Como potenciar a Situational Awareness em HMI/SCADA

Cada vez mais, as empresas procuram melhorar os seus sistemas para se manterem atualizadas, especialmente no caso das aplicações SCADA homem-máquina (HMI) utilizadas para controlar e operar em unidades industriais.

Os responsáveis pelas operações estão a incorporar várias soluções de software nos ecossistemas existentes, com o objetivo de aumentar o valor empresarial e a segurança através de investimentos mínimos. No entanto, com o aumento das soluções de automatização de processos nas fábricas, as empresas dispõem de menos recursos humanos, e os poucos que existem devem responsabilizar-se por operações complexas.

Perante este cenário, não resta outra alternativa senão estabelecer padrões para gerir os dados e equipamentos. As empresas devem entender a importância da Situational Awareness (consciência situacional) e da automatização de tarefas, além de adotar uma abordagem orientada para resultados para o controlo de operações.

Abordagem orientada para resultados – design para os utilizadores

A maioria das aplicações HMI atuais apenas mostram informação, demasiada às vezes, que depois os operadores processam de uma maneira ou outra em função do seu nível de experiência. Neste contexto, existem considerações a ter em conta para melhorar os resultados particulares de cada empresa.

Enquanto o design orientado para objetivos se foca em melhorar a segurança e a rentabilidade gerais, técnicas como a estruturação da visualização de janelas no HMI, o uso apropriado da cor, a gestão eficaz de alarmes e o design adequado dos elementos visuais proporcionam um contexto específico para cada função de utilizador.

Um operador responderá de forma mais eficaz se aceder à informação de forma clara e ordenada.

Estruturação da visualização de janelas

Existe um modelo hierárquico, formado por quatro níveis, para orientar eficazmente o utilizador para a consciência, a ação ou os detalhes segundo o nível de janela.

• Nível 1:
  As janelas de nível 1 são essenciais para aumentar a consciência do operador, assim como para determinar quando é requerida uma ação ou investigação. São semelhantes a um painel de informação.
• Nível 2:
  As janelas de nível 2 proporcionam uma visão geral de toda a instalação para que o pessoal de operações realize as ações ou investigações necessárias. Estas janelas podem conter elementos associados ao processo, ainda que não se espere que apresentem todos os detalhes.
• Nível 3:
  As janelas de nível 3, muito parecidas com os diagramas de tubagens e instrumentação (P&ID) da maioria dos sistemas, são utilizadas com o apoio dos ecrãs de nível 2. Proporcionam acesso ao estado do equipamento para todos os que estão dentro do alcance do ecrã de nível 2 associado.
• Nível 4:
  Estas últimas proporcionam informação auxiliar, como análise de tendências, eventos ou alarmes; ajuste de laços, informação de ajuda/procedimentos, etc. Pode haver mais de uma janela de nível 4 para cada ecrã de nível 3. Esta técnica pode melhorar o sucesso e a eficiência de procedimentos extensos.

Uso de cor e animação

Inicialmente, devido às limitações dos computadores daquela época, os HMI tinham gráficos muito básicos. À medida que melhorava a tecnologia, estas aplicações começaram a focar-se mais e mais na eficiência do operador.

Os mesmos engenheiros encarregados de desenvolver o sistema desenhavam ao princípio os ecrãs com gráficos demasiado complexos, chamativos e muito coloridos, sem ter em conta que o utilizador final tinha outro perfil e objetivos diferentes. Com o tempo, deram-se conta da importância de estabelecer e utilizar estritamente padrões de cor para conseguir um design ótimo do HMI.

Elementos de design eficazes

Além disso, para ser eficaz no design de um SCADA HMI, devem estandardizar-se gráficos em toda a aplicação. Estes elementos são símbolos ou ecrãs otimizados para que a comunicação seja mais direta com a mínima carga de informação: apenas a necessária.

Medidores com tendências: ferramentas de Dashboard

Os gráficos com visualização de tendências aportam mais valor aos operadores para que possam analisar a futuro as ações apropriadas. Por exemplo, a visualização de um laço de controlo de um processo com este formato aportará muito valor ao operador, ao representar-se uma tendência no tempo e não unicamente os parâmetros de configuração do controlo P&ID.

Gestão de alarmes

Ainda que os alarmes sejam cruciais para impulsionar as ações do operador, a grande maioria dos sistemas gera um grande volume de alarmes que os profissionais não podem gerir e, por conseguinte, deixam de prestar-lhes atenção. Com o objetivo de melhorar a gestão destes, devem categorizar-se segundo a sua gravidade em níveis: crítico, alto, médio e baixo. Estas gravidades definem o tempo máximo de resposta.

Além disso, os alarmes devem ativar-se apenas quando for requerida uma ação do operador; o resto, devem considerar-se simples avisos para apoiar a informação.

Um apoio importante é o uso de Alarm Border, que de relance ajuda a identificar que alarmes requerem ação.

Agregação de alarmes

No design do HMI, utilizam-se frequentemente mensagens de alarmes para mostrar as mais recentes, por duplicado, que podem ocultar as de maior gravidade. Agregar alarmes de maneira hierárquica, similar à estrutura de navegação, permite mostrar visualmente os estados gerais dos alarmes como indicadores no elemento de navegação. Graças a isso, os operadores podem aceder facilmente ao gráfico associado.

Causa e atuação dos alarmes

A automatização e os problemas de pessoal dificultam a experiência do operador, especialmente em sistemas com muitos alarmes. Os operadores inexperientes podem focar-se nas consequências em vez de nas causas de raiz, o que atrasa as ações necessárias. Uma pequena anotação junto aos alarmes poderia ajudar os operadores a atuar de maneira mais eficaz, ao receber as possíveis causas dos alarmes, as respostas recomendadas e as consequências potenciais.

Em definitiva, os sistemas industriais modernos requerem uma abordagem nova para a visualização de processos devido à sua evolução, a automatização crescente, os problemas de pessoal e a operação remota. Uma abordagem baseada em Situational Awareness melhorará a probabilidade de que um processo industrial alcance o seu objetivo empresarial, capacitando o pessoal de operações.