemas operativos, incluidos Windows 10/11 escalable y Android 10 y Linux compactos, para facilitar el desarrollo de aplicaciones únicas.

Las soluciones de PC de panel industrial con aplicaciones integradas o software HMI también son opciones de valor agregado. Por ejemplo, Advantech proporciona un paquete de software para la serie TPC/PPC integrado con el software HMI desarrollado por Advantech. HMINavi admite una fácil conexión de PLC y visualización de datos, y la solución basada en web WISE-IoTSuite/AppHub facilita la administración remota de dispositivos.

También vale la pena tomar nota de la asociación con proveedores de software de terceros para evaluar las fortalezas y la flexibilidad del software antes de elegir una HMI. Advantech colabora en el desarrollo con varios proveedores de software principales para proporcionar varias soluciones de paquetes de software HMI SCADA en franquicia con automatización inductiva (Ignition), AVEVA (Wonderware) y Copadata (Zenon).

Por último, las soluciones Edge-as-a-Service (EaaS) ofrecen información en tiempo real y acciones localizadas para sus entornos informáticos de borde. Las soluciones Edge Intelligence de Advantech establecen un ecosistema EaaS que combina hardware, servicios de borde y plataformas en la nube para el control de dispositivos, el monitoreo de borde y la gestión de software. En esta arquitectura, todos los datos de procesos y aplicaciones se pueden agregar y visualizar en tableros para los usuarios. El portal de la plataforma emplea tecnología de contenedores que se puede implementar en todos los dispositivos de puerta de enlace de TI de Advantech. Además, la arquitectura segura de software abierto del portal permite a los usuarios/desarrolladores acceder al sistema a través de un navegador HTML y permite a los usuarios integrar análisis y conectores únicos.

Otras necesidades de los usuarios para mejores experiencias

Tamaño de pantalla

Los tamaños de pantalla HMI son uno de los factores a tener en cuenta. Por lo general, las HMI de tamaño de pantalla pequeña se utilizan para el control de una sola máquina; pantallas HMI de tamaño medio para gestión de instalaciones y conectadas al sistema MES; y las grandes pantallas HMI son perfectas para la gestión remota en salas de control. Sin embargo, para las aplicaciones inteligentes, se necesita la visualización de datos, por lo que las pantallas HMI más grandes con resoluciones más altas y relaciones de aspecto de 16:9 se están generalizando. Advantech proporciona monitores y PC de panel industrial de varios tamaños para admitir todo tipo de aplicaciones de fábrica, desde el control de automatización hasta la gestión de datos de campo.

Tipos de pantalla táctil

Las opciones de tipo de pantalla táctil HMI dependen de los requisitos de los usuarios. Si la aplicación requiere capacidades multitáctiles precisas y precisas, como zoom, arrastrar, deslizar y pellizcar gestos de pantalla táctil, los tipos de pantalla táctil de control proyectivo capacitivo (P-CAP) serán ideales. Si el operador necesita usar guantes, se preferirán los tipos de pantalla táctil resistiva (RTS).

Botones físicos

Las HMI que cuentan con botones físicos aún son necesarias para ciertas demandas de los usuarios. Dado que las HMI de pantalla táctil no brindan retroalimentación táctil como las HMI basadas en botones, sin retroalimentación táctil, los usuarios carecen de confirmación de pulsación de tecla de los comandos táctiles, lo cual es particularmente importante para las personas con discapacidades visuales. Los botones físicos también son útiles para eliminar los problemas que surgen cuando se usan HMI de pantalla táctil: a saber, la dificultad para distinguir los cambios gráficos en pantalla bajo la luz del sol, el cambio y los objetivos poco claros, y la necesidad de mirar una pantalla cuando se realizan tareas importantes. La existencia de botones físicos permite a los usuarios completar tareas de forma rápida y precisa. La serie SPC-800 de Advantech es una HMI industrial que sigue las tendencias recientes para una interfaz de pantalla táctil combinada con algunos botones físicos. El SPC-800 se adapta a las preferencias del usuario para los botones físicos al tiempo que proporciona una pantalla táctil para una operación más eficiente, integrando los dos tipos de interfaz para optimizar la seguridad operativa y garantizar un procesamiento eficiente.

La solución HMI adecuada puede aumentar la productividad de fabricación y llevar la digitalización de la industria a un nivel superior. Advantech, como proveedor líder de soluciones HMI industriales, se dedica a la promoción de la Industria 4.0 y el ecosistema IIoT. Puede encontrar más soluciones y recursos de automatización en https://www.advantech.com/ o comunicarse con nosotros en iiot.tech@advantech.com

Lea también: ¿Qué es una HMI?

Publicado en español el 23 de Junio del 2022.

Originalmente publicado el 05 de Junio del 2022.

Fuente original: https://www.advantech.com/resources/faq/how-to-choose-the-right-hmi-solution-based-on-your-application