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Documento Normativo Propiedad del ICE, prohibida s u reproducción total o parcial sin autorización. Documento controlado si no se imprime, excepto para los CEGED’s y Centros de Documentación.
INSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD
UEN PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
Código:
PE-90-ET-30-001
Versión:
2
Implementación de interfaces hombre-máquina para ce ntrales de
generación eléctrica
Página:
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Rige a partir de:
2011/08/22
1. PROPÓSITO
Especificar los requerimientos técnicos para la implementación de sistemas de
visualización para nuevos proyectos de generación y gestión de modernizaciones en
Centros de Producción de la UEN PE.
2. ALCANCE
Aplica para la UEN Producción de Electricidad así como para los proveedores que realicen
trabajos para la misma en sistemas de visualización de los nuevos proyectos y
modernizaciones. La responsabilidad de aplicación es del Proceso Desarrollar y de los
Centros de Producción, según corresponda.
3. DOCUMENTOS APLICABLES
Norma INTECO: INTE 31-08-08-97 1era. Edición “Ventilación de los Lugares de Trabajo”.
Norma INTECO: INTE 31-08-06-2000 2da. Edición “Niveles y Condiciones de Iluminación
que deben tener los Centros de Trabajo”.
Norma INTECO: INTE 31-05-01-97 1era. Edición “Requisitos Ergonómicos para Trabajo y
Oficina con Pantallas de Visualización de Datos (PVD)”.
Norma INTECO: INTE 31-05-02-97 1era. Edición “Requisitos Ergonómicos para Trabajo de
Oficina con Pantallas de Visualización de Datos (PVD)”.
Implementación de interfaces hombre-máquina para ce ntrales
de generación eléctrica
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Documento Normativo Propiedad del ICE, prohibida s u reproducción total o parcial sin autorización. Documento controlado si no se imprime, excepto para los CEGED’s y Centros de Documentación.
4. CONTENIDO
4.1 Codificación de simbología
4.1.1 Objetivo
Definir la normativa de símbolos que debe utilizarse en el desarrollo de pantallas y
mímicos en cualquier sistema SCADA y de operación local que se implemente en
las plantas de generación de la UEN PE.
4.1.2 Recomendaciones Generales
La simbología a utilizar en los sistemas HMI debe satisfacer las características de
clara representación del objeto real monitoreado sin caer en el exceso de detalles.
Los símbolos deben mantener un concepto minimalista para aumentar la seguridad
de operación y minimizar el error humano.
Los símbolos dinámicos deben acompañarse de un texto alfanumérico, igualmente
dinámico, que indique su estado, evitando así, señalización con información
incompleta y ambigua.
Estos símbolos deberán ser objetos basados en una librería de símbolos
normalizada por un organismo internacional reconocido y que permitan ser
relacionados de manera sencilla con las variables del proceso. Como referencia se
pueden tomar los símbolos de la norma ISA-5.5 o las librerías de símbolos propias
de la aplicación HMI, que sean establecidos de acuerdo a esta norma.
Los símbolos se deben dividir en dos grupos: objetos dinámicos y objetos estáticos.
Los objetos dinámicos serán del tipo ActiveX en visualizaciones de las estaciones
de operación e ingeniería y paneles en puertas del tipo computador. Para el caso
de paneles de operación simples con sistemas operativos embebidos, diferentes a
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MS Windows, los objetos utilizados en la visualización deberán poseer atributos
iguales o superiores a las de los objetos ActiveX) de forma que permitan asignarles
propiedades implícitas al sistema operativo. Los objetos estáticos sirven
únicamente para dar una mejor representación al esquema sinóptico.
Al colocar los símbolos en las pantallas que representen el proceso a supervisar,
los esquemas deberán guardar una relación minimalista para evitar complicaciones
y confusiones al operador en su toma de decisiones.
La simbología deberá mostrar un identificador alfanumérico y funcional, así como el
valor de la variable asociada, si es que la tiene. No se deberán mostrar datos
irrelevantes e innecesarios con la simbología. Por ejemplo, una medida analógica
de una temperatura debe representarse con un decimal para no provocar
demasiada atención a datos irrelevantes.
Correcto Incorrecto
°C °C
Figura 1. Ejemplo para uso de decimales en visualización de una temperatura.
Figura 2. Ejemplo de la correcta simbología para válvulas (símbolo + color dinámico + texto
dinámico).
44.7 44.654
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Figura 3. Ejemplo de la correcta simbología para interruptores (símbolo dinámico + color
dinámico + texto dinámico).
Figura 4. Ejemplo de correcta simbología para motores (símbolo dinámico + color dinámico
+ texto dinámico).
Todos los símbolos deberán tener un contorno de color negro en todo momento,
esto evitará confusiones a la vista, excepto cuando se requiera sobresaltar una
condición anormal, según se indica más adelante.
No se deberán colocar más de 40 símbolos por pantalla y en caso de repetirse
símbolos estos deben agruparse de manera lógica e intuitiva que permita al
operador discriminar entre un objeto y otro.
Los objetos en pantalla deberán dar información por si mismos preferiblemente de
forma redundante, de manera que facilite la intuición del operador.
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Todos los símbolos de tuberías o líneas eléctricas usaran el concepto de solidez,
evitando simbología con objetos 3D y los que necesiten continuar en otra pantalla
deberán tener una referencia, que permita dar el seguimiento correspondiente,
además se deberán diseñar dando el efecto de seguimiento de la línea sin tener
que ir necesariamente a otra pantalla.
