CORSO DI PROGRAMMAZIONE HMI E SCADA: ARCHITETTURA GRAFICA GENERALE

Ecco gli argomenti di questa lezione:

Interazione tra interfaccia HMI e utenti.

Ruolo della grafica nei sistemi scada.

Chi decide come deve essere lo scada?

Limiti operativi dettati dal tipo di sistema.

Architettura generale dei sistemi di monitoraggio.

Creazione di pagine grafiche e utilizzo di colori.

Architettura dei richiami delle pagine dello scada.

Barre di sistema.

Interazione tra interfaccia HMI e utenti. 

Un giorno mi trovavo presso uno degli stabilimenti produttivi di un grossissimo e conosciutissimo produttore di merendine e altri dolciumi in Italia. Eravamo nel 1996 e io lavoravo come tecnico d’automazione già da qualche anno. Stavo attuando delle modifiche alle pagine grafiche di uno scada, quando mi si avvicina uno dei “pezzi grossi” di questo grande gruppo e mi dice: “Mi raccomando, fai un bel lavoro perché il software rispecchia l’intelligenza del programmatore.” Io non so perché ma d’istinto ho risposto: “In realtà rispecchia anche l’intelligenza di colui che dovrà utilizzarlo”. Il tizio si è fatto una risata e poi ha concluso con “Hmm, hai ragione.”

Ruolo della grafica nei sistemi scada.

Quando si tratta di costruire software ad alta interazione con l’utilizzatore, la parte grafica assume un ruolo significativo, per questo bisogna imparare a definire l’aspetto che tutte le interfacce avranno per assicurare un’esperienza ottimale da parte di chi opererà con il software stesso.

Dobbiamo pensare che non sempre chi lavora sulle linee di produzione ha molto tempo per svolgere i compiti, a volte gli operatori hanno molte cose a cui badare e sui sistemi di supervisione è necessario sviluppare grafica semplice, intuitiva, e con un sistema di navigazione delle pagine comodo.

Una delle cose che un programmatore di interfacce uomo macchina deve tener presente è che quello che può essere “strepitoso” dal punto di vista grafico, come per esempio le animazioni 3D, in certi casi non è detto che sia più funzionale di un semplice schema bidimensionale. Con l’esperienza e soprattutto con i feedback dei clienti utilizzatori, si impara quello che serve, quello che è di troppo, e anche quello che si dovrà fare in futuro!

Chi decide come deve essere lo scada?

Prima di cominciare ad addentrarci nella definizione della grafica dello scada dobbiamo fare una considerazione: in alcuni casi gli sviluppatori scelgono la piattaforma e l’aspetto del sistema di monitoraggio, in altri casi è invece il cliente a decidere sia la piattaforma da utilizzare sia come deve essere fatto lo scada.

Una delle cose peggiori che possa capitare a un programmatore è trovare un cliente che controlla e decide ogni aspetto del lavoro e riduce il tuo lavoro a semplice “prestatore di manodopera”. Succede, ve lo garantisco, soprattutto se lavorate con grossi clienti.

Cerchiamo di capire che però il cliente potrebbe avere molte ragioni per imporvi il suo sistema: uniformità con gli impianti esistenti, possibilità da parte degli addetti interni di debuggare e modificare il vostro sistema scada, o ancora la necessità di rendere proprietario il software che state costruendo. In queste situazioni è bene prendere quello che viene per buono e considerarlo come esperienza; in fondo sicuramente qualcosa di nuovo e utile lo si impara anche così.

Torniamo ora a come architettare la grafica del sistema di supervisione.

Limiti operativi dettati dal tipo di sistema.

Non tutti i software di produzione monitoraggi offrono le stesse possibilità, per esempio i pannelli operatore HMI prevedono meno opzioni di gestione finestre pop-up e di animazione rispetto ai sistemi SCADA più evoluti; anche i tipi di link (animazioni) degli oggetti sono diversi a seconda dell’hardware su cui il software HMI viene eseguito. I criteri generali che impariamo in questa lezione andranno perciò applicati adattando l’applicazione alle possibilità che il software scelto ci da.

Architettura generale dei sistemi di monitoraggio.

