Edição 219 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 219 – 2016

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Interface entre mundos

As IHMs tradicionais como botões, seletores, luzes indicadoras, ainda são muito usadas, mesmo em máquinas com CNC e em ambientes onde o operador precisa usar luvas de proteção pesadas – afinal, EPIs podem dificultar o toque e, por norma, as paradas de emergência devem ser feitas por botões: que são mais fáceis de pressionar do que uma tela. Dispositivos menores, mais sensíveis, podem ter telas touchscreen.

De telas de LCD os usuários passaram para telas coloridas e piscantes – hoje normatizadas de maneira mais sóbria – que podem estar na planta, na sala de operação, num escritório, num tablet ou smartphone. As IHMs foram se adaptando às tecnologias e aplicações, seguindo a tendência de mais poder e mais facilidade de uso e capacidade de trabalhar em diversos ambientes e sistemas.

Thiago Turcato do Rego, supervisor de suporte técnico da Mitsubishi Electric do Brasil, trabalha com uma visão de IHM que vai além de apenas um instrumento que possibilita a interação humana por meio de algum dispositivo ou software com uma máquina. “Cada vez mais a IHM passa de uma simples tela de interface para se tornar um dispositivo versátil, que contempla cada vez mais recursos, além de possuir manuseio intuitivo e multi-gestual, seguindo a tendência de mercado trazida pelos tablets e smartphones”.

Hoje, as IHMs não são apenas para operadores, mas para gerentes de diversas áreas na busca das mais diferentes informações. A IHM pode estar num painel de controle ou em um dispositivo móvel de uma máquina, permitindo ao operador conversar com um especialista diretamente via vídeo ou texto e resolver um problema. Hoje também podem servir como cópia de segurança ou manual e é importante mesmo em sistemas autônomos porque em algum momento pode ser preciso resetar no local.

Luís Mamede, Performance Systems Manager South America Bulk Supply Chain da Linde expande o conceito: IHM é qualquer interface que facilite a integração entre Homem e Máquina. E Daniel Morales, gerente de automação Sudeste da Braskem, completa que a IHM é a principal ferramenta de interação do homem com o processo para o efetivo controle supervisório. “O hardware, antes proprietário, passou já há algum tempo para o uso mais intensivo de computadores, sejam industriais ou convencionais, evoluindo mais recentemente para o uso de interfaces em plataformas móveis e ambientes de virtualização de máquinas. A evolução passa pelo uso de ferramentas de software mais leves que incorporam recursos para a criação de padrões gráficos ergonômicos e com portabilidade para acesso em plataformas móveis, baseado em serviços Web. A evolução e a normatização das telas ainda são insipientes ainda dentro da indústria, apesar da evolução das ferramentas de software.

O mais importante quando o tema é IHM é a confiabilidade, ergonomia e acessibilidade – ainda mais com o limiar da digitalização, porque as IHMs sofrem impacto da IIoT já que é crescente seu uso em plataformas móveis baseadas em Internet”.

Ronaldo Neves Ribeiro, gerente do Departamento de Tecnologia da Informação e Telecom da Cenibra concorda. A IIoT já está nesse mundo e lembra que uma IHM pode ser programada para ser integrada a um CLP à distância. “E não apenas na indústria. Para fazer o papel da IHM, é muito comum a utilização de celulares ou tablets na automação residencial, permitindo a interação do usuário com o CLP. Em vez de ir até o interruptor para acender a lâmpada, o usuário pode dar esse comando através do IHM; já no meio industrial, é preciso um hardware” Ronaldo ressalta que as IHMs aumentaram muito seu desempenho e capacidade pois originalmente suportavam o endereçamento de poucas variáveis de controle (tags) e agora suportam milhares de variáveis, sendo que alguns projetos documentados com arquitetura em rede chegam a mais de 400 mil tags!

“A interface já pode se beneficiar do ambiente Windows, tanto referente às ferramentas de desenho quando a definição de bancos de dados.

Mais que isso, a integração entre os supervisórios e os controladores programáveis deu um importante salto a partir do momento que as bases de dados de ambos ambientes podem ser integradas, facilitando sobremaneira o desenvolvimento e manutenção dos aplicativos”, comenta Ronaldo.

Antes isolados, os sistemas paulatinamente se transformaram em ambientes abertos e de fácil conexão com outros sistemas, sejam eles de chãodefábrica, qualidade, manutenção ou corporativos (ERP) e isso se reflete nas IHMs. Os sistemas passaram de estações de operação isoladas para suportar arquiteturas complexas em rede, adicionando segurança, redundância em alguns casos, e escalabilidade. O uso da Web está também presente nos sistemas de várias formas – desde a simples utilização de estações Web para monitoração de processos, até o uso da internet para manutenção e monitoramento remotos de aplicações e processos.

