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Programmazione HMI

Realizzazione di interfacce operatore personalizzate di facile utilizzo  

La programmazione dei pannelli operatore (Human-Machine Interface o HMI) è fondamentale per l'interazione tra l'operatore umano e il sistema di controllo di una macchina o un impianto industriale. I pannelli operatore permettono agli utenti di monitorare, controllare e gestire i processi, visualizzando informazioni in tempo reale e accettando input per modificare le operazioni. Di seguito una descrizione dettagliata delle fasi di programmazione di un pannello operatore.

1. Definizione dei Requisiti

• Analisi delle Esigenze: Identificare i requisiti specifici del sistema che deve essere controllato, come il tipo di macchina o processo, le variabili da monitorare, e le azioni che l'operatore deve poter eseguire.
• Tipologia di Pannello: Scegliere il tipo di pannello operatore in base alle esigenze del progetto. Le opzioni includono HMI con touch screen, pulsanti fisici, display LCD, o pannelli operatore integrati con PC industriali.

2. Scelta della Piattaforma e Software di Programmazione

• Selezione del Software: Utilizzare il software di sviluppo HMI fornito dal produttore del pannello operatore. Alcuni esempi comuni includono:
  • WinCC per Siemens.
  • FactoryTalk View per Rockwell Automation.
  • TIA Portal per Siemens.
  • Wonderware InTouch per Schneider Electric.
• Compatibilità: Assicurarsi che il software di sviluppo scelto sia compatibile con il PLC o il sistema di controllo utilizzato.

3. Progettazione dell'Interfaccia Utente (UI)

• Layout delle Schermate: Progettare il layout delle schermate dell'HMI, organizzando le informazioni e i controlli in modo intuitivo. Le schermate devono essere chiare e facilmente navigabili, con una disposizione logica degli elementi.
• Elementi Grafici: Inserire elementi grafici come pulsanti, indicatori di stato, grafici, tabelle e immagini. Gli elementi grafici devono essere scelti per rappresentare chiaramente le informazioni di processo e i controlli.
• Navigazione: Definire la struttura di navigazione tra le diverse schermate, utilizzando pulsanti di navigazione, menu a tendina, o icone che permettono all'operatore di passare facilmente da una schermata all'altra.

4. Configurazione delle Variabili

• Mappatura delle Variabili: Collegare le variabili di processo (es. temperatura, pressione, velocità) tra il PLC o il sistema di controllo e il pannello operatore. Queste variabili possono essere analogiche, digitali, o stringhe di testo.
• Aggiornamento in Tempo Reale: Configurare il pannello operatore per aggiornare in tempo reale le informazioni visualizzate, garantendo che l'operatore veda sempre dati aggiornati e corretti.
• Allarmi e Avvisi: Definire le condizioni di allarme e configurare gli avvisi che devono essere visualizzati sul pannello in caso di situazioni anomale o pericolose. Gli allarmi devono essere chiaramente visibili e accompagnati da segnali acustici o visivi.

5. Programmazione delle Funzionalità di Controllo

• Controllo Manuale: Implementare funzioni di controllo manuale che permettono all'operatore di intervenire direttamente sul processo, come accendere o spegnere macchine, regolare parametri, o eseguire operazioni di manutenzione.
• Sequenze Automatiche: Programmare sequenze automatiche che possono essere avviate o interrotte dall'operatore attraverso l'HMI, come avviare cicli di produzione o eseguire operazioni automatiche basate su condizioni predefinite.
• Script e Logica Avanzata: In alcuni software HMI, è possibile scrivere script per implementare logica avanzata o automatizzare operazioni complesse. Ad esempio, script per cambiare automaticamente schermate in base a determinate condizioni.

6. Sicurezza e Gestione degli Accessi

• Livelli di Accesso: Implementare un sistema di login per proteggere l'accesso a diverse funzioni del pannello operatore. Gli utenti possono avere diversi livelli di accesso (es. operatore, supervisore, amministratore) con permessi diversi.
• Tracciamento degli Accessi: Configurare il sistema per registrare l'accesso e le azioni compiute dagli utenti. Questo log può essere utilizzato per audit e per migliorare la sicurezza del sistema.

7. Test e Simulazione

• Simulazione dell'HMI: Utilizzare strumenti di simulazione forniti dal software di sviluppo per testare l'HMI in un ambiente virtuale, verificando che tutte le schermate, le variabili, e le funzioni operative funzionino come previsto.
• Test in Ambiente Reale: Dopo la simulazione, eseguire test sul campo per verificare che il pannello operatore funzioni correttamente quando collegato al sistema reale. Testare le funzionalità di controllo, gli aggiornamenti in tempo reale, e le condizioni di allarme.

8. Ottimizzazione e Miglioramenti

• Feedback dagli Utenti: Raccogliere feedback dagli operatori per migliorare l'interfaccia utente e la funzionalità dell'HMI. I miglioramenti possono includere l'ottimizzazione del layout, l'aggiunta di nuove funzioni, o la semplificazione delle operazioni.
• Ottimizzazione delle Prestazioni: Analizzare le prestazioni del sistema per assicurarsi che il pannello operatore risponda rapidamente agli input e aggiorni correttamente le informazioni senza ritardi.

9. Documentazione

• Creazione della Documentazione: Documentare tutti gli aspetti del progetto HMI, inclusi i diagrammi di flusso delle schermate, le mappature delle variabili, le descrizioni delle funzionalità di controllo, e le procedure di configurazione e manutenzione.
• Manuale Utente: Fornire un manuale utente dettagliato che spieghi come utilizzare il pannello operatore, inclusi i dettagli sui livelli di accesso, le funzioni di controllo, e la gestione degli allarmi.

10. Manutenzione e Aggiornamenti

• Aggiornamenti Periodici: Eseguire aggiornamenti regolari del software HMI per correggere bug, aggiungere nuove funzionalità, o migliorare la sicurezza.
• Monitoraggio e Diagnostica: Utilizzare il pannello operatore per monitorare continuamente il sistema e diagnosticare problemi. In caso di anomalie, il pannello può essere configurato per fornire informazioni dettagliate per la risoluzione dei problemi.

11. Formazione degli Operatori

• Training Iniziale: Fornire formazione agli operatori e ai tecnici sulla corretta utilizzazione del pannello operatore, includendo sia le operazioni di routine che la gestione degli allarmi e la risoluzione dei problemi.
• Supporto Continuo: Offrire supporto continuo e aggiornamenti formativi ogni volta che il sistema viene aggiornato o quando vengono introdotte nuove funzionalità.

La programmazione dei pannelli operatore è un processo che richiede attenzione ai dettagli, comprensione delle esigenze operative, e competenze tecniche specifiche. Un pannello HMI ben progettato e programmato può migliorare significativamente l'efficienza e la sicurezza delle operazioni, facilitando la gestione e il controllo dei processi industriali.