Protocolo
de guía para diseño de un Sistema Scada
¿Qué es un sistema SCADA? es
un concepto que se emplea para realizar un software para ordenadores que
permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita
retroalimentación en tiempo real con los dispositivos de campo, y controla el
proceso automáticamente.
Objetivo
Crear una guía de diseño de un
sistema SCADA, para así tener mejor estructurado y controlado el sistema a
desarrollar.
A continuación, se detallarán
los pasos a seguir para poder desarrollar un sistema Scada.
1.
Concientizarse de los aspectos básicos de
ergonomía entre la IHM.
A nivel internacional no ha
habido hasta ahora una línea clara a seguir a cerca del diseño de una IHM. A
causa de esto han surgido varias iniciativas que han tratado de cubrir esto.
Dentro de algunos objetivos en algunas de estas iniciativas se encuentran,
disminuir la tasa de errores, reducir los tiempos de aprendizaje y reducir los
costes de diseño. Algunas de estas organizaciones son: ANSI, CEPT, ISA, ISO,
JIS, etc.
Dentro de estos organismos
existe una norma (ISO 9241) sobre los requisitos ergonómicos para trabajos de
oficina con pantallas de visualización de datos (PVD´s). Esta norma establece
los requisitos ergonómicos que deben cumplir los equipos con PVD, para asegurar
que los usuarios puedan desarrollar sus tareas de forma segura y eficiente.
Dentro de la segunda parte de
esta norma trata la aplicación de los conceptos de ergonomía al diseño de
tareas con PVD´s, con la finalidad de facilitar el trabajo y que este se
realice en las mejores condiciones.
Los diferentes aspectos
implicados en el diseño de un puesto de trabajo ergonómicos son:
Ø La
interface hombre-máquina.
Ø Diseño
del puesto de trabajo.
Ø El
entorno.
Ø La
organización del trabajo.
Ø Interface
hombre aplicación.
Esta
sección se centra principalmente en el aspecto visual de la aplicación de
supervisión, pues la vista es el sentido mas explotado en el intercambio de
información con el sistema de control.
Para
entender mejor este punto, se debe saber que el ojo humano tiene puntos en los
que trabaja en su punto óptimo y condiciones ya sea por colores, contrastes,
etc. Donde simplemente el usuario no se siente cómodo. Por ello es importante
desarrollar una interfaz donde las condiciones al ojo humano sean las más
optimas.
Diseñar un sistema amigable para el
operador.
Como se habló anteriormente,
no se debe abusar de las paletas de colores ni del espíritu del artista que se
lleva dentro. Se debe diseñar un sistema agradable para el operador, que sea
fácil de entender.
Es aconsejable utilizar
colores que sean utilizados en otros ámbitos, de forma que las diferencias de
interpretación sean mínimas y el usuario tenga que aprender el mínimo número de
novedades.
Para ellos es bueno utilizar
colores ya estandarizados para diferentes ocasiones.
Igualmente existen
estandarizaciones para ciertos campos de trabajo.
Por último, es importante
mencionar que es recomendable la combinación de elementos para dar
informaciones inequívocas, un ejemplo de ello sería .
Implementar y comprender las señales a
usar.
En cualquier aplicación se
pueden dividir las señales en dos grupos. Alarmas y estados. Las señales de
alarma indicaran situaciones no deseadas, mientras que las señales de estado
indicaran situaciones normales de los elementos del proceso.
Los colores usados deberían
seguir las convenciones de seguridad.
Un consejo a tomar en cuenta
es que las señales de alarma informan de manera mas eficiente si se organizan
en grupos y se sitúan en lugares fácilmente visibles.
Las alarmas se pueden dividir,
según su influencia en el funcionamiento del sistema o maquina a controlar, en
tres categorías:
Ø Prealarmas.
Ø Alarmas
de fin de ciclo.
Ø Alarmas
de paro.
Todo aquello relacionado a
colores debe llevar en cuenta que existen enfermedades que pueden afectar la
percepción de ellos, por esta razón es recomendable asociar textos a los
indicadores.
Implementar señales de seguridad y conductos.
Como herramienta de ayuda al
diseño de las aplicaciones, se pueden utilizar las referencias que ya existen
sobre señalización visual recogidas en los diferentes estándares nacionales e
internacionales. Los colores de seguridad podrán formar parte de una
señalización de seguridad o constituirla por sí mismo.
Dentro de estas entran señales
en forma de panel que igualmente determinado por el color nos darán su función
(salvamento-verde, fuego-rojo, obligación-azul, advertencia-amarillo,
prohibición-sobre bandas), a continuación, algunos ejemplos:
Es importante el señalizar lo
que conduce cada tubería para así evitar cualquier accidente que pueda
ocasionar daños. Estas señalizaciones están estandarizadas según UNE-1063
Implementar señalización acústica al
sistema.
Estas señales nos permiten
tener una mejor respuesta ante situaciones que se presenten en el proceso,
estas igualmente se podrían decir que son un complemento de las señalizaciones
antes mencionadas. Las señales acústicas deben cumplir con los siguientes tres
aspectos:
Ø Deben
ser perfectamente identificables.
