Jerarquía de pantallas HMI: de nivel 1 a nivel 4
La mayoría de los proyectos de HMI fracasan en el mismo punto, y no son los símbolos. Es el momento en que alguien decide meter toda la planta en una sola pantalla porque “el operador quiere verlo todo”. Todo en una pantalla significa que no hay nada destacado, y un operador bajo presión tiene que leer en lugar de reconocer.
La respuesta de ISA-101 es una jerarquía de pantallas: un número reducido de niveles, cada uno con un cometido definido, conectados por una navegación que aguanta un mal día. Esta guía cubre qué va en cada nivel, cómo diseñar la navegación entre ellos y cómo dimensionarlo todo para la distancia real desde la que se mira la pantalla.
1. Por qué una jerarquía
Un operador hace tres cosas distintas, y necesita tres tipos de pantalla distintos:
- Vigilar. La mayor parte del turno. La pregunta es “¿se está desviando algo?”, y se responde con una vista amplia y con poco detalle.
- Controlar. Arrancar una unidad, cambiar una consigna, responder a una desviación. La pregunta es “¿qué está haciendo esta unidad y qué puedo cambiar?”.
- Diagnosticar. Algo va mal. La pregunta es “¿qué señal, qué enclavamiento, qué dispositivo?”.
Una sola pantalla no puede servir a las tres sin quedar recargada para la primera tarea e insuficiente para la tercera. La jerarquía simplemente le da a cada tarea su propia casa y —esto es lo decisivo— hace evidente dónde estás y cómo llegar a la siguiente.
2. Los cuatro niveles
| Nivel | Alcance | Responde a | Cantidad típica |
|---|---|---|---|
| 1 — Vista general | Planta o área completa | ¿Hay algo anómalo en algún sitio? | 1–3 |
| 2 — Control de unidad | Una unidad de proceso | ¿Qué está haciendo esta unidad? ¿Qué cambio? | Una por unidad |
| 3 — Detalle de unidad | Subunidad o grupo de equipos | ¿Por qué se comporta así la unidad? | Las que hagan falta |
| 4 — Diagnóstico / soporte | Un dispositivo, lazo o enclavamiento | ¿Qué señal o qué componente falla? | Muchas, de uso poco frecuente |
Nivel 1: la vista general
Es la pantalla que vive en la pared o en el monitor de la izquierda durante todo el turno. Es la más difícil de diseñar y la que más a menudo se omite.
Una pantalla de nivel 1 no es un P&ID pequeño. Muestra un puñado de indicadores clave de rendimiento y de salud de toda el área, dispuestos de forma que “lo normal” tenga una forma visual reconocible. Las tendencias, las barras de desviación y los resúmenes de estado agrupados funcionan bien; las válvulas sueltas no. El operador debería poder mirarla desde el otro extremo de la sala y saber si tiene que acercarse.
La técnica más potente aquí es la desviación respecto a lo normal en lugar del valor absoluto: una barra horizontal pequeña con la banda de operación normal marcada y un cursor que indica dónde está el proceso dentro de ella. Diez de esas, una al lado de otra, permiten a un operador detectar una deriva mucho antes de que se convierta en alarma, que es lo que significa de verdad “conciencia de la situación” en la práctica.
Nivel 2: control de unidad
Una pantalla por unidad de proceso, y el caballo de batalla del sistema. Lleva el esquema de proceso de esa unidad, los símbolos de equipo con sus estados, las consignas y los mandos, y las alarmas que pertenecen a esa unidad.
El nivel 2 es donde los nueve estados estándar de equipo se ganan el sueldo: el operador tiene que poder distinguir en marcha de arrancando y de sin feedback sin hacer clic en nada.
Regla práctica: si una pantalla de nivel 2 necesita desplazamiento o zoom, está cubriendo más de una unidad y hay que dividirla.
Nivel 3: detalle de unidad
Se abre deliberadamente, cuando el nivel 2 no basta: el detalle completo del lazo, el esquema de la subunidad, las medidas secundarias, la matriz de enclavamientos. Aquí el detalle está bien: esta pantalla se lee, no se barre.
