HMI y SCADA — mapeo de tags y pantallas esenciales

 

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1. HMI vs SCADA, sin enredo

• HMI (Human Machine Interface)

  • Pantalla local en máquina o tablero.

  • Normalmente 1 PLC ↔ 1 HMI (o pocas).

  • Enfoque: operación de una máquina o skid.

• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

  • Corre en PC/servidor, en red.

  • Habla con muchos PLC, RTU, medidores, etc.

  • Enfoque: supervisar toda la planta, históricos, reportes, múltiples operadores.

Piensa:

• HMI = “panel de la máquina”.

• SCADA = “sala de control de la planta”.

En ambos casos, el lenguaje común son los tags.

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2. ¿Qué es un tag y de dónde sale?

Un tag es el “nombre lógico” de una señal o variable:

• Puede venir de:

  • Una entrada física (AI/DI) del PLC.

  • Una salida física (AO/DO).

  • Un bit interno, un resultado de PID, un contador, etc.

Toda la trazabilidad ideal es:

Campo → P&ID → Lista de Instrumentos / I/O → Dirección PLC → Tag de PLC → Tag de HMI/SCADA

Ejemplo completo:

• En campo: transmisor de nivel LT-101 (4–20 mA).

• En I/O list:

  • LT-101 – AI – 4–20 mA – Rack1 Slot3 Canal0.

• En PLC:

  • Tag LT_101_PV (REAL, 0–100 %).

• En HMI/SCADA:

  • Tag visual LT_101_PV vinculado a un indicador de nivel gráfico.

Clave: el nombre no tiene que ser idéntico, pero mientras más se parezcan, más fácil seguir la señal.

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3. Flujo práctico de mapeo de tags (paso a paso)

Paso 1 – Tener un I/O List claro

Por cada instrumento / actuador:

• Tag de ingeniería: P-101, LT-201, LV-201, etc.

• Tipo de señal: DI, DO, AI, AO.

• Dirección física: tarjeta y canal.

• Rango: 0–10 bar, 0–100 %, 0–5000 L/h, etc.

Paso 2 – Definir tags en el PLC

En el programa:

• Crear tags con nombre legible y asociado a la dirección física.

• Buena práctica: conservar el tag de campo como raíz.

Ejemplos:

• Entrada analógica de nivel: LT_201_PV

• Setpoint de nivel: LT_201_SP

• Salida PID a válvula: LV_201_OUT

• Comando on/off a bomba: P_201_CMD

• Estado de bomba: P_201_RUNFB (feedback de marcha)

• Falla de bomba: P_201_ALM

Paso 3 – Crear tags en HMI/SCADA

En el software HMI/SCADA:

• Crear una base de datos de tags que apunten al PLC.

• Cada tag del HMI se asocia con:

  • El tag del PLC (si es “tag-based”)

  • O la dirección física (si es sistema por direcciones, más antiguo).

Ejemplo en HMI:

El HMI/SCADA no “crea magia”: solo muestra/manda datos a esos tags.

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4. Pantallas esenciales en HMI/SCADA

Para una máquina, skid o planta pequeña, hay un conjunto de pantallas que casi siempre vale la pena estandarizar.

4.1. Pantalla de vista general (Overview / Mimic)

Objetivo: que el operador entienda en segundos qué está pasando.

Elementos típicos:

• Plano esquemático del proceso:

  • Tanques, bombas, válvulas, líneas.

• Colores y símbolos claros:

  • Verde = en marcha / OK

  • Amarillo = atención / manual

  • Rojo = fallo

• Valores numéricos clave:

  • Niveles, caudales, presiones, temperaturas principales.

• Indicadores de estado de equipos:

  • P-101 ON/OFF/Falla

  • LV-101 abierto/cerrado/% apertura

Para SCADA:

• Vista general de toda la planta, con accesos a pantallas de detalle.

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4.2. Pantallas de detalle de equipo (motor, bomba, válvula)

Son “faceplates” o módulos estándar.

Para un motor/bomba típico:

• Estado: Paro / Marcha / Falla / Interlock.

• Mandos:

  • Botones: Start, Stop, Reset.

  • Selección Auto / Manual.

• Señales asociadas:

  • Feedback de contactor.

  • Térmico, sobrecarga, baja succión, etc.

