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Introdução à Norma ISA 101
04/09/2019 17:33:42
Normas
❑ Normas são conjuntos de características, quantidades ou
procedimentos que descrevem um produto, um serviço, uma
interface ou um material
❑ As normas oferecem inúmeros benefícios da padronização em
automação e produção:
✓ Agilizar processos
✓ Aumentar a segurança e a confiabilidade
✓ Aumentar a eficiência e a produtividade
❑ Um conjunto de normas normalmente inclui:
✓ Normas
✓ Recomendações Práticas
✓ Relatórios Técnicos
Normas
❑ Normas credenciadas por institutos de normas
nacionais ou internacionais é um bom sinal.
❑ Âmbito nacional:
✓ EUA: American National Standards Institute
(ANSI)
✓ Brasil: Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT)
❑ Âmbito internacional:
✓ ISO: International Organization for
Standardization
✓ IEC: International Electrotechnical Commission
A ISA é credenciada no ANSI e associada à IEC
Normas ISA
❑ A ISA – International Society of Automation, ou Sociedade
Internacional da Automação – vem se destacando como a maior
regulamentadora de operações, conexões e do estabelecimento de
boas práticas na automação industrial pelo mundo
❑ Com várias recomendações de padronização voltadas para o bom
funcionamento das soluções de automação, a ISA vem
pavimentando o caminho da automação industrial do futuro.
❑ São mais de 160 documentos entre Normas (ISA), Recomendações
Práticas (ISA-RP) e Relatórios Técnicos (ISA-TR) publicados pela
ISA, que abrange todos os aspectos da automação e controle
industrial
Normas ISA
➢ ISA 5: Simbologia para Instrumentação
➢ ISA 18.2: Gerenciamento de Alarmes
➢ ISA 20: Formulários de Especificação de Instrumentação
➢ ISA 75: Válvulas de Controle
➢ ISA 84: Segurança Funcional
➢ ISA 88: Sistemas de Controle de Bateladas (batch)
➢ ISA 95: Integração de Sistemas de Controle-Corporativos
➢ ISA 99: Segurança de Sistemas de Controle e Automação Industrial
➢ ISA 100: Sistemas de Redes sem Fio para Automação
➢ ISA 101: Interfaces Homem-Máquina
➢ ISA 105: Comissionamento, Verificações de Loop, Testes FAT e SAT
➢ ISA 106: Autom. de Proced. em Operações de Processo Contínuo
❑ A lista completa de normas da ISA pode ser encontrada em:
https://www.isa.org/standards-and-publications/isa-standards
Norma ISA 101
❑ Documento da norma:
✓ ANSI/ISA-101.01-2015, Human Machine Interfaces for Process
Automation Systems
❑ Propósito da norma:
✓ Guia para projetar, construir, operar e manter uma IHM para se ter
sistemas de controle de processo mais seguros, efetivos e
eficientes, sob quaisquer condições de operação
✓ Melhorar a habilidade de detectar e responder adequadamente a
situações anormais
Norma ISA 101
❑ A ISA 101, um dos documentos de padronização mais recentes do
comitê, é mais um esforço nessa direção, se importando com
a padronização das interfaces homem-máquina, ou IHMs
✓ A maior preocupação da ISA 101 é a padronização do design, da
funcionalidade, do display e da interação entre os operadores e as IHMs
Norma ISA 101
❑ As IHMs são exatamente o que o nome diz: interfaces entre homens –
os operadores – e as máquinas e recursos da automação industrial.
✓ São dispositivos destinados à operação de outros equipamentos,
assim como a interpretação dos dados que essas soluções oferecem
✓ Dessa forma, as IHMs que a ISA 101 busca padronizar e normatizar
são o gateway entre o operador e o que os equipamentos podem
entregar, pautados nas necessidades da indústria
❑ Para clarificar melhor o que de fato é a ISA 101, podemos dizer que
ela é um conjunto de recomendações obtidas através do consenso de
profissionais da indústria, desenvolvedores, fabricantes e acadêmicos
relacionados à automação industrial para criar melhores interfaces
homem-máquina e lidar com elas de forma otimizada, segura e
produtiva
Interface homem-máquina padronizada de acordo com a ISA 101
Norma ISA 101
❑ As IHMs lidam com operações de consulta e controle, e normalmente
se apresentam como sistemas que mostram informações aos
operadores
✓ A automação industrial traz uma quantidade bem grande de
informações, e com a IoT já se tornando uma realidade, os
indicadores e dados nas IHMs só tendem a ficar cada vez mais
extensos
✓ A partir desses fatos surge a necessidade de tornar as IHMs
intuitivas e de fácil uso, e é isso o que a ISA 101 busca fazer
❑ As recomendações técnicas, relatórios e práticas recomendadas de
operação da ISA 101 são destinadas para – de acordo com a própria
ISA – os responsáveis pela criação e design de IHMs, pelos
implementadores da tecnologia e, principalmente, para os seus
usuários, os operadores no chão de fábrica
Norma ISA 101
❑ A ISA 101 adereça
✓ Hierarquias de menu
✓ Convenções de navegabilidade pela tela
✓ Convenções de gráficos e cores
✓ Padronização e reconhecimento de elementos dinâmicos
✓ Convenções de alarmes
✓ Atribuições de assinatura eletrônica e segurança
✓ Histórico de uso e alterações
✓ Telas de ajuda e métodos para lidar com alarmes
✓ Configuração de interfaces para servidores
✓ Databases e redes
✓ Dentre outros
Norma ISA 101
❑ É possível ver que a ISA 101 procura repaginar completamente não só
o visual das interfaces homem-máquina, mas também suas
funcionalidades
❑ A ISA 101 convencionou chamar de ”ciclo de vida” das IHMs que se
utilizam da norma, pois ele compreende desde a concepção das
interfaces homem-máquina até a sua implementação com sucesso e
manutenção. Ela estabelece três principais guidelines que buscam a
padronização das interfaces homem-máquina ao mesmo tempo em
que as torna mais eficientes, intuitivas e fáceis de entender:
1. A filosofia diz respeito ao que se busca atingir com a interface
homem-máquina, ou seja, um entendimento dos dispositivos
instalados, o que eles são, como funcionam e o que exatamente
eles fazem. Com isso, uma “criação de conceitos”, segundo a ISA
101, que auxilia na criação de uma interface homem-máquina
coerente e otimizada para a operação
Norma ISA 101
2. O próximo passo no ciclo de vida da IHM é o estilo. O estilo diz
respeito às recomendações de display das interfaces homem-
máquina, que devem seguir os parâmetros da ISA 101 em caráter
aditivo, ou seja, que é padronizado mas que ainda possui espaço
para as necessidades específicas da planta
3. Finalmente, o último estágio do ciclo de vida diz respeito à
implementação. O toolkit é a criação de ícones, simbologias e
padronização de processos que devem respeitar os passos
anteriores, e estabelece uma biblioteca de recursos para serem
aplicados caso surjam novos recursos no sistema.
