Sustitución de HMI estacionarias por HMI contextuales

En los últimos años, las HMI estacionarias han tenido dificultades para mantenerse al día con las expectativas de los operadores móviles, lo que ha generado un vacío que es siendo rellenado rápidamente por HMI contextuales más avanzadas . El problema tiene su raíz en la falta de eficiencia. Por ejemplo, los ingenieros de mantenimiento pierden continuamente el tiempo entre la inspección de la HMI estacionaria y la ubicación física donde se encuentra el activo. Hay varios casos en los que el mantenimiento debe realizarse en el lado opuesto del activo desde donde se encuentra la pantalla HMI estacionaria. Esto suele ocurrir durante la resolución de problemas, diagnósticos, puesta en marcha o cambios de equipo cuando el operador necesita verificar los parámetros de estado del activo.

La movilidad es una de las características más valiosas de las HMI contextuales para ingenieros y operadores. Una estación de trabajo HMI generalmente emplea un navegador web, pero con HMI contextuales, se elimina la dificultad de navegar en una pantalla mucho más grande en un dispositivo móvil. Por definición, las HMI contextuales significan que la pantalla está ajustada según la especificación del dispositivo del trabajador, ajustándose a la necesidad del trabajo a realizar.

Los componentes específicos de HMI que se muestran en la pantalla del operador se envían a su dispositivo a través de un servidor de movilidad contextual, que conoce la ubicación y el nivel de accesibilidad del usuario. Esto sucede solo cuando el trabajador está dentro de un rango específico del dispositivo que necesita mantenimiento/configuración. Por razones de seguridad, es imperativo que el dispositivo se elimine automáticamente del servicio HMI después de un cierto período de tiempo o nivel de proximidad.

Un gerente de planta puede aprovechar al máximo las HMI contextuales cuando la infraestructura implementada no está plagada de complejidades. Los dispositivos móviles se encuentran en el núcleo de la infraestructura HMI contextual. Con el avance de las tecnologías móviles, la geolocalización y la conectividad inalámbrica están disponibles de forma asequible en los dispositivos, lo que hace factible proporcionar una HMI dinámica y contextual basada en la proximidad del trabajador a un área geográfica. La definición de “área geográfica” es vaga y depende de los administradores de las instalaciones; una zona puede ser una habitación, un piso o toda la instalación, o puede estar a unos pocos metros alrededor del dispositivo en cuestión.

Las zonas geográficas se pueden diseñar con la ayuda de etiquetas geográficas, como comunicaciones de campo cercano (NFC), balizas Bluetooth de baja energía (iBeacons) o códigos QR, que luego se colocan estratégicamente alrededor de los activos para obtener un empuje HMI contextual a los dispositivos móviles. A continuación, se debe desarrollar una aplicación móvil de servicios de proximidad segura que reciba la identificación de las etiquetas geográficas siempre que se infrinja el rango de la zona. Si se necesita usar más de un dispositivo dentro de un rango específico, entonces se necesita una etiqueta geográfica con una señal más fuerte. El concepto se denomina "geo-cercado", lo que permite que se lleven a cabo acciones de control en función de la zona en la que se encuentra el operador.

El orden de operación es el siguiente:

• El dispositivo móvil ejecuta la aplicación que establece la comunicación con el servidor de movilidad contextual utilizando un protocolo IP estándar a través de Wi-Fi o red celular.
• El servidor de movilidad contextual evalúa la solicitud y autentica al usuario.
• Según el nivel de autenticación, el servidor envía la información y los controles necesarios al dispositivo móvil.
• La información enviada y el control se ajustan de acuerdo con las capacidades de visualización del dispositivo móvil.

Cabe señalar que ni el servidor de movilidad contextual ni la aplicación móvil se comunican directamente con el activo. El rol de monitoreo, control y automatización permanece en Supervisión, Control y Adquisición de Datos (SCADA) o Building Management System (BMS), con el servidor de movilidad contextual actuando como intermediario. Recibe entradas del dispositivo móvil que luego transmite al SCADA/BMS usando OPC u otros protocolos compatibles.

Toda la infraestructura se basa en dos tecnologías:

• Servidor de movilidad contextual
• Motor lógico contextual

El servidor de movilidad es responsable de mantener una base de datos que realiza un seguimiento de las geozonas, perfiles de usuarios e información sobre los controles, acciones y eventos de los equipos. El Contextual Logic Engine realiza todas las autenticaciones y genera las acciones adecuadas para la distribución de información al dispositivo móvil. Esto puede incluir recursos como esquemas, dibujos, etc. que los operadores necesitan para cumplir con su tarea.

A través de las HMI contextuales, los operadores y el personal de mantenimiento pueden realizar sus tareas de manera más efectiva, a través de una mayor conciencia situacional y un control inteligente. La información requerida se publica en el dispositivo móvil automáticamente cada vez que el servidor detecta que el usuario ingresó a la zona geográfica y se cumplieron todos los procedimientos de autenticación. Esto elimina la necesidad de tener un HMI diseñado para el activo, junto con la molestia de instalar una pantalla de monitor que finalmente estará en una ubicación inadecuada. Cuando ocurre una falla, se puede llamar al técnico más cercano, lo que requiere nada más que su dispositivo móvil para llevar a cabo la resolución de problemas. Por el contrario, el mantenimiento puede complicarse si la pantalla HMI se daña durante un accidente.

La infraestructura de movilidad contextual estaría incompleta sin un sistema de mensajería privado y, lo que es más importante, seguro, ya que permite a los operadores intercambiar información con cada uno y con la sala de control. Las funcionalidades del sistema de mensajería no necesitan ser avanzadas, pero al menos deben incluir comunicación de texto, fotos, videos y audio.

Un sistema de mensajería integrado es más útil que el software de terceros, ya que aumenta la productividad. Los usuarios no necesitan cambiar de pantalla ni preocuparse por revelar información confidencial, y los mensajes pueden convertirse en una parte permanente del registro de operaciones y mantenimiento. Todo esto no es posible con aplicaciones de terceros. Además, la mensajería electrónica permite que los mensajes se dirijan dentro de grupos o individuos de acceso específicos, que a su vez pueden ser supervisados ​​por el gerente de la planta.

Una infraestructura de movilidad contextual solo sería exitosa si los dispositivos móviles tuvieran acceso a la red en todas las ubicaciones. La intensidad de la señal deficiente puede provocar interrupciones o lentitud que anularían el propósito de las HMI contextuales. Por lo tanto, además de la colocación efectiva de etiquetas geográficas, el diseño debe incorporar la carga de trabajo que enfrentará un activo en particular, eligiendo las capacidades de la infraestructura de red en consecuencia.

Por último, el alto costo de implementar una solución HMI contextual puede ser un factor limitante; sin embargo, los beneficios a largo plazo, como la eliminación de HMI estacionarios, el aumento de la productividad y la mejora de la seguridad, compensarán la ventaja.

PLC frente a DCS Los medidores de panel simplifican el diseño