Software HMI para instalações industriais

É um momento empolgante para trabalhar no sector industrial. A Quarta Revolução Industrial já alterou drasticamente a forma como vivemos e trabalhamos, e está apenas a começar.

Um dos desenvolvimentos mais interessantes é o software de interface homem-máquina (HMI). O software HMI é uma solução tecnológica de ponta que está a revolucionar os processos e tarefas industriais. Neste artigo, vamos explorar em pormenor o que é o software HMI, como funciona e como pode beneficiar as empresas que implementam processos industriais.

O software HMI, ou Interface Homem-Máquina, é uma tecnologia que permite a comunicação entre humanos e máquinas em ambientes industriais. Fornece uma interface gráfica atractiva e fácil de utilizar que permite aos operadores monitorizar e controlar sistemas e processos industriais de forma eficiente. Esta tecnologia desempenha um papel fundamental na automação industrial e foi concebida para melhorar a produtividade, a eficiência e a segurança numa variedade de aplicações industriais.

 
O que é o software HMI e como é que este beneficia as empresas industriais?

O software IHM industrial refere-se a soluções de desenvolvimento de software personalizado que fornecem uma interface gráfica do utilizador (GUI) para operar ou monitorizar máquinas e equipamentos de automação industrial.

O software HMI inclui normalmente uma interface de utilizador constituída por um painel de controlo para comunicar com uma máquina, um grupo de máquinas ou um sistema completo. O painel de controlo tem normalmente funções de controlo de entrada/saída e visualização de dados em tempo real numa interface gráfica.

Um exemplo de uma interface homem-máquina (HMI) numa empresa farmacêutica seria o painel de controlo de uma máquina de embalagem de medicamentos. Neste caso, o operador da máquina utiliza uma interface gráfica de utilizador para controlar e monitorizar o processo de embalagem de medicamentos de forma eficiente e precisa.

A HMI da máquina de embalagem pode incluir:

1. Ecrã tátilA interface pode ser baseada num ecrã tátil que permite ao operador interagir diretamente com a máquina. No ecrã, o operador pode visualizar e selecionar diferentes parâmetros e definições.
2. Botões de controloPara além do ecrã tátil, podem existir botões físicos no painel de controlo para executar acções específicas, como iniciar ou parar a máquina, ajustar a velocidade de embalagem ou alterar o tamanho da embalagem.
3. Ecrãs em tempo realNo ecrã, o operador pode ver dados em tempo real, como a velocidade de enchimento, a quantidade de medicamento enchido, o estado do sensor e os alarmes em caso de problemas.
4. Menus de configuraçãoA HMI pode incluir menus de configuração que permitem ao operador personalizar os parâmetros do processo, tais como o tipo de embalagem, a quantidade de medicamento a embalar e outras definições relevantes.
5. Alarmes e notificaçõesSe ocorrer uma situação anormal ou se for detectado um problema no processo de embalagem, a HMI pode apresentar alertas e notificações para que o operador tome medidas correctivas imediatas.

Neste exemplo, a HMI simplifica e optimiza o processo de embalagem de medicamentos, fornecendo uma interface de operador intuitiva e centralizada. O operador pode controlar a máquina, monitorizar o processo e tomar decisões informadas em tempo real, o que é essencial na indústria farmacêutica para garantir a precisão e a qualidade na produção de medicamentos.

Com o software HMI+PLC, todos os controlos e dados estão disponíveis num único ecrã, tornando-o conveniente e eficiente para o operador. O ecrã pode ser apresentado num monitor de computador, tablet, smartphone ou mesmo em dispositivos portáteis, como óculos ou óculos inteligentes de realidade aumentada (AR).

CONTEÚDO ÚTIL - Guia prático para desenvolver uma HMI de elevado desempenho em 10 passos simples

O software HMI fornece uma interface gráfica que facilita a operação e monitorização de máquinas e equipamento de automação industrial, centralizando controlos e dados num único ecrã para melhorar a eficiência do operador.

Como é que o software HMI funciona? 

Funciona como um intermediário entre os operadores humanos e as máquinas ou sistemas automatizados. Os operadores podem interagir com o software através de ecrãs tácteis, painéis de controlo ou dispositivos móveis.

O software HMI recolhe dados em tempo real dos sistemas industriais e apresenta-os de forma clara e compreensível na interface gráfica. Isto permite aos operadores monitorizar o estado da máquina, fazer ajustes em tempo real e tomar decisões informadas para otimizar a produção e a eficiência.

O software HMI é uma tecnologia revolucionária que está a transformar a forma como os processos industriais são geridos. Fornece uma interface intuitiva e eficiente para controlar e monitorizar sistemas industriais, resultando em melhorias significativas na eficiência, segurança e produtividade.

