HMI

HMI (Human Machine Interface) es una interfaz gráfica que permite a los operadores humanos interactuar con sistemas de control industrial, proporcionando visualización, control y monitoreo de procesos en tiempo real.

¿Qué es HMI?

HMI es una interfaz de usuario que facilita la comunicación entre humanos y máquinas en entornos industriales, permitiendo a los operadores supervisar procesos, controlar equipos y responder a alarmas de manera eficiente.

Tipos de HMI

Por Forma de Implementación

  • Panel HMI: Paneles HMI dedicados
  • PC-based HMI: HMI basado en PC
  • Web-based HMI: HMI basado en web
  • Mobile HMI: HMI móvil

Por Aplicación

  • Process HMI: HMI de proceso
  • Machine HMI: HMI de máquina
  • Plant HMI: HMI de planta
  • Enterprise HMI: HMI empresarial

Por Tecnología

  • Touchscreen HMI: HMI táctil
  • Button-based HMI: HMI basado en botones
  • Hybrid HMI: HMI híbrido
  • Voice-controlled HMI: HMI controlado por voz

Componentes HMI

Hardware

  • Display Screen: Pantalla de visualización
  • Touch Panel: Panel táctil
  • Control Buttons: Botones de control
  • Communication Ports: Puertos de comunicación

Software

  • Runtime Engine: Motor de tiempo de ejecución
  • Development Environment: Entorno de desarrollo
  • Graphics Library: Biblioteca de gráficos
  • Communication Drivers: Controladores de comunicación

Funcionalidades HMI

Visualización

  • Process Graphics: Gráficos de proceso
  • Trend Displays: Pantallas de tendencias
  • Alarm Lists: Listas de alarmas
  • Status Indicators: Indicadores de estado

Control

  • Manual Control: Control manual
  • Setpoint Adjustment: Ajuste de puntos de consigna
  • Mode Selection: Selección de modo
  • Emergency Stop: Parada de emergencia

Monitoreo

  • Real-time Data: Datos en tiempo real
  • Historical Data: Datos históricos
  • Performance Metrics: Métricas de rendimiento
  • System Status: Estado del sistema

Diseño de HMI

Principios de Diseño

  • User-Centered Design: Diseño centrado en el usuario
  • Consistency: Consistencia
  • Clarity: Claridad
  • Efficiency: Eficiencia

Elementos de Interfaz

  • Navigation: Navegación
  • Layout: Diseño de pantalla
  • Color Coding: Codificación por colores
  • Icon Design: Diseño de iconos

Usabilidad

  • Learnability: Facilidad de aprendizaje
  • Efficiency: Eficiencia de uso
  • Error Prevention: Prevención de errores
  • Accessibility: Accesibilidad

Tecnologías HMI

Tecnologías de Pantalla

  • LCD: Pantalla de cristal líquido
  • LED: Pantalla LED
  • OLED: Pantalla OLED
  • E-ink: Tinta electrónica

Tecnologías de Entrada

  • Resistive Touch: Táctil resistivo
  • Capacitive Touch: Táctil capacitivo
  • Infrared Touch: Táctil infrarrojo
  • Surface Acoustic Wave: Onda acústica superficial

Comunicaciones

  • Ethernet: Ethernet
  • Serial Communication: Comunicación serie
  • Wireless: Inalámbrico
  • Fieldbus: Bus de campo

Protocolos HMI

Protocolos Industriales

  • Modbus: Protocolo Modbus
  • OPC UA: OPC Unified Architecture
  • EtherNet/IP: Ethernet Industrial Protocol
  • Profinet: Profinet

Protocolos Web

  • HTTP/HTTPS: Protocolo HTTP/HTTPS
  • WebSocket: WebSocket
  • REST API: API REST
  • MQTT: Message Queuing Telemetry Transport

