IUM

Lo scopo delle interfacce uomo-macchina

Una IUM è un’interfaccia grafica, paragonabile a un pannello di controllo. Viene utilizzata per operare e monitorare macchinari. Viene anche indicata con i termini Interfaccia Terminale Operatore o Interfaccia Operatore Locale. Ne esistono anche versioni particolarmente resistenti che vengono utilizzate in ambienti difficili, come fabbriche e impianti di produzione. Le IUM permettono agli utenti di comunicare con un sistema, un programma per computer o una macchina. Tramite esse gli operatori possono visualizzare facilmente statistiche, KPI (indicatori di prestazione) e parametri. Viene fornito un feedback in tempo reale e quando necessario vengono attivati allarmi preventivi e il sistema viene modificato senza necessità di una riprogrammazione. In molti casi un’interfaccia uomo macchina rappresenta anche una soluzione economica. Indicatori luminosi, pulsanti da premere e altri controlli fisici vengono sostituiti con una chiara visualizzazione grafica. In breve, i tre ruoli principali delle IUM sono la supervisione dei sistemi, la sostituzione dei pulsanti fisici e la gestione dei dati. Ne esistono vari tipi, con sistemi di controllo diversi.

Vantaggi delle IUM

Le IUM semplificano l’operatività degli impianti, facilitando la gestione dei processi e aumentando l’efficienza. L’accesso continuo a dati in tempo reale, presentati in modo chiaro, rende più semplice intervenire immediatamente quando necessario. I dati che servono per prendere le decisioni vengono raccolti in modo facile. Vengono anche forniti, nei tempi adeguati, avvisi e messaggi di avvertimento che identificano scostamenti e prevengono problemi. I tempi di inattività vengono, quindi, ridotti al minimo. I primi segni di possibili problemi tecnici vengono facilmente identificati e possono essere rilevati nelle fasi iniziali. Il lavoro diventa più sicuro, non solo perché i possibili problemi vengono rilevati prima e in modo automatico, ma anche perché gli operatori possono evitare le aree pericolose effettuando il monitoraggio da zone più sicure. Inoltre, con alcune IUM, è anche possibile effettuare simulazioni e test. In questo modo è possibile testare alcune configurazioni senza dover necessariamente collegare nuovi dispositivi.

IUM touchscreen

Le interfacce uomo-macchina con un touchscreen sono particolarmente intuitive. Il touchscreen registra l’input dell’operatore. Esistono tantissimi modelli di questo tipo, con dimensioni, risoluzione e caratteristiche del display diverse. Sono disponibili sia schermi in modalità landscape (orizzontale) che portrait (verticale). Dai modelli più semplici fino ai touchscreen più avanzati a colori con supporto multi-touch la scelta è davvero ampia. Questo tipo di IUM è particolarmente adatto in ambienti industriali e commerciali. Esistono touchscreen basati su diverse tecnologie. I touchscreen capacitivi, utilizzano il campo elettrico prodotto dal corpo umano per elaborare gli input. Questa è la tecnologia utilizzata dagli smartphone e sono sensibili anche al tocco più lieve. Questi schermi supportano anche i gesti multi-touch. I touchscreen resistivi, invece, registrano la pressione fisica. Sono meno sensibili dei precedenti e non supportano il multi-touch

IUM con tastiera o tastierino numerico

Le interfacce uomo-macchina con un tastierino numerico o tastiera offrono un modo semplice e efficiente per inserire input. In effetti, in alcune situazioni, questo tipo di dispositivi è l’unica soluzione possibile. Quando gli operatori utilizzano guanti, ad esempio, è possibile utilizzare i tasti senza problemi. I touchscreen, al contrario, potrebbero non essere in grado di registrare il tocco o potrebbero trovare difficoltà a farlo. Tasti separati garantiscono anche una maggiore precisione. Sui touchscreen, invece, talvolta non è immediatamente chiaro quale tasto virtuale è stato premuto.

Elaboratori di dati

Questa tipologia è impiegata nelle applicazioni che operano su una grande mole di dati. Questo è il caso di configurazioni con sistemi di feedback continuo, produzione di stampe e report o gestione e registrazione di allarmi. Queste IUM sono tipicamente molto grandi, per mostrare grafici, riepiloghi di produzione e altri dati in modo visuale. Di solito hanno anche una grande capacità di memoria.

Sostituti di pulsanti

Un’altra funzione importante di questi dispositivi è la sostituzione di pulsanti, LED, luci di avviso, interruttori, manopole e altri strumenti di controllo meccanici. L’IUM produce una visualizzazione grafica di questi apparati. È un sostituto, facile da utilizzare e comodo di questi componenti. Di conseguenza riduce anche il numero di panelli e cablaggi.

Supervisori

I supervisori, noti anche come supervisori di sistema, vengono tipicamente utilizzati in applicazioni SCADA o MES. Possono essere descritti come sistemi distribuiti o centralizzati, utilizzati per controllare e monitorare sistemi completi o sotto-sistemi di notevoli dimensioni. Questi modelli spesso utilizzano il sistema operativo Windows. Hanno anche molte porte ethernet per la connessione con i dispositivi.

Sistemi SCADA

I supervisori IUM sono una parte fondamentale dei sistemi SCADA. Questi sistemi vengono per lo più utilizzati per il controllo della produzione in ambienti industriali, come impianti e fabbriche. I PLC, o controllori a logica programmabile, vengono monitorati in tempo reale. L’acronimo SCADA significa Supervisory Control and Data Acquisition (controllo di supervisione e acquisizione dati). Agli operatori viene presentata una rappresentazione in tempo reale dei processi e dati storici a breve termine. In questo modo lo stato delle apparecchiature nell’ambiente di produzione è immediatamente chiaro. Ci sono quattro generazione di sistemi SCADA. La prima generazione, “Monolitica”, era composta da sistemi indipendenti che non erano collegati ad altri sistemi. La seconda generazione “Distribuiti”, comprendeva dispositivi connessi tramite LAN. Questa configurazione consentiva la condivisione delle informazioni tra stazioni con compiti diversi. Nei sistemi di terza generazione, “In rete”, è stato introdotto il concetto di WAN. Questi sistemi possono essere distribuiti su più reti LAN. Questa configurazione viene anche detta PCN o rete di controllo di processo. I PLC possono essere integrati a scopo di monitoraggio. La quarta generazione, basata su web e chiamata “Internet delle cose o IoT” sfrutta la potenza e le capacità del cloud. Le informazioni possono essere scambiate in qualsiasi parte del mondo. I dati remoti possono essere visualizzati e i processi controllati. I dispositivi IoT possono rappresentare un’alternativa ai PLC tradizionali. Possono anche essere impiegati algoritmi complessi e la modellazione dei dati.

Sistemi MES

I sistemi MES (dall’inglese Manufacturing Execution Systems) o sistemi di esecuzione della produzione in italiano, sono progettati per monitorare, gestire e sincronizzare l’esecuzione dei processi fisici coinvolti nella trasformazioni dei materiali grezzi in semilavorati o prodotti finiti. Il software MES viene utilizzato per ottimizzare il processo produttivo, Monitoraggio, visualizzazione e controllo del ciclo di produzione sono le caratteristiche chiave di questi sistemi. Le informazioni vengono scambiate tra le linee di produzione e il sistema ERP (Enterprise Resource Planning). Vengono monitorati dati relativi a consumi, ricavi, qualità, ordini e scorte. L’efficienza della produzione aumenta. Viene anche garantito un aumento del ROI (Ritorno sugli Investimenti). Le IUM