Bentornato (o benvenuto se per te è la prima volta) nella mia scuola d’automazione industriale dedicata ai PLC e ai sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Ci troviamo all’interno del corso gratuito di programmazione software di monitoraggio, e in questa lezione parleremo della grafica nella pagine.
Grafica 2D oppure tridimensionale? Meglio grafica statica o grafica animata? Oggi cercheremo di orientarci analizzando i pro e i contri di ogni modo di rappresentare impianti e processi.
Ecco gli argomenti della lezione:
La grafica dei sinottici in relazione all’utilizzo da parte dell’operatore.
Grafica 2D con oggetti semplici per sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Grafica 2D con oggetti complessi per sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Grafica 3D per sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Come scegliamo il tipo di grafica da utilizzare per i sistemi di supervisione?
Quando si deve costruire un sistema di monitoraggio SCADA oppure una semplice interfaccia grafica HMI, la grafica assume un ruolo di grande importanza. Come abbiamo visto nella lezione dedicata all’architettura generale della grafica stessa, ci sono diverse strategie per visualizzare sullo schermo le informazioni dei sinottici e i menu di navigazione tra le varie pagine.
Se parliamo dei sinottici in particolare, possiamo decidere di utilizzare una grafica stilizzata in due dimensioni, oppure renderla più complessa e verosimile in modo che somigli di più a quello che è l’impianto fisico; o ancora possiamo disegnare i macchinari in tre dimensioni e ottenere pagine di grande impatto, soprattutto se cominciamo ad animare alcuni oggetti.
Attenzione però! Siamo sicuri che la grafica sofisticata sia il modo migliore di rappresentare i nostri macchinari e i nostri processi?
La grafica dei sinottici in relazione all’utilizzo da parte dell’operatore.
Chi come me ha operato tanti anni nella programmazione di sistemi di monitoraggio ci è passato: ci si ritrova con tool grafici che permettono di creare grafiche particolareggiate e d’effetto, e l’istinto di abusare di tali possibilità è forte, tuttavia dobbiamo sempre cercare di calarci nei panni dell’utilizzatore e pensare: “se questa persona si trova a due o tre metri dallo schermo, che cosa vorrebbe poter vedere sulla pagina?”. Interessa veramente avere sui sinottici qualcosa che si muove soltanto per trasmettere l’informazione “sta funzionando”?
Ragionando nel giusto modo si dovrà cercare il compromesso tra “bellezza” della grafica e efficacia nel mostrare le informazioni importanti.
Nei prossimi paragrafi analizziamo i diversi modi di produrre la grafica per i sinottici cercando di capirne i vantaggi e gli svantaggi sia per chi programma che per chi opererà sugli impianti.
Grafica 2D con oggetti semplici per sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Che ci crediate o no, questo è ancora uno dei modi migliori di rappresentare impianti e macchinari sullo schermo di un sistema di supervisione. La grafica bidimensionale è fatta di linee che possono rappresentare tubazioni e semplici poligoni che rappresentano oggetti come le apparecchiature in campo.
Dal punto di vista della programmazione la grafica 2D è più semplice e immediata, inoltre questo modo di disegnare è disponibile in pratica su tutti i sistemi di interfaccia uomo macchina, anche sui pannelli operatore.
Quando disegniamo in modo semplice gli oggetti sono facilmente modificabili, i poligoni e le linee possono essere stretchati (perdonate l’inglesismo significa allungare, allargare o deformare), specchiati, ruotati e così via, rendendo la stesura della grafica veloce.
Dal punto di vista dei link di animazione, la grafica di questo tipo mette a disposizione per lo meno colorazione e lampeggio, più che sufficienti per mostrare all’operatore ciò che ci serve. Risulta chiaro che la grafica bidimensionale non genera in chi la guarda quell’effetto di realtà che la 3D offre, ma dobbiamo pensare che la grafica dei sinottici deve dare informazioni, e aiutare nel suo lavoro chi opera e magari deve occuparsi di tante mansioni; il sinottico non è un quadro da ammirare.
Ecco un esempio di pagina in 2D disegnata con semplici elementi grafici di base. Si nota che su sullo stesso sinottico si possono rappresentare molti oggetti, infatti la grafica semplice occupa meno spazio.
Grafica 2D con oggetti complessi per sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Rimanendo nell’ambito dell’utilizzo di grafica bidimensionale, possiamo inserire in questa oggetti di tipo più complesso, come singoli elementi non proprio tridimensionali ma che danno quell’impressione, e soprattutto con delle animazioni per esempio per rappresentare un agitatore in movimento o una pompa in marcia. Questo modo di disegnare è una via di mezzo tra la grafica 2D e quella 3D che permette un compromesso tra impatto visivo e funzionalità.
Ecco nella prossima figura un esempio di questa grafica.
Per utilizzare oggetti grafici complessi è necessario costruirli e inserirli in una propria libreria grafica; in effetti quelli disponibili di default sono tridimensionali quando non sono animati ma nel momento in cui creiamo dei link d’animazione perdono il loro fascino. Ecco che occorre produrne di adeguati, e questo richiede una certa dimestichezza con il sistema di supervisione che utilizziamo.
Costruire oggetti grafici “smart” significa definirne sia la grafica che la logica di animazione.
Un esempio di questi oggetti sono quelli che possiamo creare nel sistema Archestra di Wonderware, in particolare con la Symbol Factory nel software per scada chiamato Intouch.
Grafica 3D per sistemi di supervisione HMI e SCADA.
Il modo grafico che più appaga l’occhio è sicuramente quello tridimensionale, tuttavia questo è adatto quando rappresentiamo oggetti poco complessi oppure visioni generali delle installazioni. Per fare un esempio, con la grafica 3D possiamo disegnare un palazzo nella building automation oppure una linea produttiva nel suo insieme, in questo caso utilizzeremo dei richiami a sinottici di dettaglio per visualizzare informazioni aggiuntive.
La grafica 3D, a meno che non sia completamente creata con sistemi di disegno e rendering specifici, nei sistemi di programmazione HMI e SCADA è generalmente poco flessibile.
Nella prossima immagine vediamo un esempio di questo tipo di rappresentazione, si nota che sul sinottico sono rappresentate le macchine, le linee e le informazioni di processo importanti come dati numerici. Gli omini sono chiaramente “accessori” per rendere la visione più interessante.
Come scegliamo il tipo di grafica da utilizzare per i sistemi di supervisione?
A parte le considerazioni che abbiamo fatto fin qui, dobbiamo tenere conto che non tutti i sistemi permettono di fare tutto. Gli ambienti di runtime dei pannelli operatori, soprattutto quelli di vecchia generazione, non permettono di produrre grafica sofisticata, inoltre solitamente queste interfacce hanno schermi più piccoli di quelli che si utilizzano con sistemi scada.
Un’altra cosa che può influenzare la scelta della grafica da impiegare è il cliente, a volte bisogna seguire degli standard di specifiche da esso emesse per uniformarsi a impianti esistenti o per rendere più semplice l’eventuale gestione e modifica dei sinottici da parte del personale di fabbrica.
Per utilizzare grafica complessa è necessario un lavoro di programmazione e costruzione degli oggetti, perciò bisogna valutare se ha senso pena e se poi c’è la possibilità di riutilizzare il lavoro svolto. Io dico che ne vale sempre la pena perché in questo modo si impara di più!