HMI: Interfaccia uomo-macchina

HMI è l’acronimo di human-machine interface e si riferisce a un dispositivo che consente di comunicare con una macchina, un programma del computer o con un sistema.

È lo strumento primario mediante il quale gli operatori e i supervisori di linea coordinano e controllano i processi industriali e manifatturieri d’impianto.

Le HMI utilizzate in ambito industriale sono per lo più schermi o touchscreen, pannelli di controllo con funzionalità multi-touch, pulsanti, computer con tastiere, dispositivi mobili o tablet, che collegano gli utenti a macchine, sistemi o dispositivi.  Indipendentemente dal dispositivo, il suo scopo principale è quello di consentire agli utenti di visualizzare dati sulle operazioni e controllare i macchinari.

Sono tanto più sofisticate quanto più complessa è la macchina o il sistema su cui è impiegata. Variano anche in base a come l’impianto le utilizza.

Un’infrastruttura può avere una HMI centrale o diverse distribuite e collegabili tramite Internet.

A seconda dell’impianto possono cambiare le caratteristiche del dispositivo, in termini di connettività, tecnologia e dimensione.

In ambito HMI risultano di primaria importanza i concetti di usabilità e accessibilità per garantire un uso tipicamente user-friendly della macchina stessa a ogni tipologia di soggetto.

I prodotti e le tecnologie utilizzati per il controllo di impianti industriali erano prevalentemente stand-alone, in quanto integrate nei macchinari stessi o posti nelle immediate vicinanze della macchina.

Con Industria 4.0 vengono introdotte nuove soluzioni, le quali prevedono postazioni di controllo remote con la possibilità di gestire a distanza macchinari e interi sistemi.

HMI e SCADA

HMI e SCADA vengono a volte confusi per le loro somiglianze e il fatto di funzionare insieme. Le HMI sono infatti spesso parte di un sistema SCADA.

Un sistema SCADA viene usato per controllare un sistema di grandi dimensioni, come un intero impianto o un sito. È una combinazione di diversi sistemi, inclusi PLC, sensori e RTU.

Un sistema SCADA è ciò che raccoglie e registra i dati, a volte può controllare automaticamente le operazioni degli impianti.

Un’HMI, del resto, è l’interfaccia che qualcuno utilizza per interagire con un sistema SCADA e altri sistemi/impianti. Sono entrambi elementi fondamentali di un sistema di controllo industriale di grandi dimensioni.

Mentre il sistema SCADA raccoglie e archivia i dati, l’HMI consente di interagire con l’impianto e di controllarlo con una dashboard di facile utilizzo.

Sono entrambi necessari: senza SCADA, un’HMI non avrebbe informazioni da visualizzare o non sarebbe in grado di controllare l’impianto; senza un’HMI, non sarebbe possibile visualizzare i dati che il sistema SCADA raccoglie o dirgli come controllare l’impianto.

SCADA e HMI sono parte dello stesso sistema. Lo SCADA lavora in sottofondo mentre l’HMI è tipicamente l’unico elemento con cui gli utenti interagiscono.

HMI in futuro

Le tecnologie HMI base ed avanzate rappresentano la via verso un mondo del lavoro e della produzione caratterizzato da un’infinità di possibilità.

All’avanzamento tecnologico dei macchinari è inevitabile abbinare sistemi evoluti di interazione uomo-macchina che supportino l’operatore all’interno dei sistemi produttivi.

Molteplici aziende stanno transitando verso le HMI ad alte prestazioni, che aiutano ad focalizzare l’attenzione degli utilizzatori solo sulle informazioni più importanti. Ciò aiuta gli utenti a capire i dati disponibili e a prevenire un eccesso di informazioni.

Le imprese stanno anche impiegando sempre di più schermi multi-touch, monitoraggio remoto e sistemi basati su cloud.

A tal proposito, il termine Advanced utilizzato per la definizione di questa tecnologia di Industria 4.0 indica soluzioni non banali di interazione tra persone, componenti software e componenti meccaniche hardware.

Affiancati ai sopracitati sistemi di HMI basati su schermi si possono trovare soluzioni completamente differenti ed innovative.

Un primo esempio è rappresentato dalle tecnologie wearable, ovvero dispositivi “intelligenti” indossabili come smartwatch e smartband, che permettono di misurare e individuare criteri ambientali e di sicurezza relativi alla postazione di lavoro di un operatore.

In futuro, le HMI potrebbero anche integrare la realtà aumentata (AR), che sovrappone la grafica digitale al mondo reale, e le tecnologie di realtà virtuale (VR), che immergono gli utenti in un mondo digitale per creare visualizzazioni più efficaci.

Mentre l’automazione rivestirà un ruolo sempre più centrale nei processi industriali, gli utenti potranno servirsi delle HMI per monitorare attività automatizzate e regolarle sui propri bisogni.

Nell’ambito dell’Industria 4.0 e della digitalizzazione, il mondo del lavoro si sta trasformando in modo profondo.

Le HMI nell’ambito industriale supportano il lavoratore durante queste attività di produzione, migliorando le sue capacità, oltre che formandolo velocemente nell’apprendimento di un nuovo compito o nel re-skilling verso mansioni differenti.

Contattaci per qualsiasi informazione, il nostro team Industria 4.0 ti supporterà in ogni fase dallo sviluppo all’implementazione di sistemi HMI.