Para as empresas que procuram manter-se na vanguarda da Indústria 4.0, a adoção de software HMI é um investimento fundamental para o seu sucesso contínuo.

A maioria das máquinas industriais utiliza um sistema de Controlador Lógico Programável (PLC) para controlar o funcionamento da máquina e automatizar algumas das suas funções.

As soluções de interface homem-máquina (HMI) integram-se no sistema PLC de modo a que, quando uma entrada é modificada no dispositivo HMI, seja gerada uma ação de saída na máquina.

Por exemplo, uma correia transportadora pode utilizar um PLC para controlar a velocidade e a direção da correia, e a utilização de software HMI pode permitir que o operador ajuste a velocidade remotamente.

O sistema PLC pode também utilizar sensores e câmaras para ajudar na aquisição de dados ou na captura de imagens, e comunicar esta informação com o software HMI, dando ao operador um maior controlo de supervisão.

A maior parte das IHM e dos sistemas PLC modernos comunicam através de um servidor em nuvem e de uma ligação sem fios à Internet, em vez de uma ligação direta com fios. O painel de controlo do software HMI é geralmente apresentado num dispositivo de ecrã tátil.

Alargamento:

O funcionamento do software IHM (Interface Homem-Máquina) é essencial na automação industrial, pois permite que os operadores e técnicos interajam com as máquinas e sistemas de forma intuitiva e eficiente. Segue-se uma descrição mais detalhada do funcionamento deste processo:

• Integração de PLC: A maioria das máquinas industriais está equipada com um sistema PLC que controla o seu funcionamento. O software HMI está integrado neste sistema para proporcionar uma interface de utilizador fácil e eficaz. Quando o operador interage com o software HMI, como alterar uma configuração ou ativar uma função, este envia comandos para o PLC para executar as acções correspondentes na máquina.
• Controlo remoto: Uma das principais vantagens do software HMI é a capacidade de controlo remoto. Isto significa que os operadores podem monitorizar e ajustar o funcionamento da máquina a partir de um local remoto, proporcionando flexibilidade e comodidade em ambientes industriais. Por exemplo, um operador pode alterar a velocidade de uma correia transportadora ou parar uma máquina de produção sem ter de estar fisicamente presente no local.
• Integração de sensores e câmaras: O sistema PLC está frequentemente equipado com sensores e câmaras que recolhem dados e executam tarefas de monitorização. Estes dados podem ser transmitidos para o software HMI, onde o operador pode visualizar informações em tempo real sobre o estado da máquina e dos processos. Isto é especialmente útil para a deteção precoce de problemas ou para a monitorização da produção.

Conectividade sem fios e na nuvem: Na era moderna da automação industrial, a maior parte da comunicação entre o software HMI e o sistema PLC é feita através de ligações sem fios e servidores na nuvem.

Isto permite um acesso mais rápido e mais eficiente aos dados e ao controlo das máquinas a partir de qualquer local com uma ligação à Internet. A visualização do software HMI é normalmente apresentada em dispositivos de ecrã tátil para uma experiência de utilizador intuitiva.

Em suma, o software HMI desempenha um papel fundamental na automação industrial, permitindo uma interação eficaz entre os operadores e as máquinas. Facilita o controlo remoto, a monitorização em tempo real e a tomada de decisões informadas para otimizar a eficiência e a produtividade em ambientes industriais.

Quais são as vantagens da aplicação de software HMI personalizado?