A seconda del tipo di processo che lo scada deve rappresentare, le pagine grafiche utilizzeranno librerie con simboli relativi all’industria in cui si opera, ci sono tuttavia delle linee guide che possiamo seguire per costruire sistemi di monitoraggio performanti ed efficaci

Ecco un elenco di considerazioni da tenere a mente nella progettazione della grafica; molte cose sembrano scontate ma vi assicuro che a volte vengono trascurate.

Cercare di bilanciare la “grafica accattivante” con la leggibilità e la semplicità di consultazione delle pagine, favorendo il “colpo d’occhio” dell’operatore.

Creazione di pagine grafiche e utilizzo di colori: cercare uniformità tra le pagine, per esempio mantenendo gli stessi colori, gli stessi stili grafici e stessi font dei testi, definire questi parametri per gruppi omogenei di pagine in base alla loro funzione. Possiamo per esempio utilizzare nelle pagine di comando delle utenze uno sfondo diverso rispetto a quello che utilizziamo nelle pagine pop-up che appaiono per comandare i processi o segnalare allarmi ed eventi.

Non utilizzare troppi colori: soprattutto colori molto contrastanti che se da un lato sono più visibili dall’altro possono stancare la vista. Nella scelta dei colori è bene seguire dei criteri di uniformità, per esempio se il rosso indica uno stato d’allarme non si dovrebbe utilizzare lo stesso colore per indicare qualcosa d’altro.

Non rappresentare sulle pagine troppi oggetti: cercare invece di rappresentare le installazioni su diverse pagine a seconda della logica funzionale dell’impianto. Si può anche decidere di creare pagine di visione generale con i principali elementi da tenere sott’occhio e poi visualizzare le varie zone con i dettagli mediante dei pulsanti che richiamano altre pagine di tipo pop up.

Per rendere più chiare le pagine, prevedere la possibilità di nascondere alcuni elementi, per esempio i nomi delle utenze, dato che a chi opera interessano più lo stato della lavorazione e le variabili di processo. Il nome dell’utenza serve solo per operare in manuale oppure nel caso di avarie: in quel caso l’operatore può riattivare la visualizzazione delle label (etichette).

Architettura dei richiami delle pagine dello scada.

Uno degli aspetti da curare nella progettazione del sistema di monitoraggio è la navigazione tra le pagine. Meglio una barra di menu orizzontale o verticale, oppure richiamare le pagine l’una dall’altra con un sistema di tipo “precedente / successiva”?

Dipende all’applicazione: se essa contiene poche pagine si potrà cercare di avere un tastierino sempre visibile, magari in una barra orizzontale, che contiene dei pulsanti di richiamo delle singole pagine. Sulla stessa barra potremmo inserire altre visualizzazioni come gli ultimi allarmi / eventi, lo stato di comunicazione con i plc, la data e l’ora e così via.

Quando l’architettura dello scada diventa di grandi dimensioni è necessario suddividere le pagine in gruppi e utilizzare pulsanti di richiamo degli stessi. Ogni gruppo può essere rappresentato da una finestra pop up che contiene i pulsanti di richiamo a tutte le pagine del gruppo.

Come si dividono i gruppi delle pagine? Per esempio un gruppo di pagine dei sinottici, uno con le pagine di comando dei cicli e delle funzioni, uno per le pagine di reportistica e grafici, uno per le pagine di allarme ed eventi, ecc.; dipende come sempre dall’applicazione ma in generale questo è come si opera.

Barre di sistema.

Molti sistemi di supervisione vengono costruiti con barre grafiche fisse su ogni pagina di sinottico. Queste barre possono contenere pulsanti di accesso alle pagine grafiche e pulsanti di comando che devono essere sempre a portata di mano come quello per tacitare la sirena degli allarmi e quello per resettare gli allarmi.

Nelle barre di questo tipo possiamo visualizzare anche gli ultimi eventi o allarmi e altre informazioni di interesse specifico.

Le barre di sistema possono essere posizionate in basso sullo schermo, in alto, oppure sui fianchi.

Negli scada si aggiungono in genere una o due barre di sistema, nel caso di due barre queste vengono collocate sui lati opposti dello schermo. Per esempio possiamo avere la barra principale in basso e una in alto contenente il logo del cliente o del fornitore dello scada, il nome dell’applicazione e così via.

Nelle prossime immagini vediamo tre esempi di architetture con menu orizzontali, verticali, e pagine di popup per richiami di gruppo.