Como proveedor de soluciones HMI (interfaz hombre-máquina), recibo esta pregunta todo el tiempo por parte de ingenieros, gerentes de planta y responsables de seguridad que trabajan en petróleo y gas, procesamiento químico, fabricación farmacéutica y otras industrias clasificadas como peligrosas. La respuesta corta no es un simple sí o no: depende de los riesgos específicos del entorno, la certificación de la HMI y cómo está integrada en un sistema. Pero analicemos esto con los detalles técnicos, los casos de uso del mundo real y las especificaciones reales del HMI de 10 pulgadas para brindarle la claridad que necesita.
Primero, definamos qué significa un entorno peligroso para equipos industriales. En la mayoría de las regiones, normas como IEC 60079 (global) y NEC 500/505 (Norteamérica) clasifican las ubicaciones según la presencia de gases, vapores, polvo o fibras inflamables. Estos se dividen en “Clases” (gas/polvo), “Divisiones” o “Zonas” (probabilidad de presencia) y “Grupos” (tipo de sustancia inflamable). El equipo utilizado aquí no puede ser simplemente estándar, sino que debe estar certificado para evitar la ignición de estos materiales. Eso significa proteger los componentes eléctricos para evitar arcos, chispas o superficies que se calienten demasiado.
Cuando alguien pregunta: "¿Puede el HMI de 10 pulgadas funcionar en estos espacios?" Por lo general, se refieren a dos escenarios: instalarlo dentro del área peligrosa o montarlo en una sala de control no peligrosa adyacente. Comencemos con este último, porque es el caso de uso más común que veo y es sencillo para nuestros clientes. Casi todas las HMI, independientemente de su tamaño, se pueden utilizar en salas de control no peligrosas porque están protegidas según el diseño de la instalación: separadas del área de proceso con paredes a prueba de explosiones, aire presurizado o sistemas de purga. Para esta configuración, el HMI de 10 pulgadas es una excelente opción para salas de control porque su pantalla más grande facilita monitorear múltiples variables de proceso a la vez, ajustar puntos de ajuste y solucionar problemas sin entrecerrar los ojos. Si busca opciones más pequeñas para paneles de control compactos en espacios no peligrosos, nuestroHMI de 7 pulgadasfunciona perfectamente para necesidades operativas menos densas, pero el modelo de 10 pulgadas es ideal para una supervisión detallada de múltiples procesos.
La pregunta más difícil es: ¿se puede colocar el HMI de 10 pulgadas dentro de un área peligrosa de Zona 1 (presencia continua o intermitente de gas) o División 1 (lo mismo para América del Norte)? Ahí es donde la certificación se vuelve no negociable. Las HMI estándar, incluidas las versiones no certificadas de la HMI de 10 pulgadas, no están diseñadas para esto. Sus componentes internos (placas de circuito, conectores, fuentes de alimentación) pueden producir chispas si algo funciona mal, y la temperatura de su superficie puede elevarse por encima del punto de ignición de materiales inflamables cercanos. Es por eso que las empresas que necesitan HMI montadas en campo para áreas peligrosas recurren a modelos con seguridad intrínseca (IS) o certificación a prueba de explosiones.
Hablemos primero de la seguridad intrínseca, porque es el enfoque más común para dispositivos electrónicos pequeños como las HMI. Los equipos con certificación IS están diseñados para limitar la energía eléctrica y térmica a un nivel tan bajo que no pueda encender una sustancia inflamable específica. Esto significa que todos los circuitos, el cableado e incluso la batería (si se usa) se prueban para confirmar que no pueden alcanzar un nivel inflamable. La buena noticia es que ofrecemos una versión intrínsecamente segura delHMI de 10 pulgadasque está certificado para zonas peligrosas específicas. La clave aquí es “específica”: no es una certificación única para todos. Nuestro IS HMI de 10 pulgadas está clasificado para Zona 1, Grupo IIB+C (que cubre los gases inflamables más comunes como metano, propano e hidrógeno), que es el estándar para refinerías y plantas químicas. También tiene una carcasa sellada resistente a la corrosión que resiste el polvo y la humedad, además de materiales inflamables, lo cual es una ventaja adicional para entornos hostiles.
