L’evoluzione dell’interfaccia uomo-macchina

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aperturaLa diffusione di smartphone e tablet ha contribuito al rinnovamento delle interfacce operatore industriali, con l’introduzione di schermi touchscreen a colori, anche di dimensioni maggiori e con una risoluzione superiore, e nuove funzionalità di alert, controllo preventivo e sicurezza.

L’interfaccia uomo-macchina è la dimostrazione di come l’evoluzione e il rinnovamento, dovuti all’influenza della tecnologia touchscreen utilizzata in smartphone e tablet, abbia effetto anche nella progettazione di interfacce operatore industriali. L’aggiunta di microprocessori più potenti e opzioni di connettività ha aperto la strada a funzionalità avanzate che stanno portando alla visione dell’HMI – Humane Machine Interface come un portale per le comunicazioni con la macchina. Nonostante ci sia ancora la richiesta di soluzioni HMI economiche e di schermi più piccoli e meno costosi, i trend sono chiari e includono display a colori di maggiori dimensioni con risoluzioni più elevate e soluzioni per ambienti industriali difficili. Ma i maggiori cambiamenti riguardano la tecnologia touch e la conseguente progettazione degli schermi per l’operatore. Sia che faccia parte di un processo per spianare la strada verso un Internet delle Cose Industriale o semplicemente per rendere più facili e comprensibili le funzionalità operative, il ruolo dell’interfaccia uomo-macchina (HMI) è diventato cruciale per molte aziende. Conseguentemente all’accresciuto interesse da parte dei produttori verso funzioni HMI più versatili, i fornitori si stanno attivando per colmare i gap nella tecnologia che per lungo tempo è rimasta ancorata alla specifica macchina da monitorare.

I progressi nell’HMI

Jeff Thornton, product manager di Red Lion Controls, ha indicato degli aspetti chiave della tecnologia HMI che ne stanno cambiando la comune percezione. Certo alcune caratteristiche sono specifiche per i prodotti dell’azienda di cui fa parte, ma forniscono comunque importanti informazioni sulla direzione che l’HMI sta prendendo. La prima cosa che Thornton ha sottolineato è la conversione di protocollo. “Graphite HMI di Red Lion, per esempio, può essere configurato come la porta di scambio di dati tra tutti i dispositivi collegati. Ѐ in grado di convertire 13 protocolli simultaneamente da un elenco di oltre 300 driver per integrare i device più disparati, come PLC, attuatori, lettori di codici a barre e pannelli di misurazione”. La capacità di gestire ambienti multivendor complessi, tramite software di programmazione, è il secondo miglioramento della tecnologia che Thornton ha evidenziato. “Red Lion ha capito che i clienti stavano spendendo troppo tempo per la creazione di interfacce operatore, per questo abbiamo progettato moduli plug-in per il nostro HMI Graphite. Questi moduli riducono al minimo lo sviluppo e messa a punto rispetto ai sistemi tradizionali che utilizzano un pannello operatore abbinato con I/O, PLC e altri controller separati”. La robustezza è un altro elemento da tenere in considerazione, come fa notare il manager, “In alcuni settori, come quelli del petrolio e del gas, dell’energia alternativa e dell’acqua nonché delle acque di scarico o reflue, un HMI deve funzionare in condizioni difficili. Ma con l’uso del case in alluminio pressofuso, come quello di Graphite, questi dispositivi possono resistere a urti e vibrazioni e temperature estreme tra -20 e +60 gradi centigradi”. Clark Kromenaker, product marketing manager in Omron afferma che uno dei trend del momento riguarda la domanda da parte dei clienti di schermi di dimensioni più grandi. “Generalmente partono dai 3 pollici per la versione di fascia bassa fino ad arrivare ai 15 pollici. Attualmente le richieste vanno dai 21 ai 25 pollici, anche perché l’HMI sta diventando un elemento fondamentale per la visualizzazione della macchina. Alcuni progettisti stanno studiando per realizzare grandi monitor da 70 pollici, che potrebbero essere installati sospesi al soffitto della fabbrica per mostrare messaggi a un pubblico più vasto”.

L’impatto della tecnologia mobile

“Il diffondersi dei dispositivi mobili, smartphone e tablet, sta avendo un importante impatto sullo sviluppo HMI”, afferma Jen Vacendak, product support engineer and trainer in B&R Industrial Automation. “Nel momento in cui i progetti sono stati assegnati agli ingegneri di nuova generazione, che sono abituati a usare questi tipi di dispositivi, si è assistito a una maggiore ‘fusione’ tra le due tecnologie”. Vacendak ha aggiunto che questo include la visualizzazione su tablet o smartphone dello stato della macchina e che l’interfaccia HMI tende ad assomigliare sempre più a quella di tali dispositivi. George Dickinson, ricercatore analista per il settore dell’automazione in IHS Technology, ha individuato alcuni elementi che saranno importanti nei prossimi cinque anni per l’HMI, tra i quali l’adozione del touchscreen multitouch capacitivo, che lo rende “sensibile” al tocco in più di un punto dello schermo. Gli operatori accedono alle opzioni cliccando sulle varie icone del display, ingrandendole o riducendole se necessario, passano da una pagina all’altra con un semplice tocco e impartiscono comandi con una velocità fino a tre volte superiore a quella di un touchscreen tradizionale. I menu e i sottomenu possono essere sostituiti con simboli intuitivi e facili da capire, eliminando i complessi livelli di visualizzazione. Nel caso di funzioni critiche di sicurezza può essere richiesto il “tocco a due mani”, onde prevenire l’avvio accidentale di operazioni. Inoltre i nuovi utilizzatori possono essere addestrati velocemente perché hanno a che fare con la stessa interfaccia dei loro dispositivi personali. Oltre a questo, visto che i pannelli multitouch si basano sulla caratteristica che ha il corpo (le dita in questo caso) di perturbare il campo elettrico in corrispondenza del punto di contatto, non vi sono né pressione né deformazione applicate allo schermo, prolungandone la durata. Gli HMI multitouch industriali hanno in genere un rivestimento protettivo in vetro o policarbonato e, poiché sono sigillati, possono essere “rinforzati” per operare in ambienti difficili. Sono anche relativamente facili da pulire, un vantaggio per le applicazioni nelle industrie alimentari, delle bevande e farmaceutiche. A detta di Dickinson, nonostante il multitouch sia uno dei maggiori trend, rimane il fatto che lo sviluppo del software è costoso. E questo ne rallenta l’adozione. Doua Yang, Industrial PC product specialist in Beckhoff Automation, controbatte che, calcolati sull’intera vita utile della macchina, i costi di sviluppo non sono molto più elevati del single touch. “Se l’implementazione di nuove tecnologie, come il multitouch HMI, può aiutare un produttore a vincere la concorrenza e a essere più competitivo, diventa un investimento strategico”.

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