Software HMI para plantas industriales

Estamos en un momento emocionante para trabajar en el sector industrial. La Cuarta Revolución Industrial ya ha cambiado drásticamente la forma en que vivimos y trabajamos, y apenas está comenzando.

Uno de los desarrollos más interesantes es el software de Interfaz Hombre-Máquina (HMI, por sus siglas en inglés). El software de HMI es una solución tecnológica de vanguardia que está lista para revolucionar los procesos y tareas industriales. En este artículo, exploraremos en detalle qué es el software de HMI, cómo funciona y cómo puede beneficiar a las empresas que aplican procesos industriales.

El software de HMI, o Interfaz Hombre-Máquina, es una tecnología que permite la comunicación entre humanos y máquinas en entornos industriales. Proporciona una interfaz gráfica atractiva y fácil de usar que permite a los operadores supervisar y controlar los sistemas y procesos industriales de manera eficiente. Esta tecnología desempeña un papel fundamental en la automatización industrial y está diseñada para mejorar la productividad, la eficiencia y la seguridad en una variedad de aplicaciones industriales.

 
¿Qué es el software de HMI y cómo beneficia a las empresas industriales?

El software de HMI industrial se refiere a soluciones de desarrollo de software personalizado que proporcionan una interfaz gráfica de usuario (GUI) para operar o supervisar máquinas y equipos de automatización industrial.

El software de HMI generalmente incluye una interfaz de usuario que consta de un panel de control para comunicarse con una máquina, un grupo de máquinas o todo un sistema. El panel de control suele contar con funciones de control de entrada/salida y visualizaciones de datos en tiempo real que se muestran en una interfaz gráfica.

Un ejemplo de una interfaz hombre-máquina (HMI) en una empresa farmacéutica sería el panel de control de una máquina de envasado de medicamentos. En este caso, el operador de la máquina utiliza una interfaz gráfica de usuario para controlar y supervisar el proceso de envasado de medicamentos de manera eficiente y precisa.

La HMI de la máquina de envasado podría incluir:

1. Pantalla táctil: La interfaz podría estar basada en una pantalla táctil que permite al operador interactuar directamente con la máquina. En la pantalla, el operador puede ver y seleccionar diferentes parámetros y ajustes.
2. Botones de control: Además de la pantalla táctil, podría haber botones físicos en el panel de control para realizar acciones específicas, como iniciar o detener la máquina, ajustar la velocidad de envasado o cambiar el tamaño del envase.
3. Visualizaciones en tiempo real: En la pantalla, el operador puede ver datos en tiempo real, como la velocidad de envasado, la cantidad de medicamento envasado, el estado de los sensores y alarmas en caso de problemas.
4. Menús de configuración: La HMI puede incluir menús de configuración que permitan al operador personalizar los parámetros del proceso, como el tipo de envase, la cantidad de medicamento a envasar y otros ajustes relevantes.
5. Alarmas y notificaciones: Si se produce una situación anormal o se detecta un problema en el proceso de envasado, la HMI puede mostrar alertas y notificaciones para que el operador tome medidas correctivas de inmediato.

En este ejemplo, la HMI simplifica y agiliza el proceso de envasado de medicamentos al proporcionar una interfaz intuitiva y centralizada para el operador. El operador puede controlar la máquina, supervisar el proceso y tomar decisiones informadas en tiempo real, lo que es esencial en la industria farmacéutica para garantizar la precisión y la calidad en la producción de medicamentos.

Con el software de HMI + PLC ocurre que todos los controles y datos están disponibles en una sola pantalla para que sea conveniente y eficiente para el operador. La pantalla puede mostrarse en un monitor de computadora, tableta, smartphone o incluso en dispositivos portátiles como gafas o gafas inteligentes de realidad aumentada (AR).

CONTENIDO ÚTIL – Guía práctica para desarrollar una HMI de alto rendimiento en 10 simples pasos

El software de HMI proporciona una interfaz gráfica que facilita la operación y supervisión de máquinas y equipos de automatización industrial, centralizando los controles y datos en una pantalla para mejorar la eficiencia del operador.

¿Cómo funciona el software de HMI? 

Funciona como un intermediario entre los operadores humanos y las máquinas o sistemas automatizados. Los operadores pueden interactuar con el software a través de pantallas táctiles, paneles de control o dispositivos móviles.

El software de HMI recopila datos en tiempo real de los sistemas industriales y los presenta de manera clara y comprensible en la interfaz gráfica. Esto permite a los operadores monitorear el estado de las máquinas, realizar ajustes en tiempo real y tomar decisiones informadas para optimizar la producción y la eficiencia.

