Edição 76 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 76 – Dezembro de 2002

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Onde a comunicação realmente acontece

Quase tudo, hoje em dia, está baseado em computação e, necessariamente, pede uma interface. O que chamamos de Interface Homem-Máquina (IHM) deve tornar acessíveis as funções da tecnologia em questão. “Embora o conceito varie um pouco, entendemos como IHM um meio onde se traduz o que está acontecendo na máquina ou sistema, de forma que sejam possíveis inputs”, comenta o professor Sergio Luis Risso, do Senai de Campinas, cujo curso de instrumentação completa 20 anos em 2003.

“É bom separar IHM em dois pontos: o software e o hardware, este último muito mais cotado para levar o nome de interface homem-máquina, até porque ele também leva um software proprietário. A priori, a arquitetura PC + supervisório também é uma IHM, mas a comunidade de automação não utiliza essa terminologia”, afirma Marcelo Finguerman, diretor da Dakol, empresa que representa com exclusividade fabricantes italianos e israelenses de IHMs.

“A interface é um dispositivo que está entre o homem e a máquina. E isso evoluiu muito. O operador e o mercado ficaram mais exigentes. Quando começamos, há 10 anos, tínhamos apenas 10 opções. Hoje, existem muitas opções. A própria Dakol oferece 50 modelos diferentes de IHM”, continua Marcelo. A Dakol, com toda a evolução tecnológica, diminuição de custos, equipamentos mais compactos, mais clean , trouxe para o país uma IHM com CLP incorporado, que atende bem pequenas aplicações — que podem chegar até a 160 pontos com opcionais de mais módulos de expansão. Mas IHM ligada a um CLP externo continua sendo o ideal para médias e grandes aplicações.

Painel antigo, no Senai de Campinas

A IHM tem vários formatos, desde um dispositivo isolado até um computador, neste último caso, a comunidade de instrumentação já começa a diferenciar porque, embora um PC, com teclados ou touch screen e monitor seja uma interface, ele é mais comumente denominado de estação de controle, ou console de operação. Mais que cultural, essas denominações decorrem da evolução da tecnologia.

Todo sistema, da pneumática até hoje, possui um dispositivo de interface, onde o operador controla a máquina, e o processo. A IHM é como uma janela para o equipamento ou sistema. Existem os chamados equipamentos cegos, sem aquilo a que os profissionais classificam de IHM, com pouca ou nenhuma informação no frontal, colocado, normalmente, atrás do painel. Mesmo instrumentos com leds para mostrar status são, hoje, considerados cegos. Em contrapartida, as IHMs podem mostrar todo o processo interno, podem ser conectadas a qualquer equipamento e nos mostram o que acontece no processo ou máquina.

IHM sempre existiu, mas evoluiu no aspecto, na funcionalidade e nos recursos. Hoje, é um microcomputador porque tem memória, CPU e até um CLP incorporado para controle e todo sistema microprocessado precisa de um software. Alguns equipamentos têm apenas recursos de texto, outros têm formato gráfico e a utilização de um ou outro vai depender da necessidade do que se precisa monitorar e do custo — cerca de três vezes maior na interface gráfica.

O custo é um fator importante e decisivo para manter um equipamento cego já que, hoje, pode-se colocar uma IHM em quase qualquer ponto. Existem CLPs com IHM incorporados, para pequenas aplicações; nos grandes processos, com muitas e críticas variáveis, os dados do CLP precisam ser visualizados de outra forma, em uma outra interface, o que não exclui a possibilidade e/ou necessidade de uma ou várias IHMs no campo.

O hardware muda, muda o software, muda o custo... Algumas IHMs trazem todos os recursos de configuração em si enquanto outras precisam que sua configuração seja feita através de um computador. “Se a gente precisa apenas de valores, seria um desperdício ter uma IHM gráfica. Quando se usa o formato gráfico, é porque existe um sistema de supervisão e controle e, se está usando um conjunto como esse, com muito mais recursos que uma IHM propriamente dita, normalmente se dispensa esta última, a não ser quando, por questões geográficas ou segurança, mesmo possuindo um supervisório, precisa-se ofertar algumas informações para o operador de campo”, comenta o professor Sérgio.

Um instrumento pneumático possuía interface com visualização e inputs possíveis

A tendência é que os terminais de programação sejam substituídos por notebooks, palm tops ou PC comerciais — que podem ser usados para configuração e para gerenciamento, fazendo as vezes de IHM. O professor do Senai lembra que “se você usa um terminal de programação para a configuração, um equipamento X pede uma interface X; com um notebook, a configuração fica mais simples, na medida em que se carrega apenas o software do equipamento X, do Y, do Z...”

