La Interfaz Hombre-Máquina, o HMI por sus siglas, es un panel de operación cuya función es la de permitir la comunicación entre el usuario y el sistema, software o máquina a la que esté conectado.

Es capaz de traducir las variables existentes en los procedimientos que son demasiado complejos en información que el operador del sistema utilizará en las operaciones, haciendo más fácil la producción en fábricas e industrias.

De forma breve, se le puede denominar como HMI a cualquier pantalla utilizada como interfaz entre la persona y la máquina en cuestión, ya que normalmente incorporan interfaces gráficas para una sencilla interacción con el usuario, además de mostrar datos en tiempo real de las acciones que realice. Si bien puede aplicarse en una variedad de ámbitos, es en el industrial donde se encuentra con mayor frecuencia.

¿Para qué sirve?

Las pantallas HMI se utilizan para optimizar un proceso industrial digitalizando y centralizando los datos. De esta manera, los operadores pueden ver información importante en gráficos, cuadros de mando digitales, ver y gestionar alarmas, y conectarse con sistemas SCADA y MES, a través de una consola.

La interfaz hombre-máquina se comunica con los controladores lógicos programables (PLC) y los sensores de entrada/salida para obtener y mostrar información para que los usuarios la vean. Del mismo modo, pueden utilizarse para una sola función, como el monitoreo y el seguimiento, o para realizar operaciones más sofisticadas, como el apagado de máquinas o el aumento de la velocidad de producción, dependiendo de cómo se implementen.

Anteriormente, los operarios tenían que revisar el progreso mecánico de forma visual y registrarlo en una hoja de papel o en una pizarra. En la actualidad, los PLC pueden comunicar información en tiempo real directamente a una pantalla HMI. En consecuencia, esta tecnología elimina la necesidad de estas prácticas manuales y, por lo tanto, reduce muchos problemas costosos causados por la falta de información o por errores humanos.

Por otro lado, un sistema HMI bien diseñado hace algo más que presentar funciones de control e información; proporciona al operador funciones activas intuitivas a realizar sobre los resultados de esas acciones e información sobre el rendimiento del sistema. Por lo que otro de los conceptos importantes de su diseño, es la usabilidad del panel de control. Es decir, sus funciones y manejo han de facilitar la vida del operario y de los técnicos intervinientes en los procesos de fabricación.

¿Cómo funcionan los HMI?

La función de los HMI consiste en mostrar información operativa en tiempo real y casi en tiempo real. Proporcionan gráficos de procesos visuales que aportan significado y contexto al estado del motor y de la válvula, niveles de depósitos y otros parámetros del proceso. Suministran información operativa al proceso, y permiten el control y la optimización al regular los objetivos de producción y de proceso.

Para que funcione correctamente un HMI se requiere de una programación que trabaje de manera automática tomando en cuenta las variables y acciones a realizar, aunado a esto debe conectarse un sistema que ofrezca la información transmitida por el HMI al usuario y que este la trabaje o modifique para obtener los resultados deseados.

Los paneles actuales centran la atención del operario en el problema suscitado para detectar las condiciones anormales de los procedimientos y proporcionar los conocimientos necesarios para ayudar a solucionar dicha anomalía.

Se puede implementar de distintas formas: como panel acoplado a la máquina, una pantalla independiente o incluso desde una tablet o dispositivo portátil, al final lo verdaderamente importante es que comunique la información y visualización de datos para operar el sistema.

Tipos de HMI (algunos)

HMI de alto rendimiento

Esta técnica de diseño ayuda al espectador a ver y responder a los problemas de manera más eficiente, así como a tomar decisiones mejor informadas. Los indicadores de la HMI de alto rendimiento son sencillos, limpios y exentos de controles o gráficos extraños. Otros elementos de diseño, como el color, el tamaño y la ubicación, se utilizan con discreción para optimizar la experiencia del usuario.

Pantallas táctiles y dispositivos móviles

Las pantallas táctiles y la HMI móvil son dos ejemplos de los avances tecnológicos que han surgido con la llegada de los teléfonos inteligentes. En lugar de botones e interruptores, las versiones móviles modernizadas permiten a los operadores tocar la pantalla física para acceder a los controles.