La simbología para un diseño de HMI deberá ser coherente en todas las pantallas,
concisa, comprensible y segura desde el punto de vista funcional.
4.2 Codificación de Colores
4.2.1Objetivo
Definir la normativa de colores que debe utilizarse en el desarrollo de pantallas y
mímicos en cualquier sistema SCADA y de operación local que se implemente en
las plantas de generación de la UEN PE.
4.2.2 Recomendaciones Generales
Para el desarrollo de las pantallas de visualización se deben implementar las
siguientes recomendaciones:
No deberá utilizarse colores primarios (Rojo, Verde, Azul) en amplias zonas de la
pantalla, como por ejemplo poner un fondo rojo en la pantalla de alarmas.
La percepción del rojo y el verde puede generar confusión. Al igual que los
amarillos, naranja y marrones, por lo tanto no se debe depender solo del color para
identificar un estado o un evento debe existir elementos alternos que ayuden al
operador a identificar el evento. Se debe indicar en texto el estado del dispositivo
para evitar confusiones con el color.
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Se deberá utilizar el gris 25% para el fondo de las pantallas, como contraste de
colores más brillantes como el rojo, amarillo, verde, magenta y blanco utilizado en
datos dinámicos.
Se recomienda el uso de sombras para resaltar secciones de la pantalla
importantes para el operador.
Debe asegurarse que los colores claves, indicados en las siguientes secciones, sea
claramente identificables y que estos no sean utilizados para otros usos en forma
desproporcionada.
Deben utilizarse colores vivos para las partes importantes de las visualizaciones y
colores poco atractivos para las partes menos importantes.
Debe existir una coherencia entre el color de indicadores físicos, líneas de proceso
y visualizaciones de pantalla para evitar confusiones en los operadores de la
planta.
Los colores de fondo deberán proporcionar el contraste adecuado para una
cómoda visualización de los textos.
Adicionalmente se debe seguir las guías indicadas en la norma ISA – TR77.60.04 –
2008, sección 8.2.1. “Additional color coding guidelines”.
Adicionalmente se deben seguir las recomendaciones de la norma IEC 60073 –
2002 sección 4.2.1. “Codificación por colores”.
4.2.3 Clasificación de los colores
En las siguientes tablas se indica los colores que deben ser utilizados para la
identificación de los diferentes estados en los elementos de la planta de generación
o servicios auxiliares.
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En caso de que no se indique para un caso específico la normativa de color que se
debe utilizar debe seguir las recomendaciones de la EPRI TR-101378 “Guidelines
for Designing Displays for DCS Retrofit Projects”, reproducida en la norma ISA –
TR77.60.04 – 2008, anexo B.
4.2.3.1 Equipos
La siguiente tabla muestra los tonos RGB que deben utilizarse para
indicar los estados operativos de cada uno de los equipos.
ESTADO DE EQUIPO COLOR RGB
Activo Rojo 255,0,0
Inactivo Verde 0,255,0
Alarma Amarillo 255,255,0
Inhabilitado Gris 50% 128,128,128
Fondo Gris 25% 191,191,191
Tabla 1. Colores según estado de los equipos.
De acuerdo a la norma IEC 60073 se trata de mantener en estos colores
primarios por razones de claridad (relación de contraste con un fondo de
color gris).
Para aclarar el tema se presentan las siguientes tablas. La
representación gráfica de cada elemento se da solamente con fines
ilustrativos, por lo cual se pueden utilizar otros símbolos siempre que
sean lo más simples posibles representando lo básico sin caer en
detalles innecesarios.
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4.2.3.2 Moto- válvulas y Válvulas
Símbolo Condición
Cerrado
Abierto
En Falla
Abriendo
Cerrando
Deshabilitado
Tabla 2. Colores según estado de válvulas y moto
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válvulas y Válvulas
Condición Codificación Visual
Cerrado Verde + texto (Cerrado)
Abierto Rojo + texto (Abierto)
En Falla
Intermitencia media entre
amarillo y gris (aprox. 2Hz)1
Texto (Falla)
Abriendo
Intermitencia lenta entre rojo y
gris (aprox. 1Hz) + Texto
(Abriendo)
Cerrando
Intermitencia lenta entre verde
y gris (aprox. 1 Hz) + Texto
(Cerrando)
Deshabilitado Gris 50%
Colores según estado de válvulas y moto-válvulas.
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Estado
Inactivo
Activo
entre
1 + En Alarma
Intermitencia lenta entre rojo y
Hz) + Texto Activando
verde
z) + Texto Desactivando
Inhabilitado
válvulas.
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4.2.3.3 Motores
Símbolo Condición
Apagado
Encendido
En
Deshabilitado
Tabla 3. Colores según estado de los motores.
4.2.3.4 Interruptores
Tabla 4. Colores según estado de los interruptores.
Símbolo Condición
Abierto
Cerrado
En Falla
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Motores
Condición Codificación Visual
Apagado Verde + texto (Apagado)
Encendido Rojo + texto (Encendido)
En Falla
Intermitencia media entre
amarillo y gris (aprox. 2Hz) +
Texto (Alarma)
Deshabilitado Gris 50%
Colores según estado de los motores.