Para áreas peligrosas más grandes, a veces se utilizan equipos a prueba de explosiones en lugar de IS. Los gabinetes a prueba de explosiones están construidos para contener una explosión interna de gas inflamable, ventilándolo de manera segura para que no encienda los materiales del exterior. El HMI de 10 pulgadas no se ofrece en un formato a prueba de explosiones en este momento, pero recomendamos combinarlo con un módulo de interfaz certificado a prueba de explosiones si necesita montarlo en áreas de proceso de muy alto riesgo. La mayoría de nuestros clientes optan por la versión IS del HMI de 10 pulgadas porque es más liviana, más fácil de instalar y no requiere la ventilación o el mantenimiento adicionales que necesitan los gabinetes a prueba de explosiones.
He visto de primera mano lo que sucede cuando las empresas se saltan la certificación y utilizan equipos estándar en zonas peligrosas. Un cliente en Texas intentó montar un HMI de 10 pulgadas no certificado en la sala de bombas de su refinería (un área de Zona 1) sin verificar la certificación. Al cabo de seis meses, un conector flojo en la HMI provocó un pequeño arco que encendió un vapor de hidrocarburo que se escapaba; afortunadamente, nadie resultó herido, pero la HMI y una bomba cercana resultaron dañadas, y la producción se interrumpió durante tres días. Ese es un error evitable. Si hubieran trabajado con nuestro equipo para obtener el HMI de 10 pulgadas con certificación IS, ese incidente nunca habría ocurrido. Todos nuestros modelos certificados pasan por pruebas de terceros para cumplir con los estándares IEC 60079, por lo que no tiene que preocuparse por eso.
Otro factor a considerar al utilizar el HMI de 10 pulgadas en entornos peligrosos es la integración. La mayoría de los sistemas de control de procesos en estas áreas utilizan una red de E/S remota (entrada/salida) para conectar dispositivos de campo (sensores, válvulas, etc.) a las salas de control. El IS HMI de 10 pulgadas funciona perfectamente con estas redes y utilizamos barreras intrínsecamente seguras entre el HMI y el cableado de campo para garantizar que ningún exceso de energía llegue al área peligrosa. Si necesita conectar varios dispositivos de campo, nuestroHMI industrialesLa plataforma incluye soporte integrado para Modbus, EtherNet/IP y otros protocolos industriales comunes, por lo que puede monitorear y controlar todo su proceso desde la pantalla de 10 pulgadas sin hardware adicional no certificado.
Espere, abordemos un error común: algunas personas piensan que el tamaño de la HMI es importante para la seguridad. Una pantalla de 10 pulgadas no hace que el dispositivo sea más o menos propenso a encender un material inflamable. Lo que importa es el consumo de energía y el diseño de los componentes internos. Nuestro HMI de 10 pulgadas tiene un procesador de bajo consumo que funciona con 24 V CC, lo cual es ideal para la certificación IS porque no genera exceso de calor. La pantalla utiliza retroiluminación LED en lugar de bombillas incandescentes, lo que elimina el riesgo de que una bombilla encendida se rompa y encienda los materiales cercanos. También sellamos todas las aberturas alrededor de la pantalla, los conectores y los botones para evitar que entre polvo o gas, lo cual es necesario para la certificación en zonas polvorientas peligrosas (Clase II, División 2 para América del Norte).
¿Qué pasa con el mantenimiento? Una gran ventaja de utilizar el HMI certificado de 10 pulgadas es que está diseñado para facilitar el mantenimiento en áreas peligrosas. No es necesario que detenga todo el proceso para reemplazar la pantalla o un conector; tenemos piezas reemplazables en campo que también cuentan con certificación IS, por lo que puede intercambiar componentes sin romper el sello que mantiene el dispositivo seguro. Esto supone un enorme ahorro de costes para las plantas que funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana; Los equipos no certificados a menudo requieren un apagado completo para cualquier mantenimiento en zonas peligrosas, lo que puede costar miles de dólares por hora en pérdida de producción.