Seguridad HMI

Amenazas de Seguridad

  • Unauthorized Access: Acceso no autorizado
  • Data Manipulation: Manipulación de datos
  • Malware: Software malicioso
  • Physical Tampering: Manipulación física

Controles de Seguridad

  • Authentication: Autenticación
  • Authorization: Autorización
  • Encryption: Cifrado
  • Audit Logging: Registro de auditoría

Mejores Prácticas

  • Access Control: Control de acceso
  • Regular Updates: Actualizaciones regulares
  • Security Monitoring: Monitoreo de seguridad
  • Incident Response: Respuesta a incidentes

Herramientas HMI

Software de Desarrollo

  • Wonderware InTouch: InTouch de Wonderware
  • Siemens WinCC: WinCC de Siemens
  • GE iFIX: iFIX de GE
  • Schneider Vijeo Citect: Vijeo Citect de Schneider

Hardware HMI

  • Panel PCs: PCs de panel
  • Touch Panels: Paneles táctiles
  • Industrial Monitors: Monitores industriales
  • Ruggedized Displays: Pantallas reforzadas

Casos de Uso HMI

Industrias de Proceso

  • Oil & Gas: Petróleo y gas
  • Chemical: Química
  • Power Generation: Generación de energía
  • Water Treatment: Tratamiento de agua

Manufactura

  • Automotive: Automotriz
  • Food & Beverage: Alimentos y bebidas
  • Pharmaceutical: Farmacéutica
  • Textile: Textil

Infraestructura

  • Building Automation: Automatización de edificios
  • Transportation: Transporte
  • Utilities: Servicios públicos
  • Healthcare: Atención médica

Mejores Prácticas HMI

Diseño

  1. User Research: Investigación de usuarios
  2. Prototyping: Prototipado
  3. Usability Testing: Pruebas de usabilidad
  4. Iterative Design: Diseño iterativo
  5. Documentation: Documentación

Implementación

  1. Performance Optimization: Optimización de rendimiento
  2. Error Handling: Manejo de errores
  3. Backup Systems: Sistemas de respaldo
  4. Training: Capacitación
  5. Maintenance: Mantenimiento

Estándares HMI

Estándares de Diseño

  • ISO 9241: Ergonomía de la interacción humano-sistema
  • ANSI/HFES 100: Estándares de ergonomía humana
  • IEC 60073: Codificación de información
  • ISA-101: Estándares de HMI

Estándares de Seguridad

  • IEC 62443: Seguridad de sistemas de automatización industrial
  • NIST SP 800-82: Guía para la seguridad de sistemas de control industrial
  • ISA/IEC 62443: Estándares de seguridad cibernética industrial
  • NERC CIP: Estándares de infraestructura crítica

Beneficios HMI

Operacionales

  • Improved Efficiency: Eficiencia mejorada
  • Reduced Errors: Errores reducidos
  • Better Control: Mejor control
  • Faster Response: Respuesta más rápida

Técnicos

  • Real-time Visualization: Visualización en tiempo real
  • Data Integration: Integración de datos
  • Remote Access: Acceso remoto
  • Scalability: Escalabilidad

Desafíos HMI

Desafíos Técnicos

  • Complexity: Complejidad
  • Integration: Integración
  • Performance: Rendimiento
  • Maintenance: Mantenimiento

Desafíos de Usuario

  • Learning Curve: Curva de aprendizaje
  • User Acceptance: Aceptación del usuario
  • Training: Capacitación
  • Change Management: Gestión del cambio

Conceptos Relacionados

Referencias

Glosario

  • HMI: Human Machine Interface
  • SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition
  • PLC: Programmable Logic Controller
  • OPC UA: OPC Unified Architecture
  • Modbus: Protocolo de comunicación industrial
  • RTU: Remote Terminal Unit
  • DCS: Distributed Control System
  • MES: Manufacturing Execution System
  • ERP: Enterprise Resource Planning
  • API: Application Programming Interface
  • GUI: Graphical User Interface
  • UX: User Experience