Interruptores
Colores según estado de los interruptores.
Condición Codificación Visual
Abierto Verde + Texto (Abierto)
Cerrado Rojo + Texto (Cerrado)
En Falla
Intermitencia media entre
amarilla y gris (aprox. 2Hz) +
Texto (Alarma)
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Estado
Inactivo
Rojo + texto (Encendido) Activo
entre
Hz) + En Alarma
Inhabilitado
Colores según estado de los interruptores.
Estado
Inactivo
Activo
Intermitencia media entre
amarilla y gris (aprox. 2Hz) + En Alarma
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4.2.3.5 Generador
Símbolo Condición Codificación Visual Estado
Unidad Detenida Verde + Texto (Detenida) Inactivo
Unidad Activada
Rojo + Texto (Vacío, Excitada,
En Línea o Condensador
Síncrono según el caso)
Activo
Disparo
Intermitencia rápida entre rojo
(borde y letra blancos) y
amarillo (borde y letra negros)
(aprox. 4Hz) + Texto (Disparo)
En Disparo
Arrancando
Intermitencia lenta entre rojo
y gris 50% (aprox. 1Hz) +
Texto (Arrancando)
Activando
Deteniendo
Intermitencia lenta entre
verde y gris 50% (aprox. 1Hz)
+ Texto (Deteniendo)
Desactivando
Tabla 5. Colores según estado del generador.
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4.2.3.6 INDICADORES
Símbolo Condición
No Presente
Presente
Falla de
comunicación
Tabla 6. Colores
Se define la siguiente codificación de estados para cada uno de los
elementos:
Activo: El dispositivo sí se mueve, sí permite el paso o sí permite el flujo. Ejemplos:
Motor girando, válvula abierta, in
mediante el color rojo.
Inactivo: El dispositivo no se mueve, no permite el paso, no permite el flujo.
Ejemplos: Motor detenido, válvula cerrada, interruptor abierto. Se representa este
estado mediante el colo
En Alarma: El dispositivo presenta algún problema y requiere atención. Ejemplos:
temperatura alta, nivel de aceite bajo. Se representa este estado mediante el color
amarillo.
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INDICADORES DE CONDICION
Condición Codificación Visual
No Presente Blanco
Presente Verde
Falla de
comunicación Sombreado Oblicuo
Colores para indicadores de condición.
Se define la siguiente codificación de estados para cada uno de los
El dispositivo sí se mueve, sí permite el paso o sí permite el flujo. Ejemplos:
Motor girando, válvula abierta, interruptor cerrado. Se representa este estado
mediante el color rojo.
El dispositivo no se mueve, no permite el paso, no permite el flujo.
Ejemplos: Motor detenido, válvula cerrada, interruptor abierto. Se representa este
estado mediante el color verde.
El dispositivo presenta algún problema y requiere atención. Ejemplos:
temperatura alta, nivel de aceite bajo. Se representa este estado mediante el color
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Significado
La variable a ser
representada es
falsa (0)
La variable a ser
representada es
verdadera (1)
Perdida de
comunicación
con equipo
fuente
Se define la siguiente codificación de estados para cada uno de los anteriores
El dispositivo sí se mueve, sí permite el paso o sí permite el flujo. Ejemplos:
terruptor cerrado. Se representa este estado
El dispositivo no se mueve, no permite el paso, no permite el flujo.
Ejemplos: Motor detenido, válvula cerrada, interruptor abierto. Se representa este
El dispositivo presenta algún problema y requiere atención. Ejemplos:
temperatura alta, nivel de aceite bajo. Se representa este estado mediante el color
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En Disparo: Es el estado del generador en el cual algún problema le provoco un
paro (disparo) y es necesario corregir inmediatamente. Se representa este estado
mediante el color rojo intermitente.
Inhabilitado: El dispositivo se encuentra en un estado de indisponibilidad por parte
del usuario. Se representa este estado mediante el color gris oscuro.
Activando: el dispositivo se encuentra en la etapa de transición de inactivo a activo
(0 a 1).
Desactivando: el dispositivo se encuentra en la etapa de transición de activo a
inactivo (1 a 0).
Sin Comunicación: Se ha perdido la comunicación del HMI con el equipo fuente de
adquisición de datos.
Adicional al color representativo de cada estado se asocia un texto indicativo para
evitar ambigüedades a personas con problemas visuales relacionadas al color.
La intermitencia de disparo y alarma en los dispositivos debe mantenerse siempre
que permanezca presente a diferencia de la presentación de alarmas y eventos
donde pueden ser reconocidos. La frecuencia de intermitencia se define según la
norma IEC 60073.
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4.2.3.7 Visualización de Disparos, Alarmas y evento s.
Las alarmas que serán presentadas deben distinguir en si es una alarma
presente, reconocida presente, o bien desaparecida no reconocida, para
lo cual deben ser representadas según las siguiente codificación de
colores respectivamente.
