HMI de alto desempeño bajo norma ISA

HMI DE ALTO DESEMPEÑO BAJO NORMA ISA

AGENDA • • •

•

Breve historia y evolución de las HMI Industrial Gráficos diseñados de manera Ineficaz Criterios de diseño de HMI y Mejores prácticas según norma ISA 101 Referencias y material bibliográfico

2.015 B&D Proyectos S.A.S Somos Integradores en Automatizaciรณn y Sistemas SCADA Para Andina y Caribe

d.diaz@bdproyectos.com www.bdproyectos.com +57 314 4290371

2.012 B&D Proyectos C.A.

Salas de Control pre-DCS

1940-1970

Salas de Control DCS

1980-2010

Salas de Control Modernas

2010-Actual y Futuro

GrĂĄficos diseĂąados de manera Ineficaz

GrĂĄficos diseĂąados de manera Ineficaz

Gráficos diseñados de manera Ineficaz × × ×

×

× × × ×

× ×

Principalmente una representación esquemática.

No se incluyen balance volumétrico o de masa Se muestran muchos números dispersos en el despliegue y muy pocas tendencias.

Bombas/compresores giratorios, transportadores móviles, llamas animadas y elementos de distracción similares.

Recipientes tridimensionales de colores brillantes.

Representaciones de equipamiento altamente detalladas.

Muchas líneas cruzadas y dirección de flujo inconsistente.

Código de color inconsistente y mal uso de colores relacionados con alarmas.

Navegación limitada y al azar.

Una falta de jerarquía de visualización

La gravedad de un diseño ineficaz

El Informe de la explosión en la Refinería de Texas en 2005, Indicó que: “The Control board display did not provide adequate information on the imbalance of flows in and out of the tower to alert the operators to the dangerously high level” 15 trabajadores murieron y otros 180 resultaron heridos en el más trágico accidente industrial de la historia reciente de los Estados Unidos. La explosión provocó daños por una suma aproximada de US$ 1.500 millones de dólares

El diseĂąo de los HMI juega un rol critico para que el operador desarrolle la habilidad para manejar efectivamente la respuesta a situaciones anormales

Resistencia al Cambio “¡Genial! Ahora podemos rehacer nuestra HMI y agregar tendencias de rango automático integradas y elementos condicionales de varios estados! "

"¿Tiene una utilidad de migración para convertir mi gráficos existentes para que sigan funcionando sin cambios en el nuevo sistema?"

Criterios de diseño Dato No es igual a Información. Las personas son capaces de reconocer patrones gráficos

Criterios de diseĂąo La informaciĂłn se muestra de manera significativa, procesable y contextualizada, en lugar de "datos brutos"

Criterios de diseĂąo La informaciĂłn se muestra de manera significativa, procesable y contextualizada, en lugar de "datos brutos"

Criterios de diseño Dato No es igual a Información. Las personas son capaces de reconocer patrones gráficos

HMI Tradicional

HMI Optimizada

Criterios de diseño Se utiliza un conjunto limitado colores para reducir la carga cognitiva

Diseño Tradicional Equivocado

Diseño HPHMI Mucho Mejor

Uso Excesivo de Color

Apagado

Encendido *Se utilizan los colores brillantes EXCLUSIVAMENTE para condiciones anormales

Uso Prudente de Color

Criterios de diseño Representación apropiada de alarmas

Prioridad 4 Diagnóstico

Prioridad 3

Prioridad 2

Prioridad 1

Los valores en alarma se representan con un indicador de prioridad de alarma codificado de forma redundante.    

Prioridad 1: Crítica: Máximo tiempo de respuesta 5 minutos Prioridad 2. Alta: Máximo tiempo de respuesta 30 minutos Prioridad 3. Media: Máximo tiempo de respuesta 60 minutos Prioridad 4. Baja: Máximo tiempo de respuesta hasta 120 minutos

Criterios de diseño Navegación y Jerarquía de Pantallas  Nivel 1 Descripción del área de proceso.

Todo el rango de control del operador.

"De un solo vistazo" Dashboard  Nivel 2 Unidad de Control del Proceso.

Sub unidad contralada por el operador.  Nivel 3 Unidad Detallada del Proceso.

Grupos de Equipos más Pequeños, detalles Tendencias, Valores, Alarmas, Estado de Equipos.  Nivel 4 Unidad de proceso de soporte y Pantallas de diagnóstic. Detalles, Interlocks, ESDs, Procesos, Documentación, Ayuda.

La jerarquía adecuada minimiza el número de pantallas físicas y permite una navegación adecuada

Ciclo de vida de los HMI - MetodologĂ­a

Beneficios de Implementar HPHMI Indicador

Con HMI Tradicional

Con HMI de Alto desempeño

Mejora

Detectar situaciones anormales antes de que ocurra una alarma

10% de las veces

48% de las veces

Incremento de 5X

Tasa de éxito en el manejo Situación anormal

70%

96%

37% sobre el caso base

Tiempo para completar Situación anormal

18.1 min

10.6 min

41% Reducción

$ 800,000USD por año de ahorro anticipado en 1 planta de etileno

Study by Nova Chemicals and ASM® Consortium

Casos de Implementaciรณn en Colombia

Centro de Operaciones XM Medellin

Conclusiones

Norma ANSI/ISA-101.01 fue publicada en 2015: “Human Machine Interfaces for Process Automation Systems”.

Está comprobado que implementar HPHMI permite: Buscar datos críticos de proceso 40% más rápido - Lograr un troubleshoting 40% más rápido -Ocupar al menos el 80% menos del tiempo en navegación

Se recomienda llevar a cabo Proyectos de Migración y Rediseño de los HMI en las Salas de Control como parte de la solución al problema de la detección de Situaciones Anormales en un horizonte de 10 años

Material de Referencia

www.bdproyectos.com

Material de Referencia • •

• •

•

ANSI/ISA-101.01 - 2015, Human Machine Interfaces for Process Automation Systems ANSI/ISA-18.2-2009 Management of Alarm Systems for the Process Industry The High Performance HMI Handbook by Bill Hollifield , Dana Oliver, Ian Nimmo, Eddie Habibi PAS 2008 The Alarm Management Handbook: A Comprehensive Guide by Bill Hollifield and Eddie Habibi, 2006 Effective Console Operator HMI Design: Second Edition Revised (ASM Consortium Guidelines) 2nd Edition, by ASM Consortium https://colorusage.arc.nasa.gov/display_accuracy.php

*Todas las imágenes están sujetas a derecho de Autor

Muchas Gracias por su Atenciรณn