In molti non avranno mai sentito parlare di HMI anche se ognuno di noi a bordo ne vedrà in gran numero ogni giorno. HMI è l’abbreviazione di Human Machine Interface. Usiamo HMI per controllare e monitorare le macchine.
Un HMI molto comune che spesso utilizziamo sarebbe il bancomat: lo schermo e i pulsanti consentono di azionare la macchina per erogare una certa quantità di denaro o per depositare denaro.
Parliamo ora di HMI industriali. Sarebbe difficile avere un buon processo automatizzato nell’industria senza un HMI.
Molte volte un HMI avrà la forma di uno schermo un po’ come lo schermo di un computer, il più delle volte sono touch screen.
Un operatore o personale addetto alla manutenzione può azionare e monitorare la macchina dall’HMI.
Possono includere informazioni come temperatura, pressione e fase di processo. Possono anche mostrare livelli molto precisi nei serbatoi ed il posizionamento esatto delle macchine.
Laddove le informazioni sulla macchina erano visualizzate su più indicatori, ora possono essere visualizzate su un’unica schermata. Le possibilità sono limitate solo al software e all’hardware utilizzati.
Per il personale di manutenzione, molti HMI possono anche collegarsi alla logica del PLC e visualizzarla sullo schermo per la risoluzione dei problemi. Ciò può far risparmiare tempo prezioso rispetto alla connessione di un computer o di un laptop ogni volta.
Un altro vantaggio di avere un moderno HMI è il fatto che gli impianti e altri siti industriali possono monitorare e controllare più macchine o apparecchiature.
Un piccolo impianto di produzione potrebbe persino monitorare l’intero impianto su un’unica centrale HMI. Gli impianti idrici e delle acque reflue lo utilizzano da anni accoppiando un HMI ad un PLC. Sono in grado di monitorare pompe dell’acqua, nonché apparecchiature dell’impianto.
Ora credo che ognuno di noi abbia fatto un’idea che un HMI sia il pannello operativo e lo schermo di monitoraggio. Ma come si collega effettivamente l’HMI alla macchina per poterla controllare e monitorare ?
Innanzitutto, gli HMI utilizzano un software speciale in modo che gli ingegneri possano programmarli correttamente. Diverse marche di pannelli utilizzano software diversi di conseguenza. Il software consente all’ingegnere di progettare ciò che l’operatore vedrà effettivamente sullo schermo, ciò che può monitorare sullo schermo, quali «pulsanti» possono essere premuti e come l’operatore può manipolare la macchina.
Ad esempio un HMI può avere un grande serbatoio visualizzato sullo schermo con il livello di un liquido visualizzato. Accanto al serbatoio c’è una pompa per abbassare il livello del liquido. Un HMI può anche avere il pulsante di avvio e arresto visualizzato e utilizzabile sullo schermo accanto alla pompa.
Questo display sarebbe effettivamente in grado di accendere e spegnere la pompa. Ma non è facile come posizionare un pulsante sullo schermo o un serbatoio con un livello sullo schermo. La persona che programma l’HMI deve programmare ogni indicatore e pulsante su uno specifico indirizzo di ingresso o uscita di un PLC.
Questo solleva un altro punto, l’HMI e il PLC devono essere compatibili. Ciò significa che devono essere in grado di «parlare» tra loro. Lo fanno su quello che viene chiamato protocollo. Diverse aziende utilizzano protocolli diversi.
I protocolli comuni sono Modbus, Ethernet/IP e Profibus. Queste sono solo reti industriali, un po’ come la rete che potremmo avere in casa con più computer, TV o altri dispositivi collegati tra loro. I protocolli industriali collegano tra loro i diversi PLC, HMI e altre macchine. Le informazioni sul protocollo sono facilmente reperibili sul sito Web di ciascun produttore.
Una volta che il PLC e l’HMI «parlano» tutto ciò che è programmato nell’HMI può essere utilizzato per monitorare e controllare le funzioni del PLC.
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