Descripción Fondo RGB Texto RGB
Disparo Aparecido: Blanco sobre Rojo 255,0,0 255,255,255
Disparo Reconocido: Rojo Oscuro sobre gris 50% 128,128,128 192,0,0
Disparo Desaparecido no reconocido: Negro sobre gr is 50% 128,128,128 0,0,0
Alarma Aparecida: Negro sobre amarillo 255,255,0 0,0,0
Alarma Reconocida: Amarillo sobre gris 50% 128,128,128 255,255,0
Alarma Desaparecida no reconocida: Negro sobre gris 50% 128,128,128 0,0,0
Evento Aparecido: Negro sobre verde 0,255,0 0,0,0
Evento Reconocido: Verde sobre gris 50% 128,128,128 0,255,0
Evento Desaparecido no reconocido: Negro sobre gris 50% 128,128,128 0,0,0
Figura 5. Colores para la indicación de disparos, alarmas y eventos.
Las señales representadas como disparo deben ser únicamente aquellas
que impidan el arranque o que ocasionen un paro forzado de la unidad,
además se debe distinguir las alarmas reconocidas de las que no han
sido reconocidas. La visualización de los textos de disparos, alarmas o
eventos no deberá ser intermitente.
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4.2.3.8 Indicadores analógicos o valores continuos.
En los elementos gráficos que representan valores de variables
analógicas, se debe colocar una indicación de los límites que indican
una condición de alerta al operador (alarma o disparo). Se debe utilizar
colores representativos basados en la tabla de estados, tal y como se
observa en la siguiente figura.
Figura 6. Ejemplo de representación de variables an alógicas .4.2.3.9 Líneas de voltaje
Para las líneas de Voltaje se debe utilizar la siguiente representación en color:
Nivel de Voltaje (kV) Color RGB
230 Rojo 255,0,0
138 Azul 0,0,255
34.5 AMARILLO 255,255,0
24.9 Marrón 150,75,0
13.8 Verde 0,255,0
4.16 Magenta 255,0,255
<=0.48 Negro 0,0,0
Tabla 7. Colores indicados para las líneas de voltaje a ser visualizadas.
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4.3 Clasificación y Requerimiento Mínimo de Pantall as
4.3.1 Objetivo
Proveer una guía para el desarrollo y clasificación de pantallas para las HMI
destinadas a los Centros de Generación de electricidad de la UEN Producción de
Electricidad del ICE. En esta sección se definen las pantallas y características
mínimas con que deben contar en un desarrollo típico, así como las funciones
básicas que deben cumplir las mismas según el objetivo requerido.
4.3.2 Recomendaciones Generales
Según recomendación de la norma ISA 101, las pantallas de una interfaz hombre-
máquina se pueden clasificar en cuatro niveles de jerarquía, que van de menor a
mayor nivel de enfoque y detalle del sistema o proceso representado. Esta
jerarquía no necesariamente está relacionada con la forma de navegación entre las
pantallas.
4.3.3 Clasificación y Jerarquía de Pantallas
4.3.3.1 Pantallas del Primer Nivel
El primer nivel de jerarquía consiste en pantallas que resumen el alcance
total del sistema o proceso bajo control del operador. Las pantallas de este
nivel deben incluir los valores de los parámetros generales más
importantes como alarmas y condiciones del proceso.
El objetivo de este primer nivel es proporcionar conocimiento de la
situación y una visión general del rendimiento del proceso, además de fácil
navegación a las pantallas de niveles inferiores. Por tanto, las pantallas de
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este nivel no deben ser utilizadas para funciones de control, por lo cual no
deben contar con mandos.
A continuación se describe las pantallas de este nivel que se consideran
esenciales en cualquier desarrollo, no obstante existen otras pantallas que
según sea el caso deben ser incluidas en este nivel.
4.3.3.1.1 Pantalla de Vista General de Planta
En esta pantalla se debe representar en forma general el proceso
de producción de electricidad bajo control, con todas sus entradas,
salidas y procesos intermedios. Si por motivo de claridad es
necesario utilizar varias pantallas para mostrar toda la vista general
de planta, deben hacerse evidentes las interrelaciones entre los
diferentes sistemas.
Esto es aplicable a cualquier tecnología de generación eléctrica,
así por ejemplo en un Centro de Producción Hidroeléctrico se debe
representar los sistemas más importantes desde la toma de agua,
compuertas, válvulas, unidades, hasta el transformador de salida,
de forma que la pantalla brinde una visión general del proceso de la
planta, con los valores más significativos de cada uno de los
sistemas representados, como estado, porcentajes de apertura,
caudales, velocidades, corrientes, voltajes, potencias, entre otros.
4.3.3.1.2 Pantallas de Unifilares de los Sistemas
En estas pantallas se deben representar mediante unifilares los
sistemas principales del Centro de Producción, tales como
sistemas eléctricos, hidráulicos, de vapor, de combustible y otros
(según corresponda). En estos diagramas se debe incluir los
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elementos más importantes y se debe representar mediante
objetos dinámicos los elementos activos más significativos tales
como válvulas, interruptores y otros.
4.3.3.1.3 Pantalla de Arquitectura de Control
Esta pantalla debe mostrar la arquitectura del sistema de control, y
en la medida de lo posible se debe incluir objetos dinámicos que
muestren información sobre el estado de los controladores,
servidores, conmutadores, y otros equipos de la red técnica.
4.3.3.1.4 Pantallas de Alarmas y Eventos
Una pantalla de alarmas y/o eventos debe mostrar todas alarmas
y/o eventos recientes de todo el sistema, cualquier alarma y/o
evento será visualizada en ella y debe estar codificada por color de
acuerdo a la prioridad y nivel de atención que esta requiera, estas
suelen estar centralizadas y agrupadas para su mejor visualización
e identificación. Además deben presentar el estado actual de los
mismos, tales como aparecida, reconocida o bien desaparecida.