• Facilidade de utilização. Se compararmos a simplicidade de um dispositivo com ecrã tátil que executa um painel de controlo de software HMI com a complexidade do equipamento industrial tradicional com vários botões, alavancas, interruptores, mostradores, consolas de computador, luzes LED e indicadores, torna-se rapidamente claro que o software HMI é muito mais fácil de aprender e utilizar pelos operadores.
• Aumento da produtividade e da eficiência. O facto de o software HMI reunir todas as funções de controlo e monitorização de uma máquina (ou grupos de máquinas) num painel ou plataforma de controlo conveniente significa que o operador pode trabalhar de forma muito mais eficiente. As máquinas tradicionais podem exigir que o operador se desloque de um local para outro para aceder a vários painéis de controlo, mas o software HMI poupa tempo ao eliminar esta necessidade.
• Melhorar a segurança dos trabalhadores. O software HMI melhora a segurança ao criar uma maior distância entre o operador da máquina e a própria máquina. Em vez de utilizar botões e controlos ligados ou ligados por cabo à máquina, o software HMI permite o acesso remoto através de um dispositivo portátil sem fios. As inspecções visuais das máquinas podem ser efectuadas utilizando câmaras que transmitem imagens para o dispositivo, em vez de o operador se aproximar da máquina e correr o risco de se ferir. Além disso, para os processos industriais que envolvem materiais perigosos, o software HMI reduz a possibilidade de entrar em contacto com eles.
• Maior fiabilidade. A fiabilidade das máquinas é uma das principais preocupações dos gestores ou proprietários de qualquer instalação industrial. O software HMI também funciona como software de supervisão, ajudando a tornar as máquinas mais fiáveis ao fornecer acesso em tempo real a dados de monitorização captados por sensores e câmaras localizados no interior das máquinas. Por exemplo, no sector da construção de veículos, os sensores IoT podem ser implementados como parte da engenharia de software automóvel para recolher e transferir automaticamente dados para a nuvem, que são depois apresentados no ecrã HMI. Os dados recolhidos podem ser utilizados como parte de um programa de manutenção preditiva que visa resolver problemas antes que estes provoquem a avaria da máquina.
• Menos erros humanos. O erro do operador pode causar problemas graves em termos de saúde e segurança, custos de reparação e perda de produtividade. O software HMI reduz a probabilidade de erro do operador, uma vez que pode automatizar alguns dos sistemas de controlo ou anular certos processos se for cometido um erro. A facilidade de utilização também reduz a probabilidade de ocorrência de erros e é menos provável que os alertas não sejam detectados.
• Redução de custos. A maioria dos benefícios acima referidos contribui para uma redução global das despesas e dos custos. As principais poupanças que podem ser obtidas com a implementação do software HMI são os custos de manutenção e a formação do pessoal. Devido à maior fiabilidade das máquinas e à capacidade de aplicar técnicas de manutenção preditiva, haverá menos falhas nas máquinas e menos tempo de inatividade para reparações. A facilidade de utilização da interface do utilizador significa que o pessoal operacional pode ser treinado e reciclado mais rapidamente do que seria possível com uma disposição complexa de botões, interruptores e consolas.
• Elevado retorno do investimento (ROI). O software HMI oferece um bom ROI. Os custos iniciais relativamente baixos para implementar o software HMI, efetuar a programação HMI e adquirir os dispositivos móveis necessários para atuar como ecrãs HMI serão rapidamente compensados pela redução de custos e pelo aumento da produtividade global.

Tipos de sistemas HMI: Descubra qual é o mais adequado para a sua indústria

Em geral, existem três tipos principais de sistemas HMI que desempenham funções específicas na automação industrial:

Manipulador de dados

A opção de controlador de dados é mais adequada para tarefas ou processos que requerem uma grande quantidade de feedback de dados e relatórios de produção. Um software HMI configurado como controlador de dados pode incluir características como registo de dados, tratamento de alarmes, visualização de tendências de dados e várias representações gráficas.

Substituição de botões de ação (Substituidor de botões)

A opção de substituição do botão de ação é ideal para substituir os botões físicos e permite o controlo de todas as acções da máquina a partir de um único local, incluindo os interruptores de ligar/desligar.

Supervisor (superintendente)

O ecrã HMI de supervisão é normalmente utilizado em aplicações Windows e dispositivos móveis. Oferece uma interface de utilizador mais visual do que os outros tipos e é ideal para a tomada de decisões em instalações de produção em grande escala, tais como Sistemas MES (Manufacturing Execution Systems) o SCADA (Controlo de Supervisão e Aquisição de Dados).

Estes tipos de sistemas HMI são projectados para satisfazer diferentes necessidades na automação industrial. Ao compreender as suas diferenças e capacidades, pode selecionar a opção mais adequada para melhorar a eficiência e a tomada de decisões no seu local de produção. Optimize o seu processo com a interface HMI certa!

Exemplos de casos de aplicação de software HMI

O software IHM (Interface Homem-Máquina) pode ser utilizado em qualquer ambiente de trabalho que empregue maquinaria, equipamento industrial, processos complexos ou hardware robótico que tenha de ser controlado ou monitorizado por um operador humano. Exemplos de ambientes industriais podem incluir instalações de produção ou fabrico, linhas de montagem, fábricas de engenharia e refinarias.

O software HMI também pode ser aplicado para automatizar tarefas e interacções entre humanos e máquinas, como máquinas de venda automática ou electrodomésticos.

Para ilustrar como o software HMI pode ser aplicado na vida real, eis alguns casos de utilização específicos de software HMI em ação.

