Helio: il sistema di gestione HMI no-code che ottimizza le interfacce uomo-macchina

Sommario

• Le caratteristiche di un ottimo sistema HMI
  • Cosa significa SCADA nel contesto degli HMI?

Come si programma un pannello operatore HMI?

I sistemi HMI no-code

• Quali sono le tecnologie abilitanti adottate e come vengono utilizzate?  

Il futuro collaborativo per l’IIoT

Cos’è un sistema di gestione HMI?

Un sistema di gestione HMI, acronimo di "Human-Machine Interface" (Interfaccia Uomo-Macchina), è una componente essenziale nei contesti di automazione industriale. Si tratta di un sistema software o hardware, o di una combinazione di entrambi, progettato per consentire agli operatori umani di interagire con macchinari, impianti industriali o sistemi di controllo automatizzati in modo intuitivo ed efficiente.
In questo articolo approfondiamo le caratteristiche di un sistema HMI e come si può sviluppare senza la necessità di avere conoscenze di programmazione grazie al nuovo sistema di gestione HMI HELIO.

Le caratteristiche di un ottimo sistema HMI

Un sistema HMI efficace ed efficiente deve presentare una serie di caratteristiche chiave per agevolare l'interazione tra operatori umani e sistemi automatizzati. 
Fra queste caratteristiche, l'intuitività è fondamentale: l'interfaccia deve essere intuitiva e facilmente comprensibile, riducendo al minimo la necessità di formazione. 

La chiarezza visuale è altrettanto importante, grazie a un utilizzo ben studiato di grafica, colori ed etichette. Inoltre, il sistema deve fornire feedback immediato agli operatori, prevenendo errori. 
La scalabilità è essenziale per adattarsi a diverse configurazioni, mentre la gestione di allarmi e notifiche è fondamentale per la reattività in situazioni critiche. 
Inoltre, la personalizzazione consente agli utenti di adattare l'interfaccia alle proprie esigenze, mentre il supporto multilingua rende il sistema accessibile a livello internazionale. 
L'accessibilità, infatti, deve essere considerata anche per gli utenti con disabilità. 

La sicurezza è prioritaria, con misure per prevenire accessi non autorizzati e garantire l'integrità dei dati. Infine, la registrazione e l'archiviazione dei dati, la connettività e l'integrazione con altri sistemi (come PLC, SCADA e database per consentire il monitoraggio e il controllo centralizzato) completano le caratteristiche necessarie di un sistema HMI di qualità, come approfondito di seguito.

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Cosa significa SCADA nel contesto degli HMI

Nel contesto degli HMI, SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), che tradotto significa "Controllo di supervisione e Acquisizione Dati" è un elemento cruciale. Si tratta di un sistema di controllo e monitoraggio ampiamente impiegato in ambienti industriali e di automazione per la gestione di dispositivi, processi e impianti complessi.

In pratica, SCADA svolge il ruolo di raccogliere dati da sensori e dispositivi remoti, oltre a controllare e monitorare i processi industriali. Parallelamente, l'HMI fornisce un'interfaccia utente grafica che permette agli operatori di visualizzare, interagire e controllare il sistema SCADA.

Quindi, per sintetizzare, SCADA e HMI collaborano spesso sinergicamente per automatizzare e monitorare processi industriali complessi, portando a miglioramenti significativi in termini di efficienza, sicurezza e produttività nei molteplici settori industriali.

Come si programmava un pannello operatore HMI?

La programmazione di un pannello operatore HMI (Interfaccia Uomo-Macchina) implica l'utilizzo di software di sviluppo HMI per configurare l'interfaccia, definire funzionalità, collegare dispositivi e personalizzare l'aspetto e il comportamento del pannello operatore.

Prima dell'avvento delle piattaforme no-code, i passi principali nel processo di programmazione erano i seguenti:

1. Scelta del software HMI: inizialmente, bisognava selezionare un software HMI adatto alle esigenze del progetto. Questa scelta doveva considerare la compatibilità con l'hardware dell’HMI e il supporto dei protocolli di comunicazione richiesti.
2. Configurazione dei driver di comunicazione: occorreva collegare poi il software HMI ai dispositivi o ai controller da monitorare e controllare. Questo comportava spesso la configurazione di driver di comunicazione specifici, come OPC, Modbus, Ethernet/IP, ecc.
3. Progettazione dell'interfaccia utente: questo processo includeva la creazione di schermate, finestre, pannelli di controllo, indicatori, bottoni, grafici e tabelle per rappresentare i dati e le funzionalità necessarie.
4. Configurazione degli elementi grafici: ovvero personalizzare l'aspetto degli elementi dell'interfaccia utente, tra cui colori, dimensioni, font e stili, al fine di rendere l'HMI intuitivo ed esteticamente gradevole.
5. Definizione di azioni e comportamenti: come si comportano gli elementi dell'interfaccia utente? Ad esempio, associare un pulsante a un'azione specifica, come l'avvio di un motore o il cambiamento di un parametro di processo.
6. Creazione di allarmi: per monitorare situazioni anomale o condizioni critiche. Questo step considerava anche come notificare gli operatori in caso di allarme e quali azioni intraprendere.
7. Aggiunta di logica di controllo: questo poteva comportare la programmazione di script, regole e sequenze di azioni per automatizzare processi complessi.
8. Test e validazione: tramite la simulazione di situazioni di lavoro reali si osservava se l'HMI fosse in grado di soddisfare le esigenze.
9. Collegamento ai dati in tempo reale: per ricevere dai dispositivi di campo, dai sensori o dai controller informazioni aggiornate e accurate.
10. Implementazione sul pannello operatore: si caricava il progetto HMI sul pannello operatore e si collegava il dispositivo al sistema che si desiderava controllare o monitorare.
11. Addestramento e manutenzione: degli operatori rispetto all'uso dell'HMI e alle procedure di manutenzione per garantire il suo corretto funzionamento a lungo termine.
    