• Alarmas específicas.

• Tal vez un contador de horas y arranques.

Para una válvula de control:

• PV asociada (presión, nivel, caudal).

• SP (setpoint).

• Posición % de válvula.

• Modo: Auto / Manual / Local.

• Estado: Falla, fallo de posicionador, etc.

Estos módulos deben basarse en tags estándar:

• Ejemplo para bomba P-101:

  • P_101_CMD, P_101_RUNFB, P_101_FLT, P_101_MODE, etc.

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4.3. Pantalla de alarmas

Indispensable en cualquier HMI/SCADA serio.

Funciones mínimas:

• Lista de alarmas activas:

  • Hora, tag, descripción, prioridad, estado (activa / reconocida).

• Historial de alarmas:

  • Apoyado en SCADA para análisis.

• Botones de “Reconocer” (Ack) por grupo o individuales.

Recomendaciones:

• Cada alarma debe corresponderse con un tag claro en el PLC y estar documentada.

• No saturar al operador con alarmas “chatarra”; agrupar y priorizar.

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4.4. Pantallas de tendencias (trends)

Muy útiles para análisis y diagnóstico:

• Tendencias en tiempo real (últimas horas) de:

  • Niveles

  • Temperaturas

  • Presiones

  • Variables de PID (PV, SP, OUT)

En SCADA:

• Módulo de históricos que permita:

  • Filtrar por fecha.

  • Exportar datos.

  • Superponer varias variables.

Buen hábito:

• Para cada lazo PID importante, tener una tendencia típica de “PV, SP, OUT”.

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4.5. Pantalla de setpoints y ajustes

Separar la operación normal de los ajustes de ingeniería:

• Cambios de SP normales pueden estar en la pantalla de detalle.

• Parámetros sensibles (límites de alarmas, tiempos de temporizadores, parámetros PID) mejor tenerlos en una pantalla protegida por contraseña.

Contenido típico:

• Setpoints de proceso (si se ajustan con poca frecuencia).

• Límites de alarmas alta/baja.

• Parámetros de modo de operación (horarios, strategie de arranque).

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4.6. Pantalla de diagnóstico / comunicación

Muy útil para mantenimiento:

• Estado de comunicación con PLC y dispositivos remotos:

  • Conectado/Desconectado.

  • Calidad.

• Bits de fallo de módulos IO, variadores, remotas.

• Indicadores de salud de servidor SCADA (si aplica).

Estas pantallas evitan “perder tiempo” pensando que es problema de proceso cuando es de red o hardware.

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5. Buenas prácticas de mapeo y diseño de tags

1. Consistencia de nombres

   • El tag en HMI debería poder relacionarse directo con el tag de PLC y con el tag de instrumentación.

   • Ejemplos consistentes: LT-101 ↔ LT_101_PV ↔ Tag HMI LT_101_PV.

2. Prefijos y sufijos claros

   • _PV = Valor de proceso.

   • _SP = Setpoint.

   • _OUT = salida de mando (PID).

   • _CMD = comando digital.

   • _FB = feedback.

   • _ALM = alarma.

3. Agrupar tags por área / equipo

   • Ejemplo:

     • TK201_LT_PV, TK201_LIC_OUT, P201_CMD, P201_FB, etc.

   • Esto ayuda a filtrar en HMI/SCADA e identificar todo lo relacionado a un equipo.

4. Comentarios y descripciones

   • En PLC: añadir descripción a cada tag.

   • En HMI/SCADA: descripciones amigables para operador (no solo el código).

5. Reusar plantillas (faceplates)

   • Diseñar un “faceplate de bomba estándar” y solo alimentarlo con tags de cada bomba.

   • Lo mismo para válvulas de control, medidores de caudal, etc.

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6. Resumen operativo

• HMI y SCADA trabajan sobre tags que vienen del PLC, que a su vez representan señales de campo.

• La calidad de tus pantallas depende de qué tan bien estén:

  • Definidos los tags,

  • Estructurado el I/O list,

  • Documentados los lazos de control en P&ID.

Pantallas esenciales:

1. Visión general del proceso.

2. Detalle por equipo / lazo.

3. Alarmas (actuales + histórico).

4. Tendencias.

5. Setpoints y parámetros de ingeniería.

6. Diagnóstico de comunicaciones / hardware.