Aula 8

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Redes Industriais e Sistemas Supervisórios
Aula 8: Interface homem-máquina
Apresentação
O desenvolvimento tecnológico tornou os sistemas, em especial os industriais, extremamente complexos. Esta
complexidade torna necessária uma capacitação cada vez maior dos funcionários de uma fábrica.
Apesar de a evolução tecnológica trazer grandes benefícios, a complexidade dos processos pode torná-los de difícil
operação. Para solucionar esses problemas, são realizados diversos estudos para a evolução das interfaces de comando
e monitoramento. Assim, surgiu a interface homem-máquina, a qual tem o objetivo de facilitar a interação do homem com
os mais diversos equipamentos.
Objetivos
Descrever as características de uma interface homem-máquina;
Analisar a importância deste tipo de interface para a indústria.
Palavras iniciais
Uma Interface Humano-Máquina (IHM) pode ser de�nida como todo equipamento que permite ao operador interagir com a
máquina ou com o processo. Existem alguns que normalmente estão presentes em uma IHM como painéis sinóticos, sistemas
supervisórios e dispositivos dotados previamente de monitor.
 Fonte: Shutterstock | Por: genkur.
De maneira simpli�cada, uma IHM é formada por um
computador ou terminal ligado ao controlador lógico
programável (CLP) e a uma base de dados que armazena
informações geradas pelo equipamento ou pelo processo
que exibe tais dados de forma grá�ca. Esta exibição pode
possuir animações, com a função de representar os
principais componentes e variáveis de interesse como:
valores de pressão, vazões, temperaturas, estados de
válvulas e alarmes. Assim, se torna possível, e muito mais
fácil, o supervisor ou operador supervisionar e se necessário
intervir.
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Porém, o processo de criação de uma IHM não se trata apenas de fornecer uma interface facilitada de comunicação entre o
Homem e a máquina, faz-se necessário primeiramente entender o processo da comunicação humana. As pessoas se
comunicam para comandar, interrogar, responder e persuadir as outras pessoas. A comunicação se faz necessária sempre que
uma pessoa pretende compartilhar um pensamento ou ideia.
Uma comunicação pode ocorrer de diversas maneiras, porém é de extrema importância que ela seja e�caz. Para isso, tal
comunicação necessita de alguns elementos:
O emissor;
O receptor;
A mensagem;
O canal de propagação;
O meio de comunicação;
A resposta;
O ambiente no qual se estabelece a comunicação.
Também se faz necessária uma área comunicativa comum para que esta comunicação seja e�caz e que a mensagem
atravesse a via e seja compreendida. Diversos canais de comunicação podem ser utilizados, mas nestes canais apenas três
formas de comunicação são apresentadas:
Clique nos botões para ver as informações.
Utiliza sinais verbais, que podem ser emitidos através da fala, da música, do próprio tom da fala e até mesmo da escrita.
A verbal 
Utiliza de sinais não verbais que possuem uma grande diversidade de formas, como a simbologia, o uso de linguagem de
sinais, a linguagem corporal (incluindo gestos, expressões e outras formas).
A não verbal 
Este tipo de linguagem pode gerar um pouco mais de dúvida, principalmente pelo fato desse termo ser menos utilizado
que os acima, porém esta linguagem é cada vez mais utilizada. A linguagem mediada necessita de um aparato técnico
como aparelhos digitais.
A Mediada 
O termo interface é muito utilizado em áreas relacionadas à tecnologia e informática. Este termo pode ser de�nido como um
meio de interação entre o Homem e os sistemas, ou como um meio físico ou lógico através do qual um ou mais dispositivos ou
sistemas incompatíveis conseguem se comunicar.
Inicialmente a interação entre homens e máquinas era altamente passiva, com pouca resposta por parte das máquinas, o que
limitava esta comunicação. Devido a esta limitação a via de comunicação era em grande parte de mão única, visto que a maior
parte das informações eram apenas passadas do Homem para a máquina. Essas limitações se davam principalmente pelos
meios de comunicação possíveis e não pelo poder de processamento.
