Cómo construir un mejor sistema agrícola con HMI

Rob Spiegel | 19 de mayo de 2023

La tecnología agrícola ha avanzado mucho en los últimos años. Los grandes proyectos de automatización están haciendo que la agricultura sea más productiva y más predecible. Los sistemas emergentes que incluyen robótica y monitoreo remoto están eliminando una buena parte de las conjeturas al plantar, cultivar y cosechar cultivos.

La pandemia ha aumentado la necesidad y el desarrollo del acceso remoto. Esto resultó ser una gran ventaja durante la pandemia, cuando las restricciones de viaje dificultaron que los ingenieros visitaran los sitios de construcción o las plantas.

Las interfaces hombre/máquina (HMI) han jugado un papel importante en la automatización de la agricultura. Hablamos con Dominique Burkard, gerente de diseño industrial y UX en EAO, para obtener detalles sobre cómo la nueva tecnología HMI está llevando la agricultura hacia el futuro.

Design News: HMI parece haber tenido un papel particularmente importante en la agricultura inteligente.

Dominique Burkard: Los HMI se utilizan en la agricultura automatizada para monitorear y controlar equipos y hacer que la agricultura sea más eficiente y productiva. El usuario está en el centro de la operación de vehículos y máquinas agrícolas. Los sistemas de control complejos en el sector agrícola están diseñados para una amplia variedad de aplicaciones. Los requisitos sobre las propiedades de los HMI son correspondientemente altos y versátiles:

Bosquejo del concepto aproximado para la cabina agrícola.

DN: ¿HMI está ayudando a los ingenieros a monitorear las operaciones de forma remota? ¿Fue este un resultado de la necesidad durante la pandemia, o la tecnología ya se estaba moviendo lógicamente en esa dirección?

Dominique Burkard: Sin duda, la digitalización ha jugado un papel importante para ayudar a los ingenieros a monitorear y operar operaciones de forma remota utilizando HMI. Desde mi punto de vista, creo que la pandemia ha aumentado la necesidad y el desarrollo del acceso remoto. Esto resultó ser una gran ventaja durante la pandemia, cuando las restricciones de viaje dificultaron que los ingenieros visitaran los sitios de construcción o las plantas. Sin embargo, la tecnología se ha movido en esta dirección antes a medida que las capacidades de acceso remoto se vuelven más populares en la industria. Los sistemas HMI ahora brindan datos en tiempo real a los operadores remotos, lo que les permite monitorear los sistemas de mantenimiento preventivo y controlar el equipo desde una ubicación remota.

Informe de control.

DN: Explique cómo HMI puede contribuir a la seguridad funcional de las operaciones industriales.

Dominique Burkard: La seguridad funcional reduce los riesgos inaceptables causados ​​por errores aleatorios del sistema electrónico a un nivel aceptable. Los riesgos de que aquí se trata son aquellos que pueden causar lesiones a las personas, es decir, no daños a la propiedad. La seguridad funcional significa aplicar y observar ciertos estándares para garantizar que se monitorea el correcto funcionamiento de las funciones de seguridad. En caso de error, el sistema responderá y cambiará la aplicación a un estado seguro deteniéndola o alertando al usuario.

Los mecanismos tradicionales están siendo reemplazados cada vez más por dispositivos electrónicos inteligentes, y las soluciones inteligentes incluso están reemplazando actuadores e indicadores mecánicos en vehículos pesados ​​y especiales. Los sistemas de bus CAN (Controller Area Network) pueden conectar a más de cien participantes del bus entre sí: los datos y la información se envían a través de cables compartidos, lo que reduce la cantidad de arneses de cableado, así como el peso asociado y el costo posterior. Al mismo tiempo, estos buses de datos también amplían las capacidades técnicas de los vehículos en beneficio de sus usuarios y operadores.

El inconveniente es que la creciente complejidad de estos componentes electrónicos puede provocar nuevos tipos de mal funcionamiento. Todo lo que se necesita para distorsionar la información deseada es que un bit cambie de 0 a 1 durante la transferencia de datos digitales, posiblemente cambiando la aplicación a un estado no deseado, con consecuencias potencialmente devastadoras cuando los componentes de seguridad se ven afectados. Aquí es donde entra la seguridad funcional. No solo las aplicaciones altamente complejas pueden beneficiarse de esto, sino también las simples o aparentemente no críticas, como los abridores de ventanas o los interruptores de luz.

Seguridad funcional.

Serie 09 Rugged CAN Keypads para aplicaciones con seguridad funcional. Los Rugged CAN Keypads cuentan con alta confiabilidad y están diseñados para seguridad funcional de acuerdo con los estándares EN ISO 13849 PL d e ISO 26262 ASIL B. Estas robustas unidades de control con iluminación flexible son ideales para su uso en aplicaciones de vehículos pesados ​​y especiales.

DN: ¿Cuáles son algunos de los diseños personalizados que está viendo para adaptarse a aplicaciones específicas?

Dominique Burkard: Los diseños personalizados o la configuración de aplicaciones HMI son cada vez más una necesidad principal. Los usuarios pueden personalizar los sistemas HMI para aplicaciones específicas para hacerlos más eficientes y fáciles de usar. Por ejemplo, un sistema HMI puede diseñarse para controlar y monitorear una máquina específica, con la interfaz diseñada para mostrar datos relevantes para esa máquina. Las interfaces HMI personalizadas también se pueden usar para integrar varias máquinas, lo que permite a los operadores monitorearlas y controlarlas desde una sola interfaz. Las HMI hápticas inteligentes ayudan a los usuarios en su trabajo y brindan retroalimentación táctil y visual y, por lo tanto, pueden servir como guía de proceso e indicación de estado.

Aquí hay un ejemplo de una HMI inteligente con funcionalidades como los teclados EAO de la serie 09. Estas HMI se pueden programar libremente a través de las interfaces CANopen/J1939 apropiadas. Así es como una HMI personalizada se puede utilizar de diferentes maneras:

Ejemplo de HMI diseñado a la medida.

Otro ejemplo de una HMI diseñada a medida.

DN: ¿Hacia dónde ve que se dirige la tecnología HMI en el futuro?

Dominique Burkard: En el futuro, la tecnología HMI también seguirá evolucionando debido al avance de la digitalización, con datos en tiempo real, redes y realidad aumentada desempeñando un papel más importante. Las interfaces HMI serán más fáciles de usar en términos de personalización situacional, con funciones como reconocimiento de voz y gestos naturales, o la combinación de múltiples opciones de entrada donde las manos y los ojos se vuelven más frecuentes. La integración de inteligencia artificial HMI permitirá a los operadores tomar decisiones más informadas basadas en análisis de datos. Además, la tecnología HMI jugará un papel importante en el desarrollo de sistemas inteligentes en los que las funciones y los procesos estén cada vez más interconectados, lo que permitirá una mayor automatización y control de la interacción.

Con respecto a la cuestión de si todavía habrá interruptores hápticos en el futuro, asumo una mezcla que consiste en una operación táctil inteligente y elementos hápticos (especialmente para funciones relevantes para la seguridad). Desde mi punto de vista y experiencia, todavía no hay mejor respuesta táctil y audible que presionar y sentir un botón.

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