TABLA DE CONTENIDOTabla 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

Documento Normativo Propiedad del ICE, prohibida su 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:

3

Implementación de interfaces hombre-máquina para centrales de

generación eléctrica

Página:

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Rige a partir de:

02/10/2014

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 centrales

de generación eléctrica

Versión: 3 Código:

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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 MS Windows, los




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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 solo 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.




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Los objetos en pantalla deberán dar información por si mismos preferiblemente de forma

redundante, de manera que facilite la intuición del operador.

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.


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




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evento. Se debe indicar en texto el estado del dispositivo para evitar confusiones con el

color.

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”.




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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.

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




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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 Codificación Visual Estado

Cerrado Verde + texto (Cerrado) Inactivo

Abierto Rojo + texto (Abierto) Activo

En Falla

Intermitencia media entre

amarillo y gris (aprox. 2Hz)1 +

Texto (Falla)

En Alarma

Abriendo

Intermitencia lenta entre rojo y

gris (aprox. 1Hz) + Texto

(Abriendo)

Activando

Cerrando

Intermitencia lenta entre verde

y gris (aprox. 1 Hz) + Texto

(Cerrando)

Desactivando

Deshabilitado Gris 50% Inhabilitado

Tabla 2. Colores según estado de válvulas y moto-válvulas.




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4.2.3.3 Motores


Apagado Verde + texto (Apagado) Inactivo

Encendido Rojo + texto (Encendido) Activo

En Falla


amarillo y gris (aprox. 2Hz) +

Texto (Alarma)

En Alarma

Deshabilitado Gris 50% Inhabilitado




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Tabla 3. Colores según estado de los motores.

4.2.3.4 Interruptores

Tabla 4. Colores según estado de los interruptores.


Abierto Verde + Texto (Abierto) Inactivo

Cerrado Rojo + Texto (Cerrado) Activo

En Falla


amarilla y gris (aprox. 2Hz) +

Texto (Alarma)

En Alarma




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4.2.3.5 Generador


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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Se define la siguiente codificación de estados para cada uno de los anteriores elementos:

Activo: 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.

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

color verde.

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.

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.




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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.

4.2.3.6 INDICADORES DE CONDICION

Cuando sea requerido utilizar indicadores para distinguir un estado debe regirse por la

siguiente tabla.

Símbolo Condición Codificación Visual Significado

No Presente Blanco

La variable a ser

representada es

falsa (0)

Presente Verde

La variable a ser

representada es

verdadera (1)

Falla de

comunicación Sombreado Oblicuo

Perdida de

comunicación

con equipo

fuente




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Tabla 6. Colores para indicadores de condición.

A continuación se presentan algunos ejemplos donde pueden ser utilizados dichos

indicadores:

Verdadero

Falso

Figura 5. Ejemplo de correcta simbología para indicadores de estado.

En caso de utilizar cuadros con textos demarcados que indiquen un estado activo este

debe ser representado tal y como se indica en la siguiente figura.

Presente No Presente

Presente No Presente

Figura 6. Ejemplo de correcta simbología para indicadores de estado con texto demarcado.




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4.2.3.7 Visualización de Disparos, Alarmas y eventos.

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 gris

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 7. 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 8. Ejemplo de representación de variables analógicas.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 Pantallas

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.


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 este nivel no deben ser utilizadas para funciones de

control, por lo cual no deben contar con mandos.




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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 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.




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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.

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.




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A continuación se describe las pantallas de este nivel que se consideran esenciales en



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.

4.3.3.2.2 Pantallas de Control de Sistemas Auxiliares

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




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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



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




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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 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



4.3.3.4.1 Pantallas de enclavamientos y o permisivos

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.


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).

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.




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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.


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 Rodríguez 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

http://es.wikipedia.org/wiki/Color

http://es.wikipedia.org/wiki/Colores_primarios




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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.

4.2.3.6

La tabla 6 se reubica posterior a la explicación

correspondiente de las tablas anteriores (1,2,3,4,5)

además se adicionan ejemplos con el fin de aclarar

dicho apartado.




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8. CONTROL DE ELABORACION Y APROBACION

Comités Nombres de los integrantes Fecha

Elaborador Ing. Bernal Jiménez Ugalde 02-10-2014

Elaborador Ing. Danny Quirós Hernández 02-10-2014

Elaborador Ing. Sergio Morales Quirós 02-10-2014

Elaborador Sr. Roger Ramírez González 02-10-2014

Elaborador Ing. Marcos Rivera Barquero 02-10-2014

Elaborador Ing. Alejandro Zúñiga Luna 02-10-2014

Aprobador Ing. Evaristo Rodríguez 02-10-2014

Documents

TABLA DE CONTENIDOTabla 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