Los que estamos familiarizados con los sistemas de control hemos visto algunas de las ventajas que se pueden obtener al utilizar una interfaz hombre-máquina (HMI) frente a un simple panel de control de botones. Algunas de las principales ventajas que ofrece una HMI son una mayor eficiencia, seguridad y funcionalidad general. Mientras que un panel de pulsadores es fácil de entender y sencillo, puede estar muy limitado en el nivel de complejidad de los sistemas que puede manejar. Otra limitación es que la eficacia de un panel de pulsadores depende exclusivamente de la experiencia del operador.
Paneles de control con pulsadores
Las plantas llevan años funcionando con el control de los equipos mediante pulsadores. Este método es bien comprendido por las personas que operan estos sistemas y su eficacia está directamente ligada a la experiencia, la competencia y la concentración del operador. Debido a que los pulsadores son sencillos, a veces es una solución económica para utilizar en sistemas pequeños. Idealmente, un panel de pulsadores se utiliza en un sistema simple con solo unos pocos equipos. Por ejemplo, puede ser más fácil de entender y funcionalmente adecuado hacer funcionar un pequeño sistema de aspiración y recepción utilizando simplemente un botón de "inicio/parada".
Los paneles de pulsadores empiezan a presentar deficiencias cuando el sistema crece a más de unos pocos equipos. Con varias máquinas en funcionamiento, no siempre está claro qué máquina está en marcha en cada momento, lo que puede convertir el diagnóstico de problemas en una pesadilla. Otro inconveniente de los paneles de pulsadores es que a los nuevos trabajadores les resulta difícil aprender cómo interactúan los distintos sistemas operativos con los demás en la planta. Esto puede conducir a un mayor tiempo de capacitación y una disminución de la producción mientras el trabajador aprende a utilizar el sistema. Otras limitaciones de los paneles de pulsadores vienen en el área de la documentación. Dado que el panel no dispone de pantalla, a menudo es necesario ir a cada pieza del equipo en la planta para documentar los pesos, los caudales, etc. Además, para solucionar los problemas en un panel de pulsador, hay que abrir la puerta del panel. Esto puede ocasionar riesgos de seguridad con voltaje vivo o dificultades para la resolución de problemas si el panel está apagado.
Paneles de control HMI
A medida que los procesos de la fábrica y los sistemas de control se hacen más complejos, es evidente que disponer de una pantalla gráfica en los paneles de control se convierte en la mejor solución en casi todos los casos. Además, los sistemas que necesitan comunicarse entre sí, como un sistema de extrusión/secado, requieren una pantalla para funcionar de forma eficiente. En la mayoría de los casos, se puede ejecutar un sistema completo con varios equipos puede funcionar desde una pantalla HMI bien integrada.
Maximizar la producción y realizar pruebas también es más fácil con las HMI porque muchos valores pueden modificarse a través de la pantalla. Es posible configurar la pantalla para que muestre todos los datos que un usuario pueda necesitar documentar, incluidos los niveles de producción y las eficiencias. El seguimiento de lotes, los pesos, los caudales y la información de tendencias son algunos de los tipos de información más comunes que se documentan con una HMI. La HMI también puede diseñarse para incluir fallos y advertencias con el fin de facilitar la resolución de problemas. De hecho, las capacidades de los paneles HMI pueden superar las necesidades reales de un sistema.
El archivo de programa para una pantalla HMI puede desarrollarse al mismo tiempo que la instalación eléctrica del proyecto. Esto puede reducir los plazos de entrega, ya que el archivo puede instalarse durante la fase de puesta en marcha del sistema. En el caso de sistemas grandes y complicados, el cableado de un panel HMI también puede ser un asunto mucho más limpio y seguro. Dado que sólo es necesario llevar un cable Ethernet hasta la puerta del panel HMI, la cantidad de cableado se reduce considerablemente en comparación con el cableado de un gran número de pulsadores que, de otro modo, sería necesario para obtener una funcionalidad similar.
Algunos de los inconvenientes de una HMI son su mayor costo y su posible deterioro en entornos abusivos. Para los sistemas en los que se utilizan productos químicos agresivos o existen otras condiciones inhóspitas, puede recomendarse la opción de los pulsadores más resistentes. Una forma de evitar esto es utilizar una botonera en el área abusiva vinculada con un panel HMI ubicado en un ambiente más acomodado. Aunque la mayoría de las HMI son bastante resistentes, las pantallas de visualización pueden no soportar un abuso prolongado. Y aunque los paneles HMI ofrecen una mayor funcionalidad, puede que no sean rentables para sistemas muy pequeños.
Reequipamiento de sistemas de pulsadores
Casi siempre es mejor decidir al principio de un proyecto (durante la fase de diseño) la utilización de una HMI que añadirla más tarde. Sin embargo, es posible reequipar una botonera antigua con una pantalla para obtener las ventajas de una HMI. Al cambiar de una botonera a una HMI, las copias físicas de los paquetes de dibujo pueden condensarse en el archivo de programa de la pantalla. Esto permite al usuario encontrar fácilmente la información de I/O y etiquetas que, de otro modo, sería difícil de encontrar. Además, mientras que los conjuntos de planos pueden perderse o dañarse durante la producción normal, el archivo de programa en una HMI proporciona una plataforma más estable para almacenar la información.
Dado que una pantalla HMI suele reducir el tamaño necesario del panel, normalmente no es necesario comprar un nuevo panel. Una readaptación puede requerir simplemente que se pida una nueva puerta para eliminar los huecos dejados por los botones y acomodar la pantalla de la HMI.
Resumen
En resumen, la principal ventaja de utilizar una botonera es la simplicidad y el ahorro de costos, sobre todo en procesos pequeños y sencillos. Sin embargo, esto sólo suele ser cierto en sistemas que pueden funcionar con menos de 8-10 botones. Aunque la implantación de una HMI puede ser más cara, es posible gestionar sistemas mucho más grandes mediante el uso de una pantalla. Además, la documentación y la disponibilidad de la información es mucho mayor y más fácil con una pantalla del sistema. Una pantalla HMI también puede ofrecer mayor seguridad que las botoneras. Por lo tanto, la decisión sobre qué tipo de panel de control será el adecuado para un proyecto debe basarse en el tamaño del sistema que se va a controlar, la funcionalidad que requerirá el sistema y el presupuesto del proyecto.