El software de HMI es una tecnología revolucionaria que está transformando la forma en que se gestionan los procesos industriales. Proporciona una interfaz intuitiva y eficiente para controlar y supervisar sistemas industriales, lo que se traduce en mejoras significativas en la eficiencia, la seguridad y la productividad.

Para las empresas que buscan mantenerse a la vanguardia en la Industria 4.0, la adopción del software de HMI es una inversión clave en su éxito continuo.

La mayoría de las maquinarias industriales utilizan un sistema de Controlador Lógico Programable (PLC, por sus siglas en inglés) para controlar el funcionamiento de la máquina y automatizar algunas de sus funciones.

Las soluciones de Interfaz Hombre-Máquina (HMI) se integran con el sistema PLC de manera que cuando se modifica una entrada en el dispositivo HMI, se genera una acción de salida en la máquina.

Por ejemplo, una cinta transportadora puede utilizar un PLC para controlar la velocidad y dirección de la cinta, y el uso de software HMI podría permitir que el operador ajuste la velocidad de forma remota.

El sistema PLC también puede utilizar sensores y cámaras para ayudar en la adquisición de datos o capturar imágenes, y comunicar esta información con el software HMI, lo que brinda al operador un mayor control de supervisión.

La mayoría de las interfaces hombre-máquina modernas y sistemas PLC se comunican a través de un servidor en la nube y una conexión inalámbrica a Internet en lugar de una conexión alámbrica directa. El panel de control del software HMI suele mostrarse en un dispositivo con pantalla táctil.

Ampliación:

El funcionamiento del software HMI (Interfaz Hombre-Máquina) es esencial en la automatización industrial, ya que permite a los operadores y técnicos interactuar con las máquinas y sistemas de una manera intuitiva y eficiente. Aquí hay una descripción más detallada de cómo funciona este proceso:

• Integración con PLC: La mayoría de las máquinas industriales están equipadas con un sistema PLC que controla su funcionamiento. El software HMI se integra con este sistema para proporcionar una interfaz de usuario amigable y efectiva. Cuando el operador interactúa con el software HMI, como cambiar un ajuste o activar una función, este envía comandos al PLC para ejecutar las acciones correspondientes en la máquina.
• Control Remoto: Una de las ventajas clave del software HMI es la capacidad de control remoto. Esto significa que los operadores pueden supervisar y ajustar el funcionamiento de la máquina desde una ubicación distante, lo que aporta flexibilidad y conveniencia en entornos industriales. Por ejemplo, un operador puede cambiar la velocidad de una cinta transportadora o detener una máquina de producción sin tener que estar físicamente presente en el lugar.
• Integración de Sensores y Cámaras: El sistema PLC a menudo está equipado con sensores y cámaras que recopilan datos y realizan tareas de monitoreo. Estos datos se pueden transmitir al software HMI, donde el operador puede ver información en tiempo real sobre el estado de la máquina y los procesos. Esto es especialmente útil para la detección temprana de problemas o el seguimiento de la producción.

Conexión Inalámbrica y en la Nube: En la era moderna de la automatización industrial, la mayoría de las comunicaciones entre el software HMI y el sistema PLC se realizan a través de conexiones inalámbricas y servidores en la nube.

Esto permite un acceso más rápido y eficiente a los datos y el control de las máquinas desde cualquier ubicación con conexión a Internet. La visualización del software HMI generalmente se presenta en dispositivos con pantallas táctiles para una experiencia de usuario intuitiva.

En resumen, el software HMI desempeña un papel fundamental en la automatización industrial al permitir una interacción efectiva entre los operadores y las máquinas. Facilita el control remoto, la supervisión en tiempo real y la toma de decisiones informadas para optimizar la eficiencia y la productividad en los entornos industriales.

¿Cuáles son los beneficios de aplicar software HMI personalizado?