4.3.3.2 Pantallas del Segundo Nivel
El segundo nivel consiste en pantallas de mímicos con alto nivel de detalle
del proceso y están destinados a ser las pantallas principales para la
operación, además de proveer fácil navegación a pantallas más específicas
de los niveles 3 y 4 siguientes. Las pantallas del nivel dos deben estar
orientadas a la realización de tareas, para permitir al operador realizar las
acciones requeridas con la menor cantidad de pasos y con la mínima
navegación posible.
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Las pantallas de este segundo nivel son las principales de cada sistema,
por ejemplo la pantalla de control del proceso de la unidad, que es la que
debe ser principalmente utilizada por el operador.
Las pantallas de este nivel se caracterizan además por:
Contar con información y mandos suficientes para controlar el sistema en la
mayoría de las condiciones.
Contar con todos los controles primarios para el área de proceso
específica.
Estar orientadas a una tarea, por ejemplo el control de la unidad, el control
de un sistema auxiliar u otro.
A continuación se describe las pantallas de este nivel que se consideran
esenciales en cualquier desarrollo, no obstante existen otras pantallas que
según sea el caso deben ser incluidas en este nivel.
4.3.3.2.1 Control de Unidad
Esta pantalla debe tener como propósito proveer monitoreo y
control de la unidad de producción eléctrica. Debe contar como
mínimo con un unifilar eléctrico que muestre sólo los dispositivos
más importantes (generador, interruptores, seccionadoras,
excitación, transformadores), controles de operación y señalización
del estado de la unidad respectiva, mediciones de las variables
más importantes de la unidad respectiva (potencias, voltajes,
corrientes, velocidad, nivel, caudal, entre otras) y controles por
consigna de la potencia activa, potencia reactiva y otros modos de
operación disponibles.
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4.3.3.2.2 Pantallas de Control de Sistemas Auxiliar es
El objetivo de estas pantallas es proveer monitoreo y control de los
procesos auxiliares necesarios para la generación de electricidad
en cada Centro de Producción, que según sea el caso pueden ser
sistemas de enfriamiento, de alimentación (de agua, combustible,
vapor u otro), servicio propio y otros. Cada una de estas pantallas
debe contar como mínimo con diagramas que representen el
sistema correspondiente, controles de operación, señalización de
estado y mediciones de las variables más importantes.
4.3.3.3 Pantallas del Tercer Nivel
Este tercer nivel se define mejor como pantallas de detalle de sistemas o
subsistemas, por lo que deben ser más específicas y detalladas que las
pantallas asociadas del segundo nivel. Las pantallas de este nivel son las
que debe usar el operador para realizar tareas no rutinarias, como por
ejemplo alternar o indisponer equipos, o tareas rutinarias pero más
complejas, como por ejemplo un control de arranque/paro secuencial paso
a paso. Las pantallas de este nivel deben proveer suficiente información
para facilitar el diagnostico de los procesos y también deben estar
orientadas a las tareas para permitir al operador realizar las acciones
utilizando un número limitado de pantallas y navegación mínima.
Todo proceso que implique control directo de sistemas debe contar con una
pantalla de mando en este nivel, por tanto se debe incluir aquí los controles
o indicaciones no incluidas en las pantallas asociadas del nivel 2.
A continuación se describen las pantallas de este nivel que se consideran
esenciales en cualquier desarrollo, no obstante existen otras pantallas que
según sea el caso deben ser incluidas en este nivel.
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4.3.3.3.1 Secuencia Paso a Paso
Esta pantalla debe permitir el control paso a paso y/o por
consigna del arranque y paro de la unidad respectiva. Como
mínimo debe mostrar los diferentes pasos de la secuencia,
resaltar el estado en que se encuentra actualmente la unidad y
cuáles de ellos se han cumplido hasta ese momento. Además
debe mostrar en la misma pantalla o por medio de una ventana
auxiliar, las condiciones necesarias para pasar al siguiente paso.
4.3.3.3.2 Temperaturas
Esta pantalla debe mostrar las temperaturas actuales de los
diferentes sistemas, y los niveles de las mismas que provocan
una alarma o disparo. De no ser suficiente el espacio para todas
las temperaturas, se puede dividir en varias por sistema.
4.3.3.3.3 Vibraciones
Esta pantalla debe mostrar las vibraciones actuales de los
diferentes sistemas y los niveles de las mismas que provocan una
alarma o disparo. De no ser suficiente el espacio para todas las
vibraciones, se puede dividir en varias por sistema
4.3.3.4 Pantallas del Cuarto Nivel
El cuarto nivel se compone de pantallas de diagnóstico. Toda la
información del sistema debe estar disponible en pantallas de este nivel.
Estas pantallas no deben estar destinadas al control del sistema o proceso.
Las pantallas de este cuarto nivel pueden ser simples ventanas
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emergentes, debido a que no requieran el tamaño completo de una pantalla
o debido a la brevedad o intermitencia de su uso.
Además las pantallas del cuarto nivel se caracterizan principalmente por:
Describir procedimientos de operación para equipos individuales.
Proveer información de ayuda para control y diagnóstico.
Proveer detalle sobre procedimientos seguros.