Mesmo com os sistemas abertos, equipamentos inteligentes e intercambialidade entre marcas, o impacto nas IHMs gráficas é quase nenhum. Hoje, um software de configuração, mesmo que proprietário, possui os drivers das diversas marcas de equipamentos, ou seja, um tradutor. Assim, se o caso for de simples substituição, o desenho não muda. As redes industriais, mesmo abertas e com vários formatos, permitem que algumas IHMs se conectem simplesmente trocando um cartão. Uma condição nova é o uso da Internet para obter informações ou operar uma planta remotamente. Nesse caso, existe um software para configuração ou supervisão; a idéia de IHM, então, é a de um micro para interface do processo.

Não existe sistema de automação sem IHM mas ela vai ser utilizada em função da aplicação: alguns processos só vão utilizar supervisório com interface nos PCs; outros, irão usar IHM, e ainda existe a possibilidade de coexistência dos diferentes tipos de IHM. Uma unidade completamente automatizada, desabitada e operada remotamente, vai usar o supervisório com certeza; pode ter uma IHM nos equipamentos de campo para o caso de manutenção, mas também pode usar, para manutenção, um notebook como IHM. “A evolução da tecnologia foi acompanhada pelo Senai, que possui desde a pneumática até a digital e está incorporando as novas tecnologias de redes. O Senai tem interfaces antigas, com displays de sete segmentos, possui IHMs de cristal líquido, PCs e IHMs formato texto e gráfico. Os alunos saem preparados para encarar o que quer que encontrem”, afirma o professor Sérgio. O curso de instrumentação do Senai de Campinas tem duração de dois anos e carga horária de 1600 horas. A escola oferece esse mesmo curso fechado para empresas. Os 50 modelos que a Dakol oferece têm o diferencial de usarem todos o mesmo software, que tem comunicação com os drivers de 130 CLPs existentes no mercado e, segundo seu diretor, toda vez que um fabricante lança um novo modelo, a empresa busca seus protocolos para manter essa característica. Hoje, ela já disponibiliza a IHM Web Server — que pode ter um acessório com endereço IP e disponibilizada na Internet. Isso requer maiores cuidados com a segurança e é um conceito ainda a ser trabalhado.

Quando se fala em IHM “pura”, com seu software, em tese, tomando por base a forma de comercialização da Dakol, o hardware pode ser mudado a qualquer momento. No caso da arquitetura que usa um PC com sistema de supervisão, tem-se que comprar o hardware e a licença do software. A configuração existe em ambos, e os dois tipos de arquitetura devem continuar coexistindo porque são aplicações diferentes. Da mesma forma como ainda existem botões de travamento, mas não painéis de botões. E quando a visualização “trava”? É preciso verificar se o problema é no equipamento ou na IHM – geralmente é problema de software. Algumas arquiteturas facilitam descobrir as causas dos problemas; outras dão mais trabalho. Quanto mais sofisticado o software mais recursos o operador terá para detectar problemas no processo.

Todas as necessidades do cliente devem ser bem interpretadas pelo engenheiro/integrador responsável pelo projeto de automação. E para isso os integradores têm se especializado, o que facilita a vida dos fabricantes, diminuindo as dúvidas. A especialização é muito importante porque o programador tem que pensar em todas as possibilidades de incidentes também.

Vale lembrar que o lado emocional dos operadores conta pouco na mudança ou escolha das interfaces que não mudam ao sabor da moda – apenas quando se estão fazendo alterações no processo, otimizações ou ampliações. Normalmente, a cada cinco anos se repensa um bom investimento e então procura-se um CLP mais preciso, uma interface mais amigável. A IHM é uma conseqüência da modernização de processos e controles e a experiência mostra que o design é, muitas vezes, conseqüência do pedido de algum grande cliente que depois vai para a prateleira, diluindo custos. A customização de painel é possível, mas encarece o produto, por isso não é muito solicitado no Brasil. “Uma boa interface ajuda no bom monitoramento, aprimora a supervisão do operador, e permite que ele faça mais análises e mais apuradas. Antes, o olho fixado na tela era a verdadeira interface. Hoje, além de menos cansativo, a IHM possibilita que a inteligência do sistema se manifeste em tempo real e mais precisamente, levando a atenção do operador para a qualidade do produto ou do processo, em busca de melhorias”, ressalta Marcelo.