Hardwares mais rápidos e avanço nos gráficos têm facilitado por demais as interfaces. No entanto ainda é pouca a aplicação de realidade aumentada e virtualização - que trariam uma revolução para as interfaces. Os softwares estão cada vez mais fáceis e integráveis.

Hoje é possível ver computadores de alta tecnologia em qualquer lugar. Os dispositivos portáteis deram as caras e estão dominando o mercado, trazendo um grande salto na evolução da tecnologia, principalmente pelo armazenamento em nuvem.

É tanta novidade que Mamede ressalta a normatização como um grande facilitador, tanto no desenvolvimento de telas quanto na operação, manutenção e treinamento.

“No meu ponto de vista, quanto mais próxima e adaptada à realidade humana a interface (gráficos, manuseio, etc), melhor a IHM cumpre sua função. Talvez até mesmo por isso a tendência a serem cada vez mais integrados e interconectados. Ainda que a aplicação IIoT dependa bastante do propósito e funções da IHM, como centro de informação e manuseio de máquinas é esperado que ela possa disponibilizar, trocar e requisitar informações de outras máquinas ou interfaces”, diz o executivo da Linde.

Felizmente, existe auxílio para projetar IHMs de alto desempenho, tanto normas formais quanto regras gerais. Entre as normas estão a ISA 101 Human Machine Interfaces para Process Automation Systems, NUREG-0700 Rev. 2- 2002 Human-System Interface Design Review Guidelines, ISO 9241 Requisitos ergonômicos para trabalho em escritórios com terminais de exibição visual, ISO 11064 Projeto ergonômico de centros de controle, EEMUA 201- Mesas de controle para plantas de processo, utilizando interfaces humano-máquina: Um guia para projeto e questões operacionais e de interface humano-máquina, e Diretrizes do ASM Consortium: Effective Operator Display Design.

Uma série de fatores importantes devem ser levados em consideração na escolha da IHM correta como ambiente a que a máquina será exposta, complexidade da aplicação, quais os dispositivos que farão parte da aplicação, perfil do operador, se a aplicação pode sofrer upgrades com o longo do tempo, entre outros.

Mas Ronaldo acredita que não há uma receita padrão para projetar uma boa tela. “Há muitas variáveis, como o conhecimento dos operadores, regras locais de cores e símbolos, escopo de controle e complexidade do processo, para definir um conjunto prescritivo de regras que se aplique a todos os casos”. As regras gerais são: o projeto deve ser funcional para até 15 anos, precisa retratar com precisão o processo, deve ter concepção simples, precisa ser projetado tanto para situações normais como anormais, precisa diferenciar entre requisitos do sistema de segurança e requisitos do controle de processo, e precisa ser compatível com fontes de informação de apoio (como CCTV, câmeras de Internet e outros sensores visuais).

“E a IIot impacta na inteligência das IHMs quando fornecem ferramentas embutidas e instruções para permitir a conexão a uma ampla variedade de dispositivos de campo, seja através de controladores ou diretamente.

Uma vez que os dados são coletados, poderão ser seguramente distribuídos através de redes e da nuvem para muitos tipos diferentes de plataformas, incluindo thin clients, tablets e smartphones e outros”, comenta o executivo da Cenibra.

Rogério Frigeri, gerente de Marketing da Novus, afirma que a evolução do hardware das IHMs vem acompanhando a evolução da tecnologia que temos disponíveis em nossas mãos. “Uma vez que as pessoas estão confortáveis em operar telas coloridas touch em seus gadgets caseiros, as IHMs também vêm sofrendo esse tipo de demanda. A popularização de redes como a Ethernet também trouxe para as IHMs a necessidade de melhorar sua capacidade de integração e comunicação. Hoje em dia já temos fabricantes lançando equipamentos multi-touch capacitivos com a aplicação em nuvem. Para acompanhar a evolução do hardware, os softwares de desenvolvimento e também os ambientes de operação vêm evoluindo junto. Cada vez mais temos capacidade computacional e vários drivers de comunicação embutidos nos softwares mais modernos”.

A evolução do hardware das IHMs disponíveis no mercado vem acontecendo rapidamente nos últimos 10 anos. Hoje uma IHM tem poder de processamento muito superior ao mesmo modelo de uma década atrás, o que possibilita a ampliação do leque de aplicações, tanto no ambiente industrial como fora dele. E os softwares vêm acompanhando a evolução dos hardwares, ou seja, o desenvolvimento de telas e programações mais complexas podem ser atendidas por novos softwares com mais recursos visuais.

As IHMs também são impactadas pela IIoT, a começar pela questão da operação em si, cada vez mais semelhante a operação de um smartphone ou tablet; a interação do operador com a interface é cada vez mais amigável. E já se demanda que as IHMs devam ter a possibilidade de estarem conectadas, possibilitando seu controle remoto, assim como o envio de dados para a nuvem.