Nivel 4: diagnóstico y soporte
Faceplates de dispositivo, valores de E/S en bruto, parámetros de variadores, datos de mantenimiento, páginas de ayuda. Se usan poco y normalmente las usa un técnico, no un operador. Es legítimo que estas se vean más densas y más técnicas que todo lo anterior.
3. Una navegación que el operador pueda usar bajo presión
La navegación es la parte que decide si la jerarquía ayuda o estorba. Cuatro reglas cubren casi todo:
Dos clics hasta cualquier sitio que importe
Desde cualquier pantalla, el operador debería llegar a cualquier pantalla de nivel 2 en dos acciones como mucho. Los árboles de menú profundos fallan justo en la situación en la que más falta hacen: un menú de cinco niveles es inutilizable cuando algo está yendo mal.
Un área de navegación fija, siempre en el mismo sitio
Una barra permanente (arriba o abajo) con el banner de alarmas, los botones de área y de unidad, y la ubicación actual. No se mueve nunca, no se reordena nunca y no cambia de tamaño de una pantalla a otra. La memoria muscular es un objetivo de diseño legítimo: un operador con experiencia debería poder pulsar el botón de una unidad sin mirarlo.
Muestra siempre dónde estás
Una miga de pan o un botón resaltado. Los operadores que navegan deprisa pierden el contexto, y la vía más rápida a una acción equivocada es cambiar una consigna en la unidad que no creías estar mirando.
Sin callejones sin salida y sin navegación dentro de los popups
Toda pantalla ofrece una vía hacia arriba y una vía de vuelta. Los popups son para una única interacción concreta —un faceplate, una confirmación— y no deberían convertirse nunca en un sitio desde el que navegar. Un popup que tapa el banner de alarmas es peor que una pantalla completa.
4. La coherencia: la calidad más barata que puedes comprar
Dos pantallas que muestran el mismo tipo de cosa deberían ser la misma pantalla con datos distintos. Eso significa:
- El mismo objeto se ve siempre igual. Un símbolo de motor, un símbolo de válvula, un juego de colores de estado, en todas las unidades, todas las pantallas y todos los idiomas del proyecto.
- La misma cosa está siempre en el mismo sitio. Banner de alarmas, navegación, título, indicador de modo, marca de tiempo: posiciones fijas, tamaños fijos.
- La misma interacción funciona siempre igual. Si un clic abre un faceplate en una pantalla, abre un faceplate en todas. Nunca mezcles el clic que actúa con el clic que selecciona.
- Construye desde plantillas, no desde copias. Una plantilla de pantalla más un prefijo de tag es mantenible; doce copias editadas a mano no lo son. Todos los fabricantes soportan alguna versión de esto: group objects en Weintek, faceplates en WinCC, global objects en FactoryTalk, embedded views con parámetros en Ignition.
Este es también el argumento a favor de una librería de símbolos compartida en lugar de dibujos por pantalla: la coherencia deja de ser una disciplina que hay que mantener y pasa a ser una propiedad de los ficheros de origen.
5. Dimensionar según la distancia real desde la que se mira la pantalla
Las pantallas se diseñan en una mesa a 60 cm y se usan en un cuadro a 2 m. La legibilidad escala con la distancia, así que los números también tienen que hacerlo.
Una regla práctica: la altura de carácter debería ser al menos 1/200 de la distancia de visión para una lectura cómoda, y más cerca de 1/150 para cualquier cosa que se lea bajo estrés. Eso da:
| Distancia de visión | Altura mínima de carácter | Uso típico |
|---|---|---|
| 0,5 m | ~3 mm | HMI de sobremesa, estación de ingeniería |
| 1 m | ~5–7 mm | Terminal de operador montado en cuadro |
| 2 m | ~10–13 mm | Operador de pie, panel a pie de máquina |
| 4 m | ~20–27 mm | Pantalla mural, vista general de sala de control |
Conviértelo a píxeles usando el paso de píxel real del panel en lugar de suponerlo: un panel de 7" y 800×480 y uno de 15" y 1024×768 tienen tamaños físicos de píxel muy distintos. En la práctica, en los paneles de operador habituales esto sitúa el suelo en torno a 14 px para el texto de cuerpo y 18–20 px para cualquier cosa que el operador deba leer rápido, que es la razón por la que tanto las directrices de ISA-101 como los convenios de símbolos de este sitio se niegan a bajar de 14 px.