Comentário
Para superar essa falha de comunicação, diversas formas de tecnologia foram desenvolvidas, principalmente focadas na
capacidade da máquina gerar um feedback para o homem de maneira satisfatória. A ideia sempre era tornar os sistemas mais
comunicativos, com uma interface de fácil compreensão, e mais intuitivos, facilitando o aprendizado para o seu uso.
Diversas publicações foram realizadas durante a discussão sobre os melhores meios de comunicação, livros foram escritos,
protocolos determinados, especi�cações criadas e normas estabelecidas.
Uma das empresas que estabeleceu uma norma para tal foi a ISO, a qual desenvolveu o ISO 9241-10, propondo sete princípios
ergonômicos para a criação de projetos e para a avaliação de interfaces:
Adaptação à tarefa;
Autodescrição (feedback);
Controle ao usuário;
Conformidade às expectativas do usuário;
Tolerância aos erros;
Facilidade de individualização;
Facilidade de aprendizagem.
Um exemplo de IHM que a maioria dos brasileiros já teve contato (principalmente os acima dos 18 anos de idade) é a urna
eletrônica. Esta urna utilizada nas eleições no Brasil permite ilustrar uma IHM ergonômica e de fácil uso.
A interface da urna é simples e acessível. A entrada de dados é feita a partir de grandes botões com cores que facilitam a
identi�cação da função que representam e possuem caracteres nítidos e braile (possibilitando a acessibilidade). Além disso, o
feedback é feito pela exposição da foto do candidato e sinais sonoros atrelados às funções dos botões, indicando sucesso da
operação realizada.
Ao se utilizar da visão, do tato e da audição em uma interface intuitiva e amigável, visa-se possibilitar boa usabilidade e
conforto até mesmo para pessoas que votam pela primeira vez através do sistema eletrônico.
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Clique nos itens.
Dispositivos de entrada
Através dos quais os dados poderão ser enviados para a máquina a �m de serem processados.
Dispositivos de saída
Através dos quais a máquina poderá exibir ou enviar uma resposta, como um feedback.
Meios de comunicação
Via pela qual ocorre a troca de informações entre o homem e a máquina.
 Fonte: Shutterstock | Por: rodrigo gavini.
Essas estruturas podem envolver tanto ferramentas virtuais, como softwares, quanto físicas como hardwares. Uma importante
decisão a ser tomada durante o desenvolvimento de uma interface homem-máquina são os meios e as tecnologias que serão
utilizadas. Para que seja possível realizar essa escolha de maneira e�ciente, faz-se necessário dominar as características da
comunicação a ser realizada.
Todos os fatores devem ser levados em consideração, o meio, o tipo de informação que será trocada, a frequência com a qual
esta informação deve ser atualizada etc. Em alguns casos, por exemplo, uma interface grá�ca exibida em um monitor é a ideal,
porém em outros casos apenas um sinal sonoro se faz mais e�ciente, visto que o funcionário não tem condições de �car
vigiando um monitor.
Cada dispositivo de entrada e saída possui suas vantagens e desvantagens, assim, para que sejam determinados os meios
ideais, o processo produtivo deve ser dominado. Em uma linha de produção em atividade, é possível determinar com maior
facilidade os meios ideais, visto que com a produção em funcionamento torna-se mais fácil a observação das demandas (até
mesmo dos funcionários, visto que eles podem ter apresentado suas demandas, di�culdades e até mesmo suas necessidades
especiais). Porém, em diversos casos, o planejamento deve ser feito previamente, para que seja possível o uso do sistema
desde o início da atividade da planta industrial.
Geralmente, a melhor solução se baseia na tentativa de extrair o máximo de generalidade possível, a �m de fazer uso do menor
número de dispositivos. Dessa forma, os itens sãoescolhidos pelo alcance de suas aplicações e não pela sua forte
especialização. Essa generalidade e simplicidade é um fator importante que aumenta a atratividade de dispositivos como telas
táteis e tablets, os quais podem emular diversas funções, como a de mouse ou teclado, dispensando um maior número de
dispositivos periféricos.
 Fonte: Shutterstock | Por: genkur.
A busca por dispositivos de saída mais e�cientes, os quais promoveriam um feedback mais e�ciente, continua com melhorias
como displays �nos e de alta resolução, feedback por som, tátil, controle do ambiente (ex.: iluminação, temperatura, posição,
cheiro). Além disso, ainda existe a preocupação relacionada às questões ergonômicas, visto que usuários tendem a passar
uma parcela cada vez maior das suas vidas recebendo informações de diversos dispositivos. O fator ergonômico também
pode afetar diretamente questões de produtividade, divido ao possível aumento na e�ciente do funcionário.
