Substituindo IHMs estacionárias por IHMs contextuais

Nos últimos anos, as IHMs estacionárias têm lutado para acompanhar as expectativas das operadoras móveis, levando a um vácuo que é sendo preenchido rapidamente por IHMs contextuais mais avançadas . O problema tem sua raiz na falta de eficiência. Por exemplo, os engenheiros de manutenção estão continuamente perdendo tempo entre inspecionar a IHM estacionária e o local físico onde o ativo está. Existem vários casos em que a manutenção precisa ser realizada no lado oposto do ativo de onde o display IHM estacionário está localizado. Isso geralmente ocorre durante a solução de problemas, diagnósticos, comissionamento ou trocas de equipamentos quando o operador precisa verificar os parâmetros de estado do ativo.



A mobilidade é um dos recursos mais valiosos de HMIs contextuais para engenheiros e operadores. Uma IHM de estação de trabalho geralmente emprega um navegador da Web, mas com IHMs contextuais, a dificuldade de navegar em uma tela muito maior em um dispositivo móvel é eliminada. Por definição, IHMs contextuais significam que a exibição é ajustada de acordo com a especificação do dispositivo do trabalhador, adequando-se à necessidade do trabalho que precisa ser executado.

Os componentes específicos da HMI que são exibidos na tela do operador são enviados para seu dispositivo por meio de um servidor de mobilidade contextual, que reconhece a localização e o nível de acessibilidade do usuário. Isso acontece apenas quando o trabalhador está dentro de uma faixa especificada do dispositivo que precisa ser mantido/configurado. Por motivos de segurança, é imperativo que o dispositivo seja removido automaticamente do serviço HMI após um determinado intervalo de tempo ou nível de proximidade.

Um gerente de fábrica pode aproveitar ao máximo as IHMs contextuais quando a infraestrutura implantada não está repleta de complexidades. Os dispositivos móveis estão no centro da infraestrutura HMI contextual. Com o avanço das tecnologias móveis, a geolocalização e a conectividade sem fio estão disponíveis de forma acessível nos dispositivos, tornando viável fornecer uma IHM dinâmica e contextual com base na proximidade do trabalhador a uma área geográfica. A definição de “área geográfica” é vaga e cabe aos gerentes das instalações; uma zona pode ser uma sala, um andar ou toda a instalação, ou pode ser apenas alguns metros ao redor do dispositivo em questão.

As zonas geográficas podem ser projetadas com a ajuda de geo-tags, como comunicações de campo próximo (NFC), beacons Bluetooth de baixa energia (iBeacons) ou códigos QR, que são colocados estrategicamente em torno de ativos para obter push HMI contextual para dispositivos móveis. Em seguida, é necessário desenvolver um aplicativo móvel de serviços de proximidade seguro que receba a identificação das geo-tags sempre que o alcance da zona for violado. Se mais de um dispositivo precisar ser usado dentro de um intervalo específico, será necessária uma geo-tag com um sinal mais forte. O conceito é denominado como “geo-fencing”, permitindo que ações de controle ocorram com base na zona em que o operador está.

A ordem de operação é a seguinte:

• O dispositivo móvel executa o aplicativo que estabelece a comunicação com o servidor de mobilidade contextual usando um protocolo IP padrão por Wi-Fi ou rede celular.
• O servidor de mobilidade contextual avalia a solicitação e autentica o usuário.
• Com base no nível de autenticação, o servidor envia as informações e os controles necessários para o dispositivo móvel.
• As informações e o controle enviados se encaixam de acordo com os recursos de exibição do dispositivo móvel.

Deve-se notar que nem o servidor de mobilidade contextual nem o aplicativo móvel se comunicam diretamente com o ativo. O papel de monitoramento, controle e automação permanece com Controle Supervisório e Aquisição de Dados (SCADA) ou Building Management System (BMS), com o servidor de mobilidade contextual atuando como intermediário. Ele recebe entradas do dispositivo móvel que então retransmite para o SCADA/BMS usando OPC ou outros protocolos compatíveis.

Toda a infraestrutura se baseia em duas tecnologias:

• Servidor de mobilidade contextual
• Mecanismo de lógica contextual

O servidor de mobilidade é responsável por manter um banco de dados que acompanha as geo-zonas, perfis de usuários e informações sobre os controles, ações e eventos dos equipamentos. O Contextual Logic Engine realiza todas as autenticações e gera ações apropriadas para a distribuição das informações ao dispositivo móvel. Isso pode incluir recursos como esquemas, desenhos, etc. que os operadores precisam para cumprir sua tarefa.

Por meio de HMIs contextuais, os operadores e o pessoal de manutenção podem realizar suas tarefas com mais eficiência, por meio de maior consciência situacional e controle inteligente. As informações necessárias são postadas no dispositivo móvel automaticamente sempre que o servidor detecta que o usuário entrou na zona geográfica e todos os procedimentos de autenticação foram atendidos. Isso elimina a necessidade de ter uma IHM projetada para o ativo, juntamente com o incômodo de instalar uma tela de monitor que acabará por estar em um local inadequado. Quando ocorre uma falha, o técnico mais próximo pode ser chamado, exigindo apenas seu dispositivo móvel para realizar a solução de problemas. Por outro lado, a manutenção pode ser complicada se a própria tela da HMI for danificada durante um acidente.

A infraestrutura de mobilidade contextual seria incompleta sem um sistema de mensagens privado e, mais importante, seguro, pois permite que os operadores troquem informações com cada um, bem como com a sala de controle. As funcionalidades do sistema de mensagens não precisam ser avançadas, mas devem incluir pelo menos texto, fotos, vídeos e comunicação de áudio.

Um sistema de mensagens integrado é mais útil do que um software de terceiros, pois aumenta a produtividade. Os usuários não precisam trocar de tela ou se preocupar em divulgar informações confidenciais, e as mensagens podem se tornar parte permanente do registro de Operações e Manutenção. Tudo isso não é possível com aplicativos de terceiros. Além disso, as mensagens eletrônicas permitem que as mensagens sejam direcionadas a grupos de acesso ou indivíduos específicos, que por sua vez podem ser supervisionados pelo gerente da planta.

Uma infraestrutura de mobilidade contextual só seria bem-sucedida se os dispositivos móveis tivessem acesso à rede em todos os locais. A fraca intensidade do sinal pode levar à interrupção ou lentidão que anularia o propósito das IHMs contextuais. Portanto, além da colocação efetiva de geo-tags, o design deve incorporar a carga de trabalho que um determinado ativo encontrará, escolhendo os recursos da infraestrutura de rede de acordo.

Por fim, o alto custo de implantação de uma solução contextual de HMI pode ser um fator dificultador, no entanto, os benefícios de longo prazo, como eliminação de HMIs estacionárias, aumento de produtividade e segurança aprimorada, compensarão a vantagem.

PLC vs DCS Medidores de painel simplificam o design