Información de permisivos.
A continuación se describen las pantallas de este nivel que se consideran
esenciales en cualquier desarrollo, no obstante existen otras pantallas que
según sea el caso deben ser incluidas en este nivel.
4.3.3.4.1 Pantallas de enclavamientos y o permisivo s
En estas pantallas se representan mediante indicadores binarios
las condiciones que deben estar presentes para efectuar una
acción específica, por ejemplo el arranque de la unidad.
4.3.3.4.2 Pantallas de ayuda
Estas son pantallas con textos y/o símbolos de ayuda para la
realización correcta de los procedimientos de operación, como por
ejemplo para efectuar de forma segura acciones no rutinarias o de
respuesta a situaciones anormales.
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4.4 MÉTODOS DE NAVEGACIÓN
4.4.1 Objetivo
Definir la normativa de navegación a través de la aplicación SCADA que permita a
un operador encontrar los controles y la información deseada en un sistema HMI de
forma rápida, segura e intuitiva, basándose en el orden y representación gráfica de
los elementos.
4.4.2 Recomendaciones Generales
La navegación es uno de los aspectos más críticos del diseño de HMI, ya que una
navegación eficaz e intuitiva puede afectar directamente la velocidad y la precisión
del operador en una intervención del proceso. Los fundamentos de diseño clave
para la navegación son la coherencia y la intuición.
Algunos principios para el diseño de acceso a pantallas son los siguientes:
La interfaz gráfica debe estar provista de selecciones basadas en el objetivo,
función y/o tarea específica de cada pantalla, con pocas decisiones para el usuario.
Los elementos de navegación a ser seleccionados deben ser etiquetados y/o
codificados de forma clara y consistente para que la información sea obvia al
usuario. Se debe tener cuidado para evitar que el etiquetado o gráficos no cubran
los datos pertinentes de proceso.
El acceso a pantallas debe estar regulado por acciones de usuario consistentes
para llamar ventanas o despliegues (ejemplo: pantallas táctiles, mouse, teclado, o
cualquier combinación de estos).
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Se deben usar dispositivos de acceso, tales como pantallas táctiles, mouse,
TrackBall o equivalente, que mantenga al usuario enfocado sobre áreas de datos o
acciones, evitar en la medida de lo posible el uso del teclado.
El tamaño de los botones de acceso debe ser adecuado para asegurar la selección
al primer intento, estos no deben depender de la habilidad o puntería del usuario.
Todo elemento que sea puesto para activar o desactivar algo debe quedar claro y
notable dentro del entorno de la pantalla.
Si se utilizan pantallas táctiles los botones deben tener un área de acceso
adecuada para apoyar los dedos con facilidad.
Los botones de navegación deben agruparse de forma coherente con las acciones
(izquierda-retroceder, derecha-avanzar).
La respuesta del sistema al usuario debe parecer inmediata o al menos proveer
alguna indicación de que el proceso está en marcha.
La información crítica debe ser obtenida con una o dos selecciones a lo máximo
para ver cualquier situación de emergencia o de alarma de alta prioridad
relacionada al proceso, para el resto de la información es aceptable de 2 a 3
selecciones. (Ver tabla1.)
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A continuación se presenta los tiempos máximos de navegación en donde un click
representa la interacción del usuario como un clic del ratón, el botón de selección,
la selección de tecla, etc. Mientras que los tiempos están dados en segundos.
TIPO DE
PANTALLA
CONTROL
DE
MAQUINA
SISTEMAS
PEQUEÑOS
PROCESOS
DEL
SISTEMA
SISTEMA
SCADA
SISTEMA
RTU
Acceso a
la pantalla
de alarmas
Resumen de
Alarmas 1s 1s 1s 1s 1s
Lista de
alarmas
desaparecidas
5s 5s 5s 5s 5s
Pantalla de
Alarmas
Criticas
1 Click 1 Click 1 Click 1 Click 1 Click
Pantalla de
Alarmas NO
Criticas
3 Clicks 3 Clicks 3 Clicks 3 Clicks 3 Clicks
Resumen de
Alarmas 1 Click 1 Click 1 Click 1 Click 1 Click
Diagnóstico
del sistema 1 Click 1 Click 1 Click 1 Click 1 Click
Tabla 1. Tiempos máximos de desempeño en la navegación de pantallas de alarmas.
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4.4.3 Diseños estándar de navegación.
Ante la existencia de zonas activas (“hot spots”) estas pueden ser programadas
como botones interactivos para navegar hacia una Pantalla destino. Estas zonas
proveen acceso inmediato a cualquier forma de pantallas emergentes (“pop-up”),
que a su vez, puede incluir selecciones de menú o carátulas de control apropiadas
para acciones de operador. Debido a su sistema de respuesta rápida, esta
aproximación es muy adecuada para el usuario de tiempo real o para presentar una
pantalla con nivel de detalle mayor.
Hay dos métodos principales preferidos de denotación de un punto interactivo:
El más obvio es agregar un botón a la pantalla: Este debe ser claramente
etiquetado para indicar el efecto del botón.
Encerrar el punto interactivo en la imagen: Esto puede ser usado para un mejor
efecto en una pantalla general que muestra un diagrama esquemático del sitio,
haciendo clic sobre cualquier área puede cambiar la ventana a una pantalla más
específica.