A ISO 9241-110 de�ne uma interface de usuário como todas as
partes de um sistema interativo (de software ou hardware) que
fornecem informações e controle necessários para que o usuário
realize uma determinada tarefa com o sistema interativo.
Devido a isso, no momento que utilizados no computador acessando suas pastas ou mesmo imprimindo um arquivo, o mesmo
adquire a função de uma IHM, visto que não precisamos programá-lo com comandos para realizar nossas necessidades, mas
apenas clicamos nos botões virtuais.
Dessa forma, sempre que existe uma tela onde seja possível acessar as diferentes funções e informações por meio de ícones,
janelas ou qualquer outra maneira simples de ser compreendida e de fácil execução, estamos lidando com uma IHM. Assim
podemos veri�car que a IHM promove uma fácil interação entre a máquina e um humano, mas não é capaz de realizar
alterações no programa da máquina, visto que ela apenas recebe e atua nos endereços con�gurados e não na lógica do
processo.
Assim que o CLP é programado com as funções desejadas no sistema, a IHM também necessita de seu programa próprio para
estar conectada com as informações do controlador. Para que a lógica de funcionamento seja alterada, caso seja necessário, é
preciso reprogramar o CLP. À medida que foram implantadas as IHM nas indústrias, observou-se que a utilização destas
interfaces é essencial e, por este motivo, a maioria das indústrias em diversos segmentos já optaram pelo uso da IHM. Elas
possuem as mais diversas funções ligadas à ideia de supervisão da planta industrial.
A visualização grá�ca é uma das principais formas de interação entre o
homem e a máquina neste processo, tornando-se a base para das demais
funções. Outras atribuições são a informação de alarmes, caso ocorra
algum distúrbio no processo que necessite ser solucionado pelo operador, e
a restrição ao acesso da operação quando se faz necessário garantir
segurança ao impedir, por exemplo, que o operador atue em dados que ele
não tenha conhecimento para alterá-los.
Por �m, outra questão importante é a veri�cação de status do processo, obtendo em tempo real as informações do sistema.
Esta função é extremamente importante e delicada, uma vez que a velocidade de comunicação da rede precisa ser
su�cientemente alta, já que os dados atualizam enquanto o processo continua funcionando. Assim, é possível veri�car que a
IHM faz parte de grande parte das indústrias, tornando-se algo indispensável para o bom funcionamento da planta industrial.
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Atividade
1. Indique uma forma de linguagem não verbal que pode ser utilizada em IHMs.
a) Simbologia
b) Fala
c) Escrita
d) Música
e) Voz
2. Qual resolução que de�ne que “todas as partes de um sistema interativo (de software ou hardware) que fornecem informações
e controle necessários para que o usuário realize uma determinada tarefa com o sistema interativo”?
a) ISO 9001-110
b) ISO 9241-110
c) DCE 7542
d) NCE 2246
e) DCE 0538
3. Para que seja estabelecida comunicação e�caz, são necessários alguns elementos. Marque a alternativa que possui um item
que não faz parte deste grupo de elementos.
a) Meio de comunicação
b) Ruído
c) Mensagem
d) Receptor
e) Emissor
Notas
Título modal 1
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Referências
FISCHLER, M. A.; FIRSCHEIN, O. Intelligence: The Eye, the Brain, and the Computer. Addison-Wesley, 1987.
ISO. Part 10: Dialogue principles. In: ISO 9241-10 - Ergonomic requirements for o�ce work with visual display terminals
(VDTs). Gènève: International Organization for Standardization, 1996.
TUCKER, A. B. Computer science handbook. Chapman & Hall/CRC, 2004.
TUFTE, E. Visual Design of the User Interface. Armonk, NY: IBM Corporation, 1989.
URZÊDA, C. C. d. Software scada como plataforma para a racionalização inteligente de energia elétrica em automação
predial. 2010.
Próxima aula
Conceito de sistema supervisório;
Dispositivos de um sistema supervisório.
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