Los objetivos táctiles siguen la misma lógica: 10 mm es un mínimo razonable para un dedo con guante, y los mandos que provocan una acción nunca deberían quedar pegados a mandos que provocan otra distinta sin un hueco entre ellos.
6. Antipatrones
- La planta en una sola pantalla. Todo el P&ID en una única pantalla, con zoom obligatorio. No se puede destacar nada porque está todo presente.
- La vista general decorativa. Una pantalla de nivel 1 que es una fotografía o un renderizado 3D de la planta. Impresiona en la reunión de recepción y no le dice nada al operador.
- Navegar por el P&ID. Hacer clic en tuberías y recipientes para desplazarse. Solo lo descubre quien lo construyó.
- Apilar popups. Tres faceplates abiertos a la vez, tapando el sinóptico y el banner de alarmas.
- Dialectos por unidad. La unidad 1 usa el verde para “en marcha” y la unidad 2 usa el verde para “disponible”. Es la incoherencia más peligrosa que existe.
- El nivel 4 disfrazado de nivel 2. E/S en bruto y parámetros de variador en la pantalla principal de control “porque los técnicos lo pidieron”. Dales su propia pantalla.
7. Una lista de comprobación antes de dibujar nada
- Enumera las unidades de proceso. Cada una tiene exactamente una pantalla de nivel 2.
- Decide los indicadores de nivel 1: no más de una docena, cada uno con su banda normal definida.
- Fija el área de navegación: posición, tamaño y contenido. No volverá a cambiar.
- Fija la plantilla de pantalla: título, miga de pan, banner de alarmas, indicador de modo, marca de tiempo.
- Fija el juego de símbolos y los colores de estado una sola vez, para todo el proyecto.
- Mide la distancia de visión real y deriva de ella los tamaños mínimos de texto y de objetivo táctil.
- Comprueba la regla de los dos clics contra el mapa de navegación terminado.
- Recorre un escenario anómalo de principio a fin: aparece la alarma → el operador la localiza → abre la unidad → actúa. Cuenta los clics.
La coherencia empieza por el juego de símbolos. Dibuja cada equipo una sola vez en el Symbol Builder con la paleta ISA-101 integrada, exporta los nueve estados y reutiliza los mismos ficheros en todas las pantallas y todas las unidades del proyecto.
Abrir el Symbol Builder → Explorar símbolos de la comunidad →Preguntas frecuentes
¿De verdad necesito cuatro niveles en una máquina pequeña?
No. Un skid con un solo panel de operador suele necesitar dos: una pantalla principal y una de diagnóstico. La jerarquía es una forma de pensar sobre el cometido de cada pantalla, no una cuota. Lo que importa es que cada pantalla tenga un solo cometido y que la navegación sea evidente.
¿Dónde van las tendencias?
En el nivel 1 para los pocos indicadores de planta, y en el nivel 2 o el 3 para los valores de unidad. Una pantalla de tendencias dedicada resulta útil como pantalla de soporte de nivel 3, pero una tendencia que el operador necesita durante una perturbación debe estar incrustada donde ya está, no a una navegación de distancia.
¿Cuántas pantallas son demasiadas?
No hay un número fijo, pero si los operadores usan un subconjunto pequeño e ignoran el resto, lo que está mal es la jerarquía y no la cantidad. Instrumenta la HMI si puedes: las estadísticas de visitas por pantalla son la vía más rápida para encontrar las pantallas que no necesita nadie.
¿El nivel 1 debe ser una pantalla mural o una de puesto de trabajo?
Cualquiera de las dos. Lo que importa es que esté visible sin tener que navegar hasta ella. Si tus operadores tienen que hacer clic para ver la vista general, no van a ver la vista general.