❑ Nessa última fase, a ISA 101 também recomenda padrões de
treinamento e manutenção das interfaces homem-máquina,
entregando o poder nas mãos do operador
Justificando a Norma ISA 101
❑ Em qualquer ambiente de produção, não importa o quanto a
automação industrial seja presente, sempre haverá um fator de risco
quase invisível: o erro humano
❑ Porém, a concepção da ISA 101 pauta-se em um questionamento que
deve ser levantado:
✓ Qual é o grau de responsabilidade do operador por um erro
cometido?
✓ Quais são os fatores que podem contribuir para a ocorrência da
falha?
✓ Como mitigá-los?
Justificando a Norma ISA 101
❑ A interface deve ser integralmente aderente a operação e não causar
distração ou fadiga do operador com o uso de esquemas complexos,
objetos 3D ou uso de alto contraste de cores
❑ Essa é a maior preocupação da ISA 101 e, podemos dizer, de todas as
padronizações propostas pela ISA
❑ Através da padronização do design dos IHMs, das informações
contidas no display, da densidade dos caracteres, da atualização de
processos operacionais, administrativos e a aplicação de treinamentos,
a ISA 101 pretende diminuir as ocorrências de erro humano na
operação de IHMs, tornandoessas interfaces fáceis de entender e
utilizar.O poder, então, passa para quem realmente se utiliza
constantemente das interfaces homem-máquina: o operador
❑ Gerenciamento de Sistemas IHM
❑ Ergonomia e fatores humanos
❑ Estrutura da IHM e estilos de tela
❑ Interação com o usuário
❑ Performance
❑ Treinamento de usuário
Escopo ISA 101
Destaques da Norma ISA 101
❑ Etapas de projeto: sala de operação (mobiliário, número de
monitores, temperatura e luz ambiente), sistema IHM (seleção da
plataforma, regras de segurança), requisitos
funcional/usuário/tarefa e projeto gráfico. Atentar para a
documentação do projeto
❑ Bibliotecas de objetos: optar pelo uso de modelos prontos de
telas, pop-ups, faceplates, objetos estáticos e dinâmicos: foram
pensados para operações específicas com performance otimizada.
Melhor ainda se tiver recurso de replicação global de mudanças
❑ Fatores humanos/ergonomia: densidade de informações, uso
de cores, animação de objetos, alarmes sonoros etc
❑ Uso de script ou lógica embarcada: reaproveitamento de
códigos
Destaques da Norma ISA 101
❑ Padronização de cores: tons de cinza para objetos em geral, uso
de cores como amarelo, vermelho, azul, verde somente para
enfatizar situações.
❑ Tamanhos das formas: proporcionais às quantidades e/ou
hierarquia do objeto
❑ Acessibilidade: indicador muda de formato para destacar
mudança no processo, com grande contraste de cores.
❑ Hierarquia de telas: nível 1 para visão geral e resumo de
alarmes, nível 2 para detalhamento, nível 3 para tarefas não
rotineiras (configuração de parâmetros, rotinas complexas), nível 4
para diagnósticos
❑ Navegação de telas: métodos por hierarquia, relacional ou
sequencial
Destaques da Norma ISA 101
❑ Indicadores numéricos: adotar um padrão para a entrada de
dados e apresentação de números
❑ Animação de objetos: poderoso atrativo para os olhos como
recurso de entretenimento, deve ser usado com critério ou até
mesmo eliminado de telas de operação
❑ Posição: utilizar objetos planos, evitando o uso de telas
tridimensionais por trazer uma sobrecarga cognitiva, com excesso
de cores e visibilidade prejudicada
Destaques da Norma ISA 101
1990 Hoje
Simplificação e Segurança
Hoje e futuro
Apresentação de dados
Representação gráfica permite 
uma compreensão mais rápida.
Uso de Cores
❑ Dados mais importantes devem se destacar dos demais
Gradiente de Cores
❑ Cuidado com Gradientes de Cores
Forma
❑ Representar “Quantidade” por comprimento de linha
Agrupamento de objetos
❑ Representar “Agrupamento” por contornos e preenchimentos ao
redor dos objetos de um mesmo grupo