Software HMI em tornos CNC

Os tornos de controlo numérico computorizado são máquinas que rodam uma peça de material a alta velocidade e aplicam ferramentas de corte para dar forma e acabamento às peças. Até há pouco tempo, os tornos CNC utilizavam grandes consolas com botões, LEDs e um monitor de computador fixo ou um ecrã incorporado. As soluções HMI ao nível da máquina podem facilitar o funcionamento e a monitorização dos tornos CNC. As empresas de fabrico que implementaram software HMI para controlar tornos CNC afirmam que este também ajuda a reduzir os erros, a aumentar a produtividade e a melhorar a fiabilidade da máquina.

Software HMI na moldagem de plásticos

A utilização de software HMI no processo de moldagem de plásticos é fundamental para garantir a eficiência, a precisão e, acima de tudo, a segurança num ambiente de trabalho que envolve frequentemente o manuseamento de materiais perigosos e temperaturas elevadas. Vejamos como o software HMI melhora este processo:

• Controlo avançado da temperaturaNa moldagem de plásticos, é essencial manter um controlo preciso das temperaturas, uma vez que isso afecta diretamente a qualidade das peças produzidas. O software HMI permite monitorizar e ajustar as temperaturas em áreas críticas da máquina, assegurando que o plástico derrete e flui uniformemente. Além disso, fornece alarmes e notificações em tempo real em caso de desvios, permitindo uma resposta imediata para evitar problemas.
• Gestão da pressão e da velocidadeEm processos como a moldagem por injeção, a pressão e a velocidade são factores-chave. O software HMI facilita o controlo destes parâmetros, resultando numa distribuição uniforme do material plástico e na prevenção de defeitos nas peças moldadas.
• Monitorização do ciclo de produçãoO acompanhamento dos ciclos de produção é essencial para otimizar a eficiência e a produtividade. O software HMI fornece uma representação visual em tempo real dos ciclos de produção, permitindo aos operadores identificar e resolver proactivamente quaisquer problemas ou ineficiências que possam surgir durante o processo.
• Registos e relatóriosA capacidade de manter registos precisos dos parâmetros do processo é crucial para a rastreabilidade e a qualidade. O software HMI automatiza a recolha de dados e a elaboração de relatórios, simplificando a documentação e facilitando a conformidade com os regulamentos de qualidade e segurança.
• Interface intuitivaA interface de utilizador do software HMI é intuitiva e fácil de utilizar, permitindo aos operadores controlar e monitorizar o processo de moldagem de forma eficiente. Permite também um acesso rápido a informações relevantes, tais como manuais do utilizador e procedimentos de emergência, contribuindo para uma resposta mais rápida em situações críticas.

Software HMI no controlador do braço robótico

Atualmente, a maioria das linhas de montagem de média e grande escala utiliza a automatização robótica. Embora muitas das tarefas sejam totalmente automatizadas e não exijam controlo ou supervisão humana, algumas operações continuam a exigir o envolvimento humano e a supervisão da máquina.

O software HMI pode ser integrado com soluções de Realidade Aumentada (RA) para tornar as tarefas de montagem perigosas muito mais seguras, uma vez que o engenheiro ou o operador pode efetuar a tarefa remotamente.

Software HMI Pro-face da Schneider Electric

Transformamos a sua fábrica num ambiente altamente conectado e eficiente, ligando perfeitamente os dados do chão de fábrica ao seu front office. Com o software HMI Pro-face da Schneider Electric, pode medir e melhorar a produtividade, monitorizar o desempenho das máquinas, garantir a qualidade e o desempenho do processo e avaliar a eficácia em todas as linhas de produção.

Este software HMI permite-lhe otimizar a produção da sua fábrica, programar e monitorizar o material de forma eficiente, gerir alarmes e o funcionamento das máquinas, bem como controlar a qualidade do processo de produção e gerar relatórios eficientes para uma tomada de decisão inteligente.

Quer seja um gestor de fábrica, um gestor de produção ou um profissional da indústria, o HMI Pro-face da Schneider Electric dá-lhe as ferramentas necessárias para levar a sua operação para o próximo nível e alcançar novos padrões de eficiência e qualidade.

RS & RC AUTOMATION S.A DE C.V., como parceiro Pro-face by Schneider ElectricA empresa destaca-se pela sua vasta experiência em automação e controlo industrial, distribuição de equipamento especializado, sólidos conhecimentos em eletrónica, gestão de sistemas de informação e bases de dados e um firme compromisso com a qualidade.

Isto torna-os o parceiro perfeito para ajudar as empresas a implementar com sucesso o software Pro-face by Schneider Electric HMI. A sua capacidade para compreender as necessidades específicas dos clientes e fornecer soluções eficazes garante que os clientes obtêm os melhores resultados possíveis.