Conceção de faceplates de HMI: motor, válvula e malha PID
Um faceplate é o painel que se abre quando o operador clica num objeto de um ecrã de processo. O ecrã mostra de relance o estado de cada motor e de cada válvula; o faceplate mostra tudo sobre um deles e é onde o operador dá os comandos. Um bom faceplate responde a três perguntas em dois segundos: em que estado está, porquê e o que posso fazer.
Em resumo
- Cabeçalho: tag, descrição e a mesma imagem de estado que o ecrã de processo usa.
- Corpo: modo, comandos, valores, depois intertravamentos e alarmes, por esta ordem e sempre no mesmo sítio.
- Uma disposição por tipo de objeto: todos os motores têm o aspeto de qualquer outro motor.
- Diz porquê: quando um comando está bloqueado, mostra o permissivo em falta em vez de um botão morto.
- Sintonia e manutenção ficam num segundo separador, longe da vista principal do operador.
Para que serve um faceplate
Um ecrã de processo tem de se manter calmo: equipamento cinzento, cor só para estados e alarmes, sem números desnecessários. Isso não deixa lugar para um botão de arranque, um campo de setpoint ou uma lista de intertravamentos em cada objeto. O faceplate resolve-o passando o detalhe para a distância de um clique. O operador seleciona um objeto, o faceplate abre-se sobre o ecrã, o operador atua e fecha-o. É a mesma ideia do nível de detalhe da hierarquia de ecrãs, aplicada a um único objeto.
Daqui decorrem duas consequências. Primeira, o faceplate tem de ser previsível: ninguém deve ter de o ler para encontrar o botão de arranque. Segunda, tem de ser honesto: mostra o estado real comunicado pelo campo, não o comando que foi enviado.
Anatomia de um faceplate
Seja qual for o objeto, aparecem as mesmas cinco zonas, de cima para baixo. Mantém a ordem fixa em todo o projeto:
- Cabeçalho. Tag, descrição e a imagem de estado. Usa a mesma imagem que o objeto tem no ecrã de processo, para que o operador o reconheça de imediato. Um botão de fechar, sempre no mesmo canto.
- Modo. Automático, manual, local. O modo ativo vai preenchido; os outros só com contorno. Mudar de modo é um comando como qualquer outro.
- Comandos. Arranque e paragem, abertura e fecho, ou introdução de setpoint. Só estão ativados os comandos permitidos no modo atual.
- Intertravamentos e permissivos. As condições que têm de se verificar antes de o objeto poder funcionar, cada uma com o seu indicador de estado. É a zona de que os operadores mais sentem a falta quando não existe.
- Alarmes e ligações. Os alarmes ativos deste objeto com a sua prioridade, e uma fila de ligações à tendência, aos parâmetros e aos dados de manutenção.
O que vai em cada tipo de faceplate
Motor, bomba e ventilador
Os nove estados da lista de estados de motor são o ponto de partida. Sobre as zonas acima, acrescenta o feedback de marcha (por exemplo velocidade ou corrente) quando o projeto o mede. O comando de arranque fica bloqueado enquanto faltar um intertravamento: põe o botão a cinzento e lista a condição em falta na zona de intertravamentos.
Válvula on/off
Comandos de abertura e de fecho, o feedback de posição dos dois fins de curso (aberta, fechada) e um estado para o caso em que nenhum dos dois está atuado: em movimento, ou encravada. Se a válvula tiver uma posição de segurança, indica-a no cabeçalho. Consulta o guia de símbolos de válvulas para as imagens de estado.
Válvula modulante e malha PID
| Elemento | O que mostrar |
|---|---|
| PV | O valor de processo, com a sua unidade, grande e no mesmo sítio em todas as malhas. |
| SP | O setpoint, editável apenas em automático ou em cascata. Mostra o intervalo permitido e rejeita valores fora dele. |
| OUT | A saída do controlador em percentagem, editável apenas em manual. |
| Modo | Manual, automático, cascata. O ativo vai preenchido. |
| Barra ou minitendência | PV, SP e OUT dos últimos minutos, para que o operador veja a evolução da malha sem sair do faceplate. |
| Alarmes | Limites alto e baixo, com os ativos destacados. |
Põe os parâmetros de sintonia num segundo separador. São para quem faz a colocação em serviço da malha, não para o operador de turno, e uma alteração acidental deles pode desestabilizar o processo.
Regras que mantêm todos os faceplates legíveis
- Um faceplate por tipo de objeto, reutilizado em todas as instâncias. O operador aprende o faceplate de motor uma só vez. Dez variações dele são dez coisas para aprender.