• Facilidad de uso. Si comparamos la simplicidad de un dispositivo con pantalla táctil que ejecuta un panel de control de software HMI con la complejidad de un equipo industrial tradicional con múltiples botones, palancas, interruptores, diales, consolas de computadora, luces LED y medidores, rápidamente queda claro que el software HMI es mucho más fácil de aprender y utilizar para los operadores.
• Aumento de la productividad y eficiencia. El hecho de que el software HMI reúna todas las funciones de control y supervisión de una máquina (o grupos de máquinas) en un panel de control o plataforma conveniente significa que el operador puede trabajar de manera mucho más eficiente. Las máquinas tradicionales pueden requerir que el operador se desplace de un lugar a otro para acceder a varios paneles de control, pero el software HMI ahorra tiempo al eliminar esta necesidad.
• Mejora de la seguridad de los empleados. El software HMI mejora la seguridad al crear más distancia entre el operador de la máquina y la máquina en sí. En lugar de utilizar botones y controles que están conectados o cableados a la máquina, el software HMI proporciona acceso remoto a través de un dispositivo inalámbrico portátil. Las inspecciones visuales de las máquinas se pueden llevar a cabo utilizando cámaras que transmiten las imágenes al dispositivo, en lugar de que el operador se acerque a la máquina y corra el riesgo de lesionarse. Además, para los procesos industriales que involucran materiales peligrosos, el software HMI reduce la posibilidad de entrar en contacto con ellos.
• Aumento de la confiabilidad. La confiabilidad de las máquinas es una de las mayores preocupaciones para los gerentes o propietarios de cualquier instalación industrial. El software HMI también actúa como software de supervisión, ayudando a que las máquinas sean más confiables al proporcionar acceso en tiempo real a datos de monitoreo capturados por sensores y cámaras ubicados dentro de las máquinas. Por ejemplo, para el sector de la construcción de vehículos, los sensores IoT se pueden implementar como parte de la ingeniería de software automotriz para recopilar y transferir automáticamente datos a la nube, que luego se muestran en la pantalla HMI. Los datos recopilados se pueden utilizar como parte de un programa de mantenimiento predictivo que tiene como objetivo solucionar problemas antes de que causen fallas en la máquina.
• Menos errores humanos. Los errores del operador pueden causar problemas graves en términos de salud y seguridad, costo de reparación y pérdida de productividad. El software HMI reduce la probabilidad de errores del operador, ya que puede automatizar algunos de los sistemas de control o anular ciertos procesos si se comete un error. La facilidad de uso también reduce la probabilidad de que ocurran errores en primer lugar y es menos probable que se pasen por alto las alertas.
• Reducción de costos. La mayoría de los beneficios mencionados anteriormente contribuyen a una reducción general de gastos y costos. Los principales ahorros que se pueden lograr al implementar software HMI son los costos de mantenimiento y la capacitación del personal. Debido a la mayor confiabilidad de las máquinas y la capacidad de aplicar técnicas de mantenimiento predictivo, habrá menos fallas de máquinas y menos tiempo de inactividad para reparaciones. La facilidad de uso de la interfaz de usuario significa que el personal operativo puede capacitarse y volver a capacitarse más rápidamente de lo que lo haría para un arreglo complejo de botones, interruptores y consolas.
• Alto retorno de inversión (ROI). El software HMI ofrece un buen ROI. Los costos iniciales relativamente bajos para implementar el software HMI, llevar a cabo la programación del HMI y comprar los dispositivos móviles necesarios para actuar como pantallas HMI se verán rápidamente compensados por la reducción de costos y el aumento en la productividad general.

Tipos de Sistemas HMI: Descubre cuál es el adecuado para tu industria

En general, existen tres tipos principales de sistemas HMI que desempeñan funciones específicas en la automatización industrial:

Controlador de Datos (Data Handler)

La opción de controlador de datos es la más adecuada para tareas o procesos que requieren una gran cantidad de retroalimentación de datos y reportes de producción. Un software HMI configurado como controlador de datos puede incluir características como registro de datos, manejo de alarmas, visualización de tendencias de datos y diversas representaciones gráficas.

Reemplazo de Botones de Acción (Pushbutton Replacer)

La opción de reemplazo de botones de acción es ideal para sustituir botones físicos y permite controlar todas las acciones de la máquina desde un único lugar, incluyendo interruptores de encendido/apagado.

Supervisor (Overseer)

La pantalla HMI de supervisión se utiliza normalmente en aplicaciones de Windows y dispositivos móviles. Ofrece una interfaz de usuario más visual que los otros tipos y es ideal para la toma de decisiones en plantas de producción a gran escala, como sistemas MES (Manufacturing Execution Systems) o SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).

Estos tipos de sistemas HMI están diseñados para satisfacer diferentes necesidades en la automatización industrial. Al comprender sus diferencias y capacidades, puedes seleccionar la opción más adecuada para mejorar la eficiencia y la toma de decisiones en tu planta de producción. ¡Optimiza tu proceso con la interfaz HMI adecuada!

Ejemplos de casos de aplicación del Software de HMI

El software de HMI (Interfaz Hombre-Máquina, por sus siglas en inglés) puede utilizarse en cualquier entorno de trabajo que emplee maquinaria, equipos industriales, procesos complejos o hardware robótico que deba ser controlado o supervisado por un operador humano. Ejemplos de entornos industriales pueden incluir instalaciones de producción o manufactura, líneas de ensamblaje, plantas de ingeniería y refinerías.

El software de HMI también puede aplicarse para automatizar tareas e interacciones entre humanos y máquinas, como máquinas expendedoras o electrodomésticos.

Para ilustrar cómo se puede aplicar el software de HMI en la vida real, aquí hay algunos casos de uso específicos del software de HMI en acción.

