Bloco 1 · Conceitos

O que é HMI

HMI (Human-Machine Interface): interface gráfica entre operador e máquina/processo.

Funções:

• Visualização: estados, valores, alarmes.
• Comando: botões, sliders, comutadores virtuais.
• Configuração: parâmetros, receitas.
• Diagnóstico: histórico, gráficos, logs.

Substitui (e complementa) painéis físicos de botoeiras + lâmpadas.

Hierarquia HMI

• HMI local (touch panel na máquina): operador no terreno.
• HMI supervisor (sala de controlo): visão global de várias máquinas.
• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): visualização e controlo de instalação completa.
• MES (Manufacturing Execution System): integração com gestão de produção.

Bloco 2 · Touch panels

Tipos

Básico (Basic Panel):

• 4-15", monocromo ou cor.
• Funções essenciais.
• PMEs, máquinas standard.
• Ex: Siemens KTP400/700/1200 Basic.

Comfort Panel:

• 7-22", touch capacitivo.
• Mais ecrãs, mais variáveis, mais conectividade.
• Indústria média-pesada.
• Ex: Siemens TP/KP Comfort.

Industrial PC com software HMI:

• PC robusto + software (WinCC, Citect).
• Custom, alta flexibilidade.
• Sala de controlo.

Marcas

Siemens: KTP, TP, IPC.
Schneider Electric: HMI ST, HMI GTU.
Allen-Bradley: PanelView Plus.
Pro-face: GP-Pro EX.
Wonderware (Aveva): InTouch.

Comunicação

HMI PLC via:

• Profinet (Siemens, predominante na Europa).
• EtherNet/IP (Allen-Bradley).
• Modbus TCP (universal).
• OPC UA (moderno, agnóstico).

Cabo Ethernet standard ou via switch industrial.

Bloco 3 · SCADA

SCADA — Supervisory Control and Data Acquisition

Software num PC industrial ou servidor:

• Visualiza múltiplos PLCs/máquinas.
• Centraliza dados.
• Histórico (trends, alarmes).
• Receitas centralizadas.
• Reports automáticos.
• Acesso remoto (web, mobile).

Padrão em fábricas médias-grandes.

Softwares SCADA

• Siemens WinCC: amplo, integra TIA Portal.
• Wonderware InTouch (Aveva): standard mundial.
• Schneider Citect (Aveva): forte em água, mineração.
• Rockwell FactoryTalk View: Allen-Bradley.
• Inductive Automation Ignition: moderno, multiplataforma.
• Open Source: ScadaBR, Rapid SCADA.

Arquitectura típica

Sala de controlo
   PCs servidores SCADA
      │
      │ Ethernet
      ▼
   Switches industriais
      │
      │ Profinet/EtherNet IP
      ▼
   PLCs em chão de fábrica
      │
      │ I/O remotos, sensores, actuadores
      ▼
   Máquinas

Bloco 4 · Design

Princípios

Clareza:

• Informação essencial visível.
• Não sobrecarregar ecrã.
• Hierarquia visual clara.

Consistência:

• Cores standard (verde=OK, amarelo=aviso, vermelho=alarme).
• Posições standard (botões à direita, valores ao centro).
• Vocabulário consistente.

Ergonomia:

• Botões grandes (premíveis com luvas).
• Cores não confundíveis.
• Fonte legível à distância.

Cores standard (ISA-101)

Cor de fundo recomendada: cinza claro (não branco — cansa olhos, não preto — perde contraste).

Layout típico de HMI

┌─────────────────────────────────────────┐
│ HEADER: Logo, status, hora, utilizador  │
├─────────────────────────────────────────┤
│                                         │
│   ÁREA PRINCIPAL                        │
│   - Visualização da máquina             │
│   - Valores essenciais                  │
│   - Botões de operação                  │
│                                         │
├─────────────────────────────────────────┤
│ NAVEGAÇÃO: ecrãs disponíveis            │
├─────────────────────────────────────────┤
│ FOOTER: alarmes activos, idioma         │
└─────────────────────────────────────────┘

Erros comuns

• Cluttered (muita informação num só ecrã).
• Cores inconsistentes.
• Botões pequenos (impremíveis com luvas).
• Texto pequeno.
• Cores garrida que cansam olhos.
• Sem hierarquia (tudo igual visualmente).
• Linguagem técnica demais para operador.

Bloco 5 · WinCC

Siemens WinCC

Software de HMI integrado no TIA Portal:

• Basic: para Basic Panels (KTP).
• Comfort: para Comfort Panels.
• Advanced: para PC.
• Professional: SCADA empresarial.

Mesmo projecto TIA Portal contém PLC + HMI → integração natural.

Workflow no WinCC

1. Adicionar HMI ao projecto TIA Portal.
2. Configurar conexão com PLC (Profinet).
3. Criar Tags (variáveis a partilhar com PLC).
4. Desenhar ecrãs:
   • Arrastar objectos (lâmpadas, valores, botões).
   • Associar a tags.
5. Animar objectos (mudar cor conforme estado).
6. Definir alarmes com gravidade.
7. Configurar histórico (trends).
8. Compilar e descarregar.

Objectos típicos

• I/O Field: input/output de valores.
• Button: comando.
• Symbol library: bombas, motores, válvulas, tubagens.
• Trends: gráficos em tempo real.
• Bar graph: indicador de barra.
• Gauge: mostrador analógico.
• Alarm view: lista de alarmes.
• Recipes: parâmetros de receitas.

Bloco 6 · Manutenção

Plano

Mensal:

• Limpeza do ecrã touch.
• Verificar conectores Ethernet.
• Limpeza dos arquivos de log (alarmes antigos).

Trimestral:

• Backup do projecto HMI.
• Verificar tempo de resposta dos ecrãs.

Anual:

• Substituir bateria do relógio interno (se aplicável).
• Calibração do touch (se desviado).
• Actualizar firmware (com cuidado).
• Re-validar funcionalidades críticas.

Avarias comuns

Backup

Crítico: backup do projecto HMI tão importante como do PLC.

Conteúdo:

• Projecto TIA Portal completo (PLC + HMI).
• Imagens, animações, símbolos customizados.
• Configuração de utilizadores e passwords.
• Receitas e parâmetros.

Frequência: após cada alteração.