Ø Deben
ser distinguibles de otras señales.
Ø Deben
ser distinguibles del sonido ambiente.
Las alarmas acústicas son
útiles complementos del sistema de alerta. En caso de estar combinadas con
señales luminosas el código deberá de ser idéntico o de lo contrario causará
reacciones negativas.
Las alarmas acústicas se deben
acatar a lineamentos para evitar así daños pues esta debe de estar en volúmenes
establecidos que no permitan que sean desapercibidas pero que igualmente no
dañe o confunda a las personas.
Definir el sistema y sus bloques
principales.
Generalmente el primer paso en
el desarrollo de un sistema de supervisión y control empieza por la definición
del sistema y de los bloques principales que lo componen.
A continuación, cada etapa se
aísla y se moldea mediante una serie de entradas y salidas de información. Esta
estructura permite el trabajo en paralelo, permitiendo desarrollar los
programas de control de forma simultanea por varios equipos de desarrollo.
Las tareas trabajadas por
separado se pueden ubicar de la siguiente manera.
Ø Estructura
del sistema SCADA
Ø Sistema
de comunicación
Ø Controles
de cada maquina
En cada etapa ya se han
definido las señales de interface. Y ahora se definirá cada sección.
Implementar
principios básicos de diseño.
Para
implementar cualquier aplicación hay tres puntos básicos que todo diseñador
debe tener en cuenta.
Ø Conocer
las bases. Para diseñar una aplicación de visualización disponemos de una serie
de conocimientos clasificados bajo diferentes denominaciones que permitirán
realizar un desarrollo coherente y conseguir un resultado practico como
psicológicos, estándares y normas, directrices, especificaciones.
Ø Tener
los objetivos claros. Se debe de preocupar por la finalidad de su aplicación,
conociendo de antemano los principios de interacción entre usuario y
aplicación. Es recomendable tener clara la estructura del sistema antes de
empezar a programar el control.
Ø Una
vez implementados estos puntos, se puede proceder a crear la primera versión de
la aplicación, que cuando esté terminada se usara para valorar posibles
alternativas de la misma y así decidir modificaciones.
Adaptarse lo mas posible a la norma ISO
9241
Esta norma trata el diseño
ergonómico de programas para equipos con Pantallas de visualización de datos.
Enumera una serie de ideas que se pretende sirvan de guía a la hora de realizar
el planteamiento y desarrollo de las interfases gráficas.
Estos pasos de detallan a continuación:
- La aplicación debe estar
adaptada a la tarea para la cual se ha diseñado; el diálogo con el usuario debe
ser limpio, presentando y exigiendo solamente la información estrictamente
necesaria.
- La aplicación debe informar
del progreso al interlocutor de forma comprensible para éste.
- La aplicación debe poder
adaptarse al nivel de capacitación del usuario.
- La aplicación debe ser
controlable por el usuario.
- Las respuestas de la
interfase deben ser coherentes y adaptadas al nivel de capacitación del
usuario.
- La aplicación debería ser
tolerante a fallos y con herramientas de corrección automáticas.
El objetivo a conseguir queda
definido por los principios antes mencionados.
Ajustar
los elementos gráficos.
Teniendo en cuenta los
principios contemplados en las actuales normativas, desarrolladas anteriormente,
se cuenta con una serie de directrices que serán de utilidad a la hora de
diseñar aplicaciones de visualización.
A continuación, se resumen una
serie de principios básicos de diseño.
- Diseño simple, orden lógico
y bien etiquetado.
- No mostrar datos
irrelevantes o innecesarios de forma automática.
- Las indicaciones
cuantitativas, mejor de forma gráfica.
- Unidades estandarizadas.
- Si es posible, un solo tipo
de fuente.
- Los estados binarios, mejor
de forma gráfica.
- Enmarcar los objetos
relacionados para un mejor contraste.
- Notificar siempre los
resultados de cualquier acción de forma clara.
- Utilizar los colores con
mesura y de forma práctica.
- Los colores deben ser de
complemento informativo.
Esto nos sirve para poder
tener una mejor interfaz y esto nos permita un mejor entendimiento por parte
del operador. Esto es aplicado en diferentes partes como el color de las
pantallas, el fondo de pantalla, la ubicación de los elementos, la proximidad
de los objetos, un correcto agrupamiento por similitud, simulaciones, letras y
números, representación de valores.
Todo esto debe ser agrupado de
una forma inteligente y minimalista, para así obtener mejores resultados en los
procesos.
Implementar y ajustar la interfaz de usuario.
La organización de la
información es un factor muy importante a tener en cuenta a la hora de realizar
el diseño de cualquier aplicación. Este diseño debe satisfacer todas las
expectativas de los usuarios. Éstos deberían poder encontrar lo que necesitan con
el mínimo esfuerzo. Si determinamos una serie de áreas funcionales (pantallas
de alarmas, de configuración, de comunicaciones, etc.) esto permitirá la
creación de subconjuntos de menor complejidad, relacionados con las diferentes
fases del proceso, lo cual ayuda a una mejor asimilación de la información.
