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Cómo potenciar la Situational Awareness en HMI/SCADA

Cada vez más, las empresas buscan mejorar sus sistemas para mantenerse actualizadas, especialmente SCADA/HMI. Ante ello, no queda otra que establecer estándares para gestionar los datos y equipos.

Cada vez más, las empresas buscan mejorar sus sistemas para mantenerse actualizadas, especialmente en el caso de las aplicaciones SCADA hombre-máquina (HMI) utilizadas para controlar y operar en plantas industriales.

Los encargados de operaciones están incorporando varias soluciones de software a los ecosistemas existentes, con el objetivo de aumentar el valor empresarial y la seguridad a través de inversiones mínimas. Sin embargo, con el auge de las soluciones de automatización de procesos en las fábricas, las compañías disponen de menos recursos humanos, y los pocos que existen deben responsabilizarse de operaciones complejas.

Ante este escenario, no queda otra que establecer estándares para gestionar los datos y equipos. Las compañías deben entender la importancia de la Situational Awareness (conciencia situacional) y la automatización de tareas, además de adoptar un enfoque orientado a resultados para el control de operaciones.

Enfoque orientado a resultados – diseño para los usuarios

La mayoría de las aplicaciones HMI actuales solo muestran información, demasiada a veces, que después los operadores procesan de una manera u otra en función de su nivel de experiencia. En este contexto, existen consideraciones a tener en cuenta para mejorar los resultados particulares de cada empresa.

Mientras que el diseño orientado a objetivos se enfoca en mejorar la seguridad y la rentabilidad generales, técnicas como la estructuración de la visualización de ventanas en el HMI, el uso apropiado del color, la gestión eficaz de alarmas y el diseño adecuado de los elementos visuales proporcionan un contexto específico para cada rol de usuario.

Un operador responderá de forma más efectiva si accede a la información de forma clara y ordenada.

Estructuración de la visualización de ventanas

Existe un modelo jerárquico, formado por cuatro niveles, para orientar eficazmente al usuario hacia la conciencia, la acción o los detalles según el nivel de ventana.

  • Nivel 1:
    Las ventanas de nivel 1 son esenciales para aumentar la conciencia del operador, así como para determinar cuándo se requiere una acción o investigación. Son similares a un panel de información.
  • Nivel 2:
    Las ventanas de nivel 2 proporcionan una visión general de toda la instalación para que el personal de operaciones realice las acciones o investigaciones necesarias. Estas ventanas pueden contener elementos asociados al proceso, aunque no se espera que presenten todos los detalles.
  • Nivel 3:
    Las ventanas de nivel 3, muy parecidas a los diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) de la mayoría de los sistemas, se utilizan con el apoyo de las pantallas de nivel 2. Proporcionan acceso al estado del equipo para todos los que están dentro del alcance de la pantalla de nivel 2 asociada.
  • Nivel 4:
    Estas últimas proporcionan información auxiliar, como análisis de tendencias, eventos o alarmas; ajuste de lazos, información de ayuda/procedimientos, etcétera. Puede haber más de una ventana de nivel 4 para cada pantalla de nivel 3. Esta técnica puede mejorar el éxito y la eficiencia de procedimientos extensos.

Uso de color y animación

Inicialmente, debido a las limitaciones de los ordenadores de por aquél entonces, los HMI tenían gráficos muy básicos. A medida que mejoraba la tecnología, estas aplicaciones comenzaron a centrarse más y más en la eficiencia del operador.

Los mismos ingenieros encargados de desarrollar el sistema diseñaban al principio las pantallas con gráficos demasiado complejos, llamativos y muy coloridos, sin tener en cuenta que el usuario final tenía otro perfil y objetivos diferentes. Con el tiempo, se dieron cuenta de la importancia de establecer y utilizar estrictamente estándares de color para conseguir un diseño óptimo del HMI.

Elementos de diseño efectivos

Además, para llegar a ser efectivo en el diseño de un SCADA HMI, se deben estandarizar gráficos en toda la aplicación. Estos elementos son símbolos o pantallas optimizadas para que la comunicación sea más directa con la mínima carga de información: solo la necesaria.

Medidores con tendencias: herramientas de Dashboard

Los gráficos con visualización de tendencias aportan más valor a los operadores para que puedan analizar a futuro las acciones apropiadas. Por ejemplo, la visualización de un lazo de control de un proceso con este formato aportará mucho valor al operador, al representarse una tendencia en el tiempo y no únicamente los parámetros de configuración del control P&ID.

 

Gestión de alarmas

Aunque las alarmas sean cruciales para impulsar las acciones del operador, la gran mayoría de los sistemas generan un gran volumen de alarmas que los profesionales no pueden manejar y, por ende, dejan de prestarles atención. Con tal de mejorar la gestión de estas, deben categorizarse según su gravedad en niveles: crítico, alto, medio y bajo. Estas gravedades definen el tiempo máximo de respuesta.

Además, las alarmas deben activarse solo cuando se requiera una acción del operador; el resto, deben considerarse simples avisos para apoyar la información.

Un apoyo importante es el uso de Alarm Border, que de un vistazo ayuda a identificar qué alarmas requieren acción.

 

Agregación de alarmas

En el diseño del HMI, a menudo se utilizan mensajes de alarmas para mostrar las más recientes, por duplicado, que pueden ocultar las de mayor gravedad. Agregar alarmas de manera jerárquica, similar a la estructura de navegación, permite mostrar visualmente los estados generales de las alarmas como indicadores en el elemento de navegación. Gracias a ello,los operadores pueden acceder fácilmente a la gráfica asociada.

Causa y actuación de las alarmas

La automatización y los problemas de personal dificultan la experiencia del operador, especialmente en sistemas con muchas alarmas. Los operadores inexpertos pueden centrarse en las consecuencias en lugar de en las causas raíz, lo que retrasa las acciones necesarias. Una pequeña anotación junto a las alarmas podría ayudar a los operadores a actuar de manera más efectiva, al recibir las posibles causas de las alarmas, las respuestas recomendadas y las consecuencias potenciales.

En definitiva, los sistemas industriales modernos requieren un enfoque nuevo para la visualización de procesos debido a su evolución, la automatización creciente, los problemas de personal y la operación remota. Un enfoque basado en Situational Awareness mejorará la probabilidad de que un proceso industrial alcance su objetivo empresarial, empoderando al personal de operaciones.

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