La navegación entre pantallas debe ser simple, obvia y rápida, y debe ser
normalmente organizada en una estructura lógica de árbol.
Todas las ventanas pueden tener también un botón o zona activa para reiniciar la
pantalla al despliegue de más alto nivel, a menudo llamado “Vista General”.
Si es posible, los botones de navegación deben ser agrupados juntos para facilitar
al operador usarlos sin tener que mover un mouse o TrackBall mucho espacio. Si
se espera que el usuario rutinariamente intercambie entre dos o más ventanas, es
una buena idea ubicar el botón de llamado de pantalla siguiente, en la misma área.
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4.5 ERGONOMÍA DE LAS INTERFACES HOMBRE-MÁQUINA
4.5.1 Objetivo
Definir las condiciones adecuadas de las interfaces Hombre-Máquina, para
aplicarlas en su concepción y diseño, con el fin de optimizar la eficacia, comodidad
y seguridad de las personas al utilizar dichas interfaces.
4.5.2 Recomendaciones Generales
A continuación se enumeran condiciones que se consideran necesarias en una
Interfaz Hombre-Máquina para incrementar su usabilidad, es decir para minimizar
el esfuerzo necesario para su comprensión y aprendizaje, además de incrementar
la comodidad y seguridad en su operación:
• Referente a la pantalla, los caracteres que se presenten deben estar bien
definidos y configurados de forma clara y tener una dimensión suficiente y un
espacio adecuado entre caracteres.
• Utilizar una sola fuente de letra tipo Sans Serif.
• El uso de palabras en mayúsculas, debe ser sólo en el caso de títulos de
pantalla sin subrayar.
• La imagen de la pantalla debe ser estable sin fenómenos de destello, centello u
otras formas de inestabilidad.
• Las pantallas de visualización deben tener en consideración el tamaño y
resolución de la pantalla las cuales dependerán del tipo de tarea y la distancia
de visión; debe permitir legibilidad a una distancia superior a los 40cm.
• Respecto a la imagen se recomiendan resoluciones de pantalla elevados junto
con monitores que permitan esta resolución.
• La imagen debe ser vista libre de cualquier tipo de intermitencias que
interfieran con la adecuada visualización de los usuarios.
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• La frecuencia de refrescamiento de una pantalla debe ser superior a 60Hz para
minimizar la fatiga por parpadeo.
• Los colores extremos del espectro (rojo y azul) no deben ser presentados
simultáneamente en pantalla, pues someten los ojos a esfuerzos excesivos de
acomodación y provocan efectos indeseables de profundidad.
• El uso del programa debe ser amigable, cuando un usuario deba utilizar una
aplicación el programa debe permitir la representación de conceptos en forma
visual para permitir un rápido aprendizaje.
• El programa deberá proporcionar las herramientas de interactividad necesarias
para lograr la máxima eficiencia y eficacia en el desarrollo del diálogo con el
operador.
• El usuario debe poder controlar en todo momento la relación operador-
programa, esto ayuda al operador a perder el miedo y volverse más experto.
• El usuario debe poder predecir mediante el uso del programa, las respuestas
del sistema acorde con sus conocimientos, formación y experiencia.
• El programa debe contemplar posibles fallas de usuarios y limitarlos, impedirlos
o corregirlos de forma automática si fuese posible.
• El programa debe ser práctico de utilizar y poder adaptarse a las necesidades y
conocimientos del usuario mediante modificaciones simples.
• El programa debe facilitar el aprendizaje mediante herramientas de ayuda,
documentación adecuada y estímulos al usuario. Cada pantalla debe tener un
objetivo bien definido y debe tener el contenido necesario para cumplir con el
mismo.
• Se debe colocar un título de pantalla único e inmediatamente visible al usuario
centrado en la parte superior de la pantalla, con el fin de poder identificar a qué
sistema corresponde.
• La barra de navegación siempre debe estar visible y disponible para acceder a
las otras pantallas.
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• Todas las pantallas deben mostrar siempre las últimas alarmas presentes,
éstas deben ubicarse en los márgenes inferior o superior de la misma con un
máximo de tres líneas visibles y sobre éstas no debe aparecer ninguna pantalla
emergente.
• Se debe evitar el uso de planos eléctricos o civiles como parte del diseño de las
pantallas.
• Organizar el contenido para que no sea demasiado denso, las pantallas deben
tener desde un 25 hasta un 40 por ciento de espacio libre.
• Organizar elementos en el orden que deben ser usados (ej. De arriba abajo y
de izquierda a derecha) con los elementos más frecuentemente usados
mostrados con mayor resalte.
• Facilitar el trabajo de comparación de elementos relacionados colocándolos
cercanos entre sí, como en el caso de indicadores de temperatura.
• Evitar pantallas emergentes de equipo secundario si el estado actual del mismo
es satisfactorio.
• Crear las pantallas tomando en cuenta las relaciones físicas conocidas por el
usuario tales como las distribuciones de equipos existentes en la planta y/o
tamaños relativos.
• En lo posible mantener consistencia entre el diseño de las pantallas y los
controles existentes.
• Agrupar datos según su relación funcional o bien de acuerdo a su importancia o
frecuencia de uso.
• Etiquetar los nombres de los objetos visualizados de manera tal que la
información pueda ser deducida fácilmente de la pantalla.
• Las etiquetas deben ser únicas, cortas y distintivas.