- Mesma posição, mesma ordem. O modo na mesma linha, os comandos por baixo, os alarmes no fundo. A memória muscular vale mais do que uma disposição engenhosa.
- Mostra o feedback, não o comando. Um motor em marcha está verde porque o contactor e o feedback de velocidade o dizem, não porque se carregou em Arranque. Se discordarem, mostra o estado «sem feedback».
- Cor só para estado e alarme. Os botões são neutros. Reserva o verde, o amarelo, o laranja e o vermelho para o que significam, como na paleta tranquila.
- Os comandos perigosos exigem uma ação deliberada. Uma confirmação, um comando de manter premido ou um comando em dois passos, consoante o que o comando possa danificar. Os comandos de rotina não devem exigir confirmação, ou os operadores aprendem a clicar sem ler.
- Não escondas o objeto. O faceplate deve abrir-se perto do objeto em que se clicou e não cobrir o equipamento que comanda nem a barra de alarmes.
- Dimensiona para o ecrã e para o utilizador. Texto de pelo menos 14 px e botões suficientemente grandes para acertar com um dedo com luva num painel tátil.
- Regista o que o operador faz. Os comandos e as alterações de setpoint costumam ficar registados com a hora e o utilizador. Planeia isso desde o início.
Construir faceplates na prática
Cada plataforma de HMI tem a sua própria forma de criar um popup ou um tipo de objeto reutilizável, e o vocabulário muda de uma para outra. A conceção acima não depende disso: desenha um faceplate por tipo de objeto, liga-o às tags da instância em que se clicou e abre-o a partir de cada instância nos ecrãs de processo. Os guias de integração cobrem os passos de importação das plataformas habituais.
A imagem do cabeçalho é a peça que desenhas uma vez e reutilizas. No Symbol Builder podes desenhar o objeto e exportar uma imagem por estado num ZIP, de modo que o cabeçalho do faceplate e o objeto no ecrã de processo sejam literalmente a mesma imagem. Mudar uma cor mais tarde muda ambos.
Desenha as imagens de estado dos teus faceplates
Desenha um motor, uma válvula ou uma bomba uma só vez e exporta todos os estados (parado, a arrancar, em marcha, sem feedback, manual, desabilitado, falha) em PNG ou SVG. O builder é gratuito, sem conta para desenhar; as descargas pedem uma conta gratuita, 5 por mês no plano Free.
Abrir o builder → Ler os 9 estados de motor →Perguntas frequentes
O que é um faceplate de HMI?
O painel que se abre quando o operador clica num objeto de um ecrã de processo, como um motor, uma válvula ou uma malha PID. Mostra o estado completo desse objeto (estado, modo, valores, intertravamentos, alarmes) e contém os seus comandos. O ecrã de processo mostra o estado de relance; o faceplate é onde o operador atua.
O que deve mostrar um faceplate de motor?
A tag e a descrição, o estado atual com a mesma imagem do ecrã de processo, o modo (automático, manual, local), os comandos de arranque e de paragem, o motivo pelo qual um arranque está bloqueado quando falta um permissivo, os alarmes ativos com a prioridade, e ligações à tendência e aos dados de manutenção.
O que deve mostrar um faceplate de malha PID?
O valor de processo, o setpoint e a saída lado a lado, o modo (manual, automático, cascata), os alarmes ativos, e uma barra ou uma pequena tendência com os três valores dos últimos minutos. A sintonia vai para um segundo separador.
A ISA-101 exige faceplates?
Não. A ISA-101 não prescreve uma disposição de faceplate; pede coerência. O mesmo tipo de objeto deve ter o mesmo aspeto e comportar-se da mesma maneira em todo o lado. Definir os faceplates costuma fazer parte do guia de estilo de HMI do projeto.
Como construo um faceplate no meu software de HMI?
Cada plataforma tem o seu próprio mecanismo para popups ou tipos de objeto reutilizáveis. As regras de conceção são as mesmas: um faceplate por tipo de objeto, ligado às tags da instância em que se clicou, aberto a partir de cada instância. As imagens de estado do cabeçalho podem exportar-se do Symbol Builder.
Continua a ler
- Hierarquia de ecrãs de HMI — onde o faceplate se situa entre os níveis de visualização.
- Os 9 estados de motor que toda a HMI deve mostrar — os estados que o cabeçalho do faceplate apresenta.
- Gestão de alarmes — como se mostra no ecrã a prioridade dos alarmes.
- A paleta de cores tranquila para HMI — o que a cor significa num faceplate.
- Guias de plataformas de HMI — importar símbolos para o teu software.
- Pergunta à comunidade — uma disposição de faceplate sobre a qual queres uma segunda opinião.