Monitoreo remoto

Permite una mayor flexibilidad y accesibilidad tanto para los operadores como para los gestores. Con esta función, un ingeniero de sistemas de control externo puede, por ejemplo, confirmar la temperatura de un almacén en un dispositivo portátil, eliminando la necesidad de supervisión después de la jornada laboral.

HMI de red y de cloud

Tienen una gran demanda porque permiten a los operadores acceder a los datos y a la visualización desde dispositivos de campo. Además, cada vez es más común enviar datos desde las HMI locales a la nube, donde se puede acceder a ellos y analizarlos de forma remota, al tiempo que se mantienen las capacidades de control en un nivel local.

¿Qué beneficios aporta el HMI?

• Mayor visibilidad. Una HMI de alto rendimiento ofrece una mayor visibilidad de las operaciones en todo momento, lo que permite ver el rendimiento de los equipos o instalaciones desde un solo panel, al que se puede acceder incluso remotamente, aumentando la productividad con el tiempo y respondiendo a las alertas con mayor rapidez.
• Eficiencia. Gracias al acceso en tiempo real de la HMI a los datos, puede usarla para supervisar la producción y ajustarla a los requisitos cambiantes. La visualización de los datos, combinados con las tecnologías de análisis de datos, permiten identificar áreas en las que puede mejorar la eficiencia de sus operaciones.
• Menos periodos de inactividad. Con las alertas en un panel central se puede responder a los problemas con más rapidez, reduciendo los periodos de inactividad. Visualizar y analizar los datos de rendimiento de los equipos también pueden ayudar a detectar futuros problemas mecánicos y atajarlos antes de que puedan provocar periodos de inactividad más significativos.
• Usabilidad. Las HMI facilitan a los usuarios ver y entender los datos y equipos de control. Presentan los datos en forma de gráficos permitiendo a los usuarios interpretarlos rápidamente.

¿Dónde es posible implementar los HMI?

Se pueden  utilizar en cualquier industria en cuyo proceso productivo intervienen diferentes equipos e instalaciones que requieran una monitorización y control en tiempo real, por ejemplo en control de almacenes (paletizado, lotes, etiquetado, stocks), control de líneas de montaje y producción, industria farmacéutica (procesos BATCH, CIP-SIP, ), en la industria de alimentación (cadena de frío, embotellado, pasteurización, bebidas, dosificaciones), gestión de Infraestructuras (alumbrado, climatización, redes eléctricas, ferrocarriles), industria química (control de reactores, dosificaciones), industria electrónica e industria de equipamiento médico.

Depende de igual forma el modelo de HMI que utilizan estas industrias debido a que unos son capaces de abarcar más funciones que otros, o también los componentes que posean hacen la diferencia en tiempos de respuesta o precisión en la transmisión de datos para el usuario.

A pesar de encontrarse mayormente en la industria y sus ramos, los HMI están más cerca de lo que podríamos imaginar en nuestro día a día. Un ejemplo de estas interfaces en equipos que utilizamos con frecuencia son los cajeros automáticos ubicados en los bancos, cuentan con pantalla táctil y un panel de botones que sirven como interfaz entre el usuario y el sistema bancario para realizar operaciones como retiros, depósitos o consultas de saldo.

Otro muy común son los automóviles modernos que incorporan pantallas táctiles capaces de accionar luces, sonido, e incluso el motor con un simple comando. Además, algunos permiten monitorear aspectos de la máquina como presión de llantas, niveles de aceite, temperatura del auto, entre otros más.

Diferencia entre HMI y SCADA

La diferencia entre un sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) y HMI reside en que el primero incorpora más de una máquina para monitorear, gestionar y mejorar procesos, creando toda una red de sistemas enlazados entre sí para comunicar la información; esta tecnología se encuentra en industrias de grandes tamaños y que requieren la detección y solución de errores inmediatamente.

Por lo tanto, un sistema SCADA implementa tecnología HMI para los monitoreos que ejerce, con la diferencia de que es el conjunto de estas interfaces lo que la conforman. Entonces podemos concluir que, aunque son diferentes, se complementan para operar.

Los HMI son una gran adición a los procesos industriales haciendo que cada operación sea precisa y controlable a través de ellos, permitiendo una mejor interacción entre hombre y máquina, alargando el tiempo de vida y utilidad de las mismas.

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