Come si nota questo era un processo lungo e oneroso che, grazie alle moderne tecnologie HMI no-code, oggi viene ottimizzato e agevolato.

I sistemi HMI no-code

Nel mercato attuale, esistono già soluzioni volte a superare la sfida dell'assenza di formazione specifica per gli OEM nell'ambito della User Experience (UX) dove l’utente in questo caso è l’operatore. Tuttavia, queste soluzioni spesso risultano complesse e richiedono una profonda competenza in programmazione. Ciò comporta la necessità di investire in formazione e personale qualificato per lo sviluppo di interfacce estremamente tecniche. Queste interfacce, sebbene potenti, spesso si rivelano poco user-friendly per gli operatori, i quali devono saperle utilizzare nella loro routine lavorativa. Inoltre, tali sistemi sono difficili da mantenere e apportare modifiche.

La nuova generazione di HMI no-code si distingue per la sua facilità d'uso, rendendo superflua qualsiasi competenza di programmazione. Inoltre, la sua maggiore flessibilità è evidente dalla sua capacità di operare senza essere vincolata a un pannello fisso. Questo significa che gli operatori possono lavorare direttamente sulla macchina dotata di un pannello incorporato, ma possono anche accedere all'HMI da remoto tramite un tablet. Questa versatilità consente loro di controllare più macchine o una linea di produzione e monitorare i Key Performance Indicator (KPI) comodamente dal back office.

HELIO: il nuovo sistema di gestione HMI no-code

HELIO rappresenta il nuovo sistema di gestione HMI che permette la creazione rapida ed intuitiva di interfacce HMI web-based, senza la necessità di competenze di programmazione, che possono essere facilmente integrate con applicazioni esistenti. 

Questo sistema, sviluppato da esperti nel campo dell'esperienza utente (UX), offre sofisticati modelli di interfaccia che garantiscono un design professionale "pronto all'uso". HELIO si presenta come un sistema plug & play, che può essere appreso e utilizzato senza sforzo, riducendo notevolmente i costi di sviluppo. 

La peculiarità di HELIO risiede nella sua abilità di gestire la progettazione dell'interfaccia al posto dell'utente, semplificando così il processo di sviluppo. Tutte queste caratteristiche rendono HELIO a prova di futuro  in quanto la sostituzione dell'hardware non ha alcun impatto sull'usabilità del sistema. 

HELIO integra le idee, le conoscenze e l'esperienza dei designer UX nel contesto industriale, consentendo agli operatori di concentrarsi sul loro compito principale: lo sviluppo del prodotto. 

In breve, HELIO permette di creare interfacce HMI intuitive in modo più rapido e semplice garantendo reattività e indipendenza dalle piattaforme e dai dispositivi.

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Quali sono le tecnologie abilitanti adottate e come vengono utilizzate?  

Sia l'ambiente di sviluppo che gli HMI creati con HELIO vengono eseguiti nel browser. Questo significa che praticamente qualsiasi dispositivo con un browser moderno può eseguire l'HMI. Inoltre, ogni componente dell'HMI è stato progettato per adattarsi dinamicamente alle dimensioni dello schermo e alle diverse risoluzioni. Ciò garantisce una buona usabilità indipendentemente dal dispositivo utilizzato.

L'HMI funziona attraverso un web application server che fornisce tutto il codice necessario direttamente al browser in cui l'HMI viene visualizzato. Di conseguenza, il traffico di dati tra il browser e l'app server è estremamente leggero, coinvolgendo principalmente dati relativi alle modifiche apportate al PLC. Questo design permette di utilizzare controlli di dimensioni ridotte.

L'app server si collega a fonti di dati tramite un bus di comunicazione. Una volta che una fonte di dati è collegata, le informazioni diventano immediatamente disponibili per l'HMI e altri servizi. 
Helio è anche un’app di NOA (Next Open Automation), la nuova piattaforma IIoT (Edge/Cloud) per la raccolta, la visualizzazione e l'elaborazione dei dati, basata su microservizi (on Edge) che consente agli OEM di progettare in modo flessibile ed efficiente le proprie soluzioni di automazione basate su sistemi aperti.

Il futuro collaborativo per l'IIoT

Come abbiamo visto, l'Industrial Internet of Things (IIoT) rappresenta una rivoluzione nell'ambito industriale, trasformando la produzione e l'industria in modi che solo pochi anni fa sembravano impensabili. Questa innovazione tecnologica è guidata da macchine intelligenti, dati digitali e connettività avanzata, ma c'è un elemento essenziale che non passa inosservato: il contributo fondamentale delle persone. 
Le competenze umane giocano un ruolo cruciale nel supportare e guidare l'IIoT, contribuendo all'efficienza, alla sicurezza e alla produttività dell'industria. È interessante notare che queste competenze umane stanno trovando supporto in strumenti avanzati come HELIO, l’HMI no-code. Queste soluzioni semplificano il coinvolgimento delle persone, consentendo loro di creare interfacce e personalizzare sistemi senza richiedere conoscenze di programmazione approfondite. Questa sinergia tra l'umano e il tecnologico è fondamentale per affrontare le sfide dell'IIoT e sfruttare appieno le sue opportunità.

Con la formazione adeguata e il coinvolgimento proattivo, le persone possono godere appieno del potenziale dell'IIoT, contribuendo a plasmare un futuro in cui la collaborazione tra persone e macchine industriali sia sinergica e vantaggiosa per tutti gli attori coinvolti.