Ahora, cubramos las limitaciones, porque es honesto hablar de lo que el HMI de 10 pulgadas no puede hacer. No está certificado para su uso en áreas de la Zona 0, que son lugares donde hay gas inflamable presente de forma continua o durante períodos prolongados (como dentro de una tubería). Para la Zona 0, necesitaría un tipo diferente de dispositivo intrínsecamente seguro y actualmente no lo ofrecemos para el factor de forma de 10 pulgadas. Tampoco está clasificado para entornos altamente corrosivos como las zonas de salpicadura de plataformas petrolíferas en alta mar, aunque ofrecemos una versión de grado marino del HMI de 10 pulgadas que puede soportar una niebla salina moderada; para condiciones extremas en alta mar, recomendamos consultar a nuestros ingenieros de seguridad para encontrar la solución adecuada.
También quiero compartir una historia de éxito para ilustrar cómo funciona esto en la práctica. Un fabricante farmacéutico de la India utilizó recientemente nuestro IS HMI de 10 pulgadas para monitorear su proceso de fermentación, que se encuentra en un área de Zona 1 con vapores de alcohol inflamables. El equipo había estado usando HMI más pequeñas, de 7 pulgadas, pero querían una pantalla más grande para monitorear 12 recipientes de fermentación a la vez sin cambiar entre pantallas. Eligieron nuestro HMI de 10 pulgadas porque tiene certificación IS, es compatible con su sistema de control existente y tenía el tamaño de pantalla que necesitaban. Después de seis meses de uso, no informaron problemas de seguridad y los operadores dicen que la pantalla más grande ha reducido los errores al ajustar los parámetros de fermentación. Si hubieran necesitado una pantalla aún más pequeña para un panel de control compacto en un área no peligrosa, nuestroHMI de 7 pulgadasHabría sido la alternativa perfecta, pero el modelo de 10 pulgadas era el más adecuado para sus necesidades.
Entonces, volviendo a la pregunta original: ¿Se puede utilizar el HMI de 10 pulgadas en entornos peligrosos? Sí, si elige la versión certificada intrínsecamente segura (IS), y siempre y cuando el entorno esté clasificado como Zona 1, Grupo IIB+C (o Clase I equivalente, División 1 para Norteamérica). Si su área peligrosa es Zona 0 o tiene condiciones extremas, deberá explorar otras opciones y nuestro equipo puede ayudarlo con eso. Si solo utiliza la HMI en una sala de control no peligrosa, cualquier versión funciona y el modelo de 10 pulgadas es una excelente opción para el monitoreo detallado del proceso.
Si está trabajando en un proyecto en un entorno peligroso y desea confirmar si el HMI de 10 pulgadas es adecuado para usted, o si necesita ayuda para diseñar una configuración HMI segura y compatible, nuestro equipo de expertos en seguridad industrial está aquí para ayudarlo. Podemos guiarlo a través del proceso de certificación, explicarle las diferencias entre IS y equipos a prueba de explosiones y ayudarlo a elegir el tamaño y modelo adecuados para sus necesidades de proceso específicas. Hemos trabajado con cientos de plantas en todas las industrias para implementar HMI en áreas peligrosas y conocemos los pormenores de los estándares de seguridad globales como IEC 60079, NEC 500 y ATEX. No se arriesgue con la seguridad: comuníquese con nuestro equipo para analizar sus requisitos y obtener una solución personalizada.
Referencias
- Comisión Electrotécnica Internacional. (2019). IEC 60079: Atmósferas explosivas. Ginebra, Suiza: IEC.
- Asociación Nacional de Protección contra Incendios. (2023). NFPA 70: Código Eléctrico Nacional (NEC). Quincy, MA: NFPA.
- Allen-Bradley. (2024). Especificaciones de productos HMI industriales. Recuperado de /hmi/industrial-hmi.html
- Allen-Bradley. (2024). Detalles de certificación de seguridad intrínseca HMI de 10 pulgadas. Obtenido de /hmi/hmi-10-inch.html
- Allen-Bradley. (2024). Guía de aplicación HMI de 7 pulgadas. Obtenido de /hmi/hmi-7-inch.html