• Ubicar etiquetas de datos preferiblemente a la izquierda o alternativamente en
la parte superior de los mismos.
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• Para separar sistemas preferiblemente utilizar el agrupamiento de los objetos
relacionados y la separación espacial con otros, sin usar bordes sólidos que
recarguen la pantalla
• Realizar diseños simples con orden lógico, bien etiquetados.
• No mostrar datos sin importancia.
• Las indicaciones cuantitativas representarlas de forma gráfica (temperaturas,
niveles).
• Utilizar unidades estandarizadas del SI.
• Utilizar como máximo tres tamaños de letra con uso coherente en toda la
aplicación.
• Estados binarios representarlos de forma gráfica.
• Alinear los objetos en líneas imaginarias.
• Notificar siempre los resultados de una forma clara.
• Utilizar una paleta reducida de colores y de una forma práctica, no artística,
evitar usar colores del código de objetos dinámicos en representaciones
estáticas, para evitar distraer la atención hacia elementos menos importantes.
• Utilizar los colores como un complemento informativo de etiquetas y/o
posiciones.
• Debe haber consistencia en la organización de todas las pantallas.
• En pantallas informativas se puede utilizar fotografías sólo si es absolutamente
necesario, y éstas deben ser de alta calidad.
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5. BIBLIOGRAFIA
IEC 60073 – 2002 “Principios básicos y de seguridad para la interfaz hombre-máquina, el
marcado y la identificación. Principios de codificación para los indicadores y los actuadores.”
IEC 61310 – 1 – 2007 Seguridad de las máquinas − Indicación, marcado y maniobra − Parte
1: Especificaciones para las señales visuales, audibles y táctiles.
Seguridad de las máquinas − Indicación, marcado y maniobra −Parte 1: Especificaciones
para las señales visuales, audibles y táctiles.
IEC 60204 – 1 – 2005 Seguridad de las máquinas Equipo eléctrico de las máquinas Parte 1:
Requisitos Generales.
ISA – TR77.60.04 – 2008 “Fossil Fuel Power Plant Human-Machine Interface – Electronic
Screen Displays.
ISA – 101 – Human Machine Interfaces for Process Automation Systems.
ISO/IEC 25000:2005 – Software Engineering -- Software product Quality Requirements and
Evaluation (SQuaRE).
Sistemas Scada, 2da. Edición, Aquilino Rodriguez Penin.
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6. GLOSARIO
Click : del inglés que se refiere en español a clic el cual hace referencia al sonido de la
pulsación de un botón del ratón o mouse.
Ergonomía : ciencia que produce e integra el conocimiento de las ciencias humanas para
adaptar los trabajos, sistemas, productos, ambientes, a las habilidades mentales y físicas;
así como a las limitaciones de las personas.
HMI: proveniente del inglés Human Machine Interface cuyo significado en español es
interface hombre máquina.
Hot Spots : zonas o puntos de acceso también llamadas zonas calientes en diferentes
aplicaciones de software.
Minimalista : que sigue la tendencia de utilizar elementos mínimos y básicos, como colores
puros, formas geométricas simples, lenguaje sencillo, etc.
Operatividad : Capacidad para realizar una función.
Pop-up : desplegar un objeto o texto de forma repentina y espontánea en aplicaciones de
software.
RGB: del inglés Red, Green, Blue; "rojo, verde, azul" de un color hace referencia a la
composición del color en términos de la intensidad de los colores primarios con que se
forma: el rojo, el verde y el azul.
SCADA : Proviene de las siglas "Supervisory Control And Data Acquisiton" (Control
Supervisorio y Adquisición de Datos), sistema basado en computadores que permite
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supervisar y controlar variables de proceso a distancia, proporcionando comunicación con
los dispositivos de campo.
Usabilidad : facilidad con que las personas pueden utilizar una herramienta particular o
cualquier otro objeto fabricado por humanos con el fin de alcanzar un objetivo concreto.
ActiveX : bloques de figuras que por sí mismo poseen atributos para ser modificados.
Sistema embebido : Sistema de computación diseñado para realizar una o algunas pocas
funciones dedicadas, frecuentemente en un sistema de computación, con sistemas
operativos utilizados en la actualidad como lo son Windows CE, QNX y VxWorks de
WindRiver.
SI: abreviatura para identificar el Sistema Internacional de Medidas.
7. CONTROL DE CAMBIOS
Apartado Descripción del cambio
4.1.2 Cambio de color verde de figura 2. y figura 4. a
color verde claro (color RGB 0,255,0).
4.2.3.5 Cambio de color en ítem de condición de disparo
de la tabla 5.
NO APLICA
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8. CONTROL DE ELABORACION Y APROBACION
Comités Nombres de los integrantes Fecha
Elaborador Ing. Bernal Jimenez Ugalde 01 Agosto 2011
Elaborador Ing. Danny Quiros Hernandez 01 Agost o 2011
Elaborador Ing. Sergio Morales Quiros 01 Agosto 2011
Elaborador Sr. Roger Ramirez González 01 Agosto 2011
Elaborador Ing. Marcos Rivera Barquero 01 Agosto 2011
Elaborador Ing. Alejandro Zuñiga Luna 01 Agosto 2011
Aprobador Ing. Arturo Ordoñez Ruiz 01 Setiembre 2011
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