HMI - Tipos de terminales táctiles

Parece que la selección del HMI para una aplicación puede no ser demasiado determinante. Se suele creer que cualquier terminal táctil es válido para controlar un sistema, siempre que cumpla con las especificaciones y funcionalidades básicas...
En ocasiones, puede ser así. Pero cada vez se utilizan pantallas en escenarios más diversos y con requerimientos más específicos.

Siendo así, en este artículo se presentarán todas aquellas características a tener en cuenta para la elección de la pantalla. Dejando patente las grandes diferencias que pueden llegar a darse entre los distintos modelos y/o fabricantes.

¿ESPECIFICACIONES BÁSICAS?

Independientemente del modelo de HMI que se quiera utilizar, hay unas especificaciones técnicas que comparten todos. Las más genéricas serían:

1) Tamaño de pantalla: Dimensión del display táctil (normalmente en pulgadas). El fabricante también debe facilitar las demás medidas del hardware (p.e. marco).

Es imprescindible para determinar su montaje, pero también se escoge en función de lo que se requiera mostrar en ella.

2) Funcionalidad táctil: No todos los terminales son táctiles... También hay modelos que trabajan con teclas de función. Estos suelen ser más económicos y robustos (p.e. frente a falsas detecciones), pero están más limitados.

Los terminales con teclas de función empiezan a estar obsoletos... Pero también hay modelos mixtos.

3) Resolución y color: Las especificaciones del display (STN, TFT, etc) en cuanto a imagen, pueden ser varias... Hay modelos de HMI en monocromo, color y con mayor/menor resolución de píxeles.

No suele ser una característica crítica, pero si suele afectar al precio y, evidentemente, el acabado de la app.

4) Software: Parece muy evidente, pero es un punto esencial para la elección del modelo de HMI... Se deben tener en cuenta las prestaciones del programa en cuestión, el que requiera licencia (o no), que sea compatible con más modelos de terminales, etc.

El software de programación suele subministrarlo el fabricante. De este dependen todas las funcionalidades que puedan implementarse en el HMI.

¿MONTAJE?

Comunmente, nos encontramos con dos tipos de montajes estándar en los HMI. En panel (es decir, en el cuadro eléctrico) o en un pedestal/soporte específico:

Son los más habituales, por su robustez y fácil integración. Incluso suelen incorporar algún estándar de montaje (p.e. VESA).   

Se deben conocer las directrices que de el fabricante, entre las cuales suelen estar:
- Orientación: No siempre se puede montar vertical y/o horizontalmente. 
- Refrigeración: Es común que se recomienden sistemas de ventilación específicos o se detallen distancias de montaje para asegurar la corriente de aire. 

La otra alternativa que se puede proponer es el HMI portátil o "de mano". 

Muy utilizados en aplicaciones de robótica, recordando las características y funcionalidades de una "teach pendant".  

Es habitual que integre teclas de función en el marco, así como E/S digitales (en ocasiones, de seguridad). 

¿PROTECCIÓN?

Es importante conocer el grado de protección IP que tiene un terminal táctil. Pues dependiendo del entorno en el que se deba utilizar, puede requerir estar a salvo frente a líquidos y polvo (u otras partículas).

Hace referencia a la norma internacional CEI 60529, utilizado con mucha frecuencia en los datos técnicos de equipamiento electrónico.

Se debe tener presente que no todas las partes del terminal pueden proporcionar el mismo grado de protección. Normalmente, es más elevado para el frontal. 

También existen HMIs que disponen de accesorios para poder aumentar el grado de protección IP si se requiere.

¿COMUNICACIONES?

Una de las especificaciones imprescindibles para escoger el modelo de terminal es conocer los interfaces y protocolos de comunicaciones que admite. 

El HMI suele comunicar con un autómata (PLC), así que debe disponer de un driver de comunicaciones adecuado para poder intercambiar datos con el mismo.

Normalmente trabaja como "maestro/cliente" de la red. Pues es el que hace las peticiones de lectura/escritura a los demás equipos con los que comunica.

Actualmente, lo más estándar son las comunicaciones por medio físico Ethernet.
No obstante, también es habitual que el terminal necesite comunicar vía serie con escáneres, lectores de códigos de barras y otros instrumentos... Muchos fabricantes contemplan dicha posibilidad en sus equipos.

También añadir en este apartado que un terminal suele tener puerto dedicados para memorias externas (p.e. SD o USB). Normalmente se utilizan para el almacenamiento o volcado de datos al HMI.

¿FUNCIONALIDADES BÁSICAS?

Cuando se programa un HMI, hay algunas funcionalidades estándares que se suelen utilizar en prácticamente cualquier tipo de aplicación.
En función del terminal/software, puedes encontrarte con limitaciones en algunas de ellas. Por lo que resulta imprescindible conocer de que funciones admite un HMI y las utilidades asociadas a ellas...

Seguidamente, se reportan algunas:

- Registro de datos: Imprescindible para el almacenamiento de información (en memoria interna o externa de HMI). 
Normalmente va asociada a la funcionalidad de gráficas. 

- Recetas: Permite al operario seleccionar diferentes modos de operación preconfigurados.
Muy utilizado para poder flexibilizar la producción según requerimientos.

- Idiomas: Posibilidad de traducir todos los textos según se requiera.
Se suele trabajar con un lenguaje predeterminado y se traducen todos los recursos a los demás.

- Gestor de alarmas: Utilizado para poder monitorizar todas aquellas alarmas definidas por usuario (en tiempo real o formato histórico). 
Puede permitir al operario resetearlas o reconocerlas para que siga la producción.

- Solucionador de problemas: Sirve para conocer los errores que pueden tener diferentes equipos con los que comunica la pantalla. Normalmente, los autómatas. 
En algún caso, el HMI admite conectarse al programa de PLC para ver la secuencia lógica del mismo. Lo que puede ahorrar tiempo para el diagnóstico de fallos en la instalación.

- Usuarios y seguridad: Es imprescindible disponer de una gestión de usuarios para que puedan registrarse y, según su nivel de privilegio, acceder (o no) a ciertas páginas y datos. 
En algunas máquinas (p.e. sector farmacéutico), se utilizan regulaciones específicas como lo es la CFR21. Consiste en reportar toda la información referente a las acciones/modificaciones realizadas desde el programa de HMI. 

- Programación de scripts: Cada vez son más los terminales que admiten programación de alto nivel (macros). 
Muy demandado para poder programar comandos y secuencias concretas para que corran bajo el entorno gráfico del proyecto.