Software HMI en Tornos CNC

Los tornos de Control Numérico por Computadora son máquinas que hacen girar una pieza de material a alta velocidad y aplican herramientas de corte para dar forma y acabado a las piezas. Hasta hace poco, los tornos CNC utilizaban grandes consolas con botones, LEDs y un monitor de computadora estacionario o pantalla incorporada. Las soluciones HMI a nivel de máquina pueden facilitar la operación y supervisión de los tornos CNC. Las empresas manufactureras que han implementado software de HMI para controlar tornos CNC informan que también ayuda a reducir errores, aumentar la productividad y mejorar la confiabilidad de las máquinas.

Software HMI en el Moldeo de Plástico

El uso del software HMI en el proceso de moldeo de plástico es fundamental para garantizar la eficiencia, la precisión y, lo que es aún más importante, la seguridad en un entorno de trabajo que a menudo implica la manipulación de materiales peligrosos y temperaturas elevadas. Veamos cómo el software HMI mejora este proceso:

• Control Avanzado de Temperatura: En el moldeo de plástico, es esencial mantener un control preciso de las temperaturas, ya que esto afecta directamente la calidad de las piezas producidas. El software HMI permite supervisar y ajustar las temperaturas de las áreas críticas de la máquina, asegurando que el plástico se funda y fluya de manera uniforme. Además, proporciona alarmas y notificaciones en tiempo real en caso de desviaciones, lo que permite una respuesta inmediata para prevenir problemas.
• Gestión de Presión y Velocidad: En procesos como el moldeo por inyección, la presión y la velocidad son factores clave. El software HMI facilita el control de estos parámetros, lo que resulta en una distribución uniforme del material plástico y en la prevención de defectos en las piezas moldeadas.
• Monitorización de Ciclos de Producción: El seguimiento de los ciclos de producción es esencial para optimizar la eficiencia y la productividad. El software HMI proporciona una representación visual en tiempo real de los ciclos de producción, lo que permite a los operadores identificar y abordar de manera proactiva cualquier problema o ineficiencia que pueda surgir durante el proceso.
• Registros y Reportes: La capacidad de mantener registros precisos de los parámetros del proceso es crucial para la trazabilidad y la calidad. El software HMI automatiza la recopilación de datos y la generación de informes, lo que simplifica la documentación y facilita el cumplimiento de las normativas de calidad y seguridad.
• Interfaz Intuitiva: La interfaz de usuario del software HMI es intuitiva y fácil de usar, lo que permite a los operadores controlar y supervisar el proceso de moldeo de manera eficiente. Además, proporciona acceso rápido a la información relevante, como manuales de usuario y procedimientos de emergencia, lo que contribuye a una respuesta más rápida en situaciones críticas.

Software HMI en el Control de Brazo Robótico

La mayoría de las líneas de ensamblaje de mediana a gran escala utilizan automatización robótica en la actualidad. Aunque muchas de las tareas están completamente automatizadas y no requieren control o supervisión humanos, algunas operaciones aún requieren la participación humana y la supervisión de máquinas.

El software de HMI puede integrarse con soluciones de Realidad Aumentada (RA) para hacer que las tareas de ensamblaje peligrosas sean mucho más seguras, ya que el ingeniero u operador puede llevar a cabo la tarea de forma remota.

Software HMI Pro-face by Schneider Electric

Transformamos tu fábrica en un entorno altamente conectado y eficiente, conectando de manera fluida los datos desde el piso de producción hasta tu oficina principal. Con el software HMI Pro-face by Schneider Electric, puedes medir y mejorar la productividad, supervisar el rendimiento de la maquinaria, garantizar la calidad y el rendimiento del proceso, y evaluar la efectividad en todas las líneas de producción.

Este software HMI  te brinda la capacidad de optimizar la producción de tu fábrica, programar y monitorear el material de manera eficaz, administrar alarmas y el funcionamiento de la máquina, así como controlar la calidad del proceso de producción y generar reportes eficientes para una toma de decisiones inteligentes.

Ya seas un gerente de planta, un responsable de producción o un profesional de la industria, HMI Pro-face by Schneider Electric te ofrece las herramientas necesarias para llevar tu operación al siguiente nivel y alcanzar nuevos estándares de eficiencia y calidad.

RS & RC AUTOMATION S.A DE C.V., como partner de Pro-face by Schneider Electric, destaca por su amplia experiencia en automatización y control industrial, distribución de equipos especializados, conocimientos sólidos en electrónica, gestión de sistemas de información y bases de datos, y un firme compromiso con la calidad.

Esto los convierte en el aliado perfecto para ayudar a las empresas a implementar con éxito el software HMI de Pro-face by Schneider Electric. Su capacidad para comprender las necesidades específicas de los clientes y proporcionar soluciones eficaces garantiza que los clientes obtengan res