Al diseñar la aplicación
debemos de tener en cuenta ciertos principios:
Ø Secuencia.
El orden de sucesos dentro de un proceso productivo debería verse reflejado en
la estructura de la aplicación.
Ø Convenios
La información se debe adecuar a las costumbres establecidas o a los convenios
existentes. Un ejemplo a continuación.
Ø Funcionalidad.
El agrupamiento por funciones o jerarquías permite organizar de forma coherente
aplicaciones no secuenciales.
Si
extrapolamos parte de las indicaciones de diseño existentes sobre máquinas,
tenemos unos requisitos básicos que toda aplicación, en sus órganos de diálogo,
debería intentar seguir: Finalidad, Funcionalidad, Coherencia, Seguridad, Autodescriptividad.
Principio
de Finalidad. Todos los controles serán claramente visibles e identificables y,
si fuera necesario, irán marcados de forma adecuada.
Funcionalidad.
Todos estarán colocados de tal manera que se pueda maniobrar con seguridad, sin
vacilación ni pérdida de tiempo y de forma inequívoca.
Coherencia.
Los controles se diseñarán de tal manera que el movimiento del órgano de
accionamiento sea coherente con el efecto ordenado. El movimiento del órgano de
mando será coherente con el movimiento real.
Seguridad.
Los mandos estarán situados de forma que su maniobra no acarree riesgos
adicionales. Su diseño será tal que, si
puede ocurrir algún tipo de riesgo, no puedan accionarse de forma accidental.
Autodescriptividad.
Cuando se diseñe y fabrique un órgano de accionamiento para ejecutar varias
acciones distintas, es decir, cuando su acción no sea unívoca (por ejemplo,
utilización de teclados, etc.), la acción ordenada deberá visualizarse de forma
clara y, si fuera necesario, requerirá una confirmación.
Puesta en marcha. La puesta en marcha de una
máquina sólo deberá poder efectuarse mediante una acción voluntaria ejercida
sobre un órgano de accionamiento previsto a tal efecto.
Este
requisito también será aplicable:
- A la
puesta en marcha de nuevo tras una parada, sea cual sea la causa de esta
última.
- A la
orden de una modificación importante de las condiciones de funcionamiento (por
ejemplo, velocidad, presión, etc.), salvo que dicha puesta en marcha o la
modificación de las condiciones de funcionamiento no presente riesgo alguno
para las personas expuestas.
Todas estas son pautas para
crear una interfaz de usuario que sea fácil de manejar para el operador, esto
facilitará el trabajo además de que reducirá el margen de error al momento de
estar operando.
Además de lo mencionado
anteriormente es indispensable agregar animaciones a lo mandos que facilitarán
y permitirán identificar los estados, así como también es importante usar
colores como los antes mencionados y de acuerdo a su representación en los
procesos.
Por otro lado, para poder
utilizar de forma eficiente un sistema de visualización de datos (PVD, Pantalla
de Visualización de Datos) uno de los puntos más importantes es la rapidez de
navegación a través de las pantallas de la aplicación.
Para facilitar la navegación
por las pantallas de la aplicación, la estructura de la misma debería ser clara
y lógica (por ejemplo, la estructura en árbol es la más socorrida).
Crear un procedimiento en caso de
complicaciones.
Este punto es muy importante
pues es una prioridad el pensar en una forma de actuar en caso de fallo en
cualquiera de los procesos, o en la interfaz, para así evitar perdidas o
accidentes. Estos procedimientos van a variar de acuerdo a cada empresa pues
cada proceso es diferente y la manera de actuar por obviedad es diferente. Por
ello es importante planificarlo al momento de implementar el sistema SCADA.
Conclusión
El crear un sistema SCADA es
un trabajo muy importante y laborioso, pues, aunque al principio parezca una
tarea sencilla, con el análisis de cada uno de los puntos que se deben tomar en
cuenta se puede apreciar lo complicado de esta tarea.
También es importante el saber
que a medida que la tecnología va actualizándose en los sistemas se van
incorporando nuevas funciones y normas, por ello siempre hay que estar al tanto
de todos estos cambios.
Bibliografía
INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO
http://www.insht.es
Notas técnicas de prevención (NTP) NTP 241: Mandos y señales: ergonomía
de percepción. NTP 511: Señales visuales de seguridad: aplicación práctica. NTP
566: Señalización de recipientes y tuberías. Aplicaciones prácticas. NTP 226:
Mandos: ergonomía de diseño y accesibilidad. NTP 659: Carga mental de trabajo:
Diseño de tareas.
Real Decreto 485/1997 de 14 de abril, sobre disposiciones mínimas en
materia de señalización de seguridad y salud en el trabajo (B.O.E. n° 97
miércoles 23 de abril de 1997).
UNE 1063-1059. Caracterización de las tuberías en los dibujos y en las
instalaciones industriales.
UNE 1115-1985. Colores y señales de seguridad.
http://www.aenor.es http://www.isa.org
