I controllori di processo e le unità di controllo svolgono funzioni di regolazione e monitoraggio. Questi strumenti sono dotati di funzioni la cui complessità ed intelligenza è in continua crescita per soddisfare le richieste della produzione. Al contrario, i pianificatori ed operatori di sistema vorrebbero mettere in servizio, operare e manutenzionare questi sistemi sempre più rapidamente e facilmente. Sono proprio queste le esigenze che la HBM affronta con le nuove soluzioni software HMI* della FASTpress Suite.

In anteprima, la HBM presenta il nuovo software HMI per il settore del controllo del processo industriale. Esso è parte della suite di software FASTpress ed opera insieme ai controllori di processo delle famiglie FASTpress ed EASYswitch. Per lo sviluppo del software sono state impiegate innovative tecnologie moderne. L'attenzione era continuamente focalizzata sull'alta disponibilità e l'ampia gamma di opzioni dell'applicazione. Il software HMI può inoltre essere adattato ed ampliato in funzione del paese e della specifica applicazione.

* = Human Machine Interface (Interfaccia Uomo-Macchina)

La Tecnologia

Il fondamento tecnologico del software HMI è la struttura software Microsoft .NET, ora largamente diffusa. Essendo negli ultimi anni cresciute enormemente le prestazioni e l'affidabilità operativa dei sistemi basati su Windows, in futuro ci saranno molte soluzioni basate su .NET. Visto in una prospettiva mondiale, ciò supporterà ulteriormente l'odierno processo di fusione delle comunicazioni aziendali con quelle della produzione. Data l'alta penetrazione delle applicazioni basate su Microsoft Windows, queste soluzioni rappresenteranno a lungo un investimento a prova di futuro.

.NET è una piattaforma software sviluppata dalla Microsoft. Essa comprende un ambiente esecutivo (runtime), una collezione di librerie di classi (API) destinata ai programmatori ed i relativi programmi di utilità (Services). La piattaforma è attualmente disponibile in tutta la sua estensione solo per Windows e sostituisce sia le precedenti procedure dei programmatori sotto Windows che le tecnologie obsolete quali COM. Essa offre maggior flessibilità per accedere alle funzioni del sistema operativo e per scambiarle fra loro. Ciò rende .NET idonea all'impiego su differenti piattaforme di strumenti quali i telefoni cellulari o PDA.

A partire da Windows Server 2003, la Microsoft offre sistemi operativi server con l'ambiente runtime .NET già integrato. Nelle versioni precedenti l'ambiente runtime deve essere installato manualmente, a condizione che le rilevanti varianti Windows fossero supportate. Per i telefoni palmari e cellulari operanti sotto Windows CE o Windows Mobile, esiste una versione ridotta dell'ambiente runtime .NET, denominato .NET Compact Framework.

Libreria di Classi (API)

La Framework Class Library (FCL) comprende diverse migliaia di classi suddivise in Namespace. Le classi eseguono compiti quali la formattazione dei testi, l'invio di e-mail, ed anche la generazione di codici. La categorizzazione in namespace serve ad organizzare in modo più gestibile una gran quantità di informazioni. Il produttore fornisce la documentazione delle classi insieme al software (vedere sotto). Tutte le funzioni dei controllori di processo HBM FASTpress ed EASYswitch sono combinate nelle API dello MP85A Toolkit. Ciò rende tutte le opzioni di implementazione delle funzioni strumento richieste, disponibili ai programmatori di applicazioni per la propria applicazione.

Libreria di Classi (API) dello MP85A Toolkit

Strategie, Vantaggi, Tendenze

Quello che è speciale nella tecnologia .NET non è tanto l'innovazione tecnologica come la decisione strategica (forse quella con più conseguenze di vasta portata) del leader di mercato Microsoft per un sistema basato sul runtime. Esso è destinato fra l'altro a ridurre i buchi (bug) del software. Lo sviluppo del software ripone quindi sempre meno attenzione alle prestazioni, diventate di minor importanza a causa della rapida crescita della velocità di calcolo. L'attenzione è invece ora rivolta alla maggior efficienza nello sviluppo del programma.

Ciò comprende:

  • Semplice programmazione "plain text" (testo in chiaro) per le funzioni del controllore di processo.
  • Nessuna necessità di conoscere la trasmissione fisica dei dati e degli oggetti di comunicazione associati.
  • Collegamento semplice e rapido al controllore di processo usando la popolare connessione Ethernet TCP/IP.
  • Possibilità di utilizzare tutti i linguaggi di programmazione compatibili con Microsoft .NET (quali il 'C’ e VB.NET).
  • "Smart-IntelliSense": vengono fornite solo le funzioni / opzioni supportate dai controllori di processo FASTpress ed EASYswitch.
Estratto del codice da un'applicazione di esempio

Architettura del Sistema

I controllori di processo delle serie FASTpress ed EASYswitch vengono utilizzati come piattaforme hardware. Il loro collegamento fisico al sistema host su cui gira l'applicazione utente di destinazione, consiste nella interfaccia Internet standardizzata. Il protocollo non in tempo reale TCP-IP gira su questa interfaccia a 100 Mbit/s. Ora, con l'MP85A Toolkit, la HBM ha creato un attrezzo che imposta e mantiene la connessione al sistema host, oltre a rendere disponibile una libreria con cui l'utente può creare un'applicazione software per il processo di produzione.

Struttura dello MP85A Toolkit

Disponibilità ed Utensili (Tool)

Il produttore Microsoft offre .NET in differenti versioni:

  • quale semplice ambiente runtime insieme alla necessaria libreria di classi (framework).
  • quale SDK gratuito per sviluppatori.
  • oppure venduto quale ambiente di sviluppo integrato (IDE) sottoforma di Microsoft Visual Studio .NET.

Specialmente per principianti e studenti, Microsoft Visual Studio Express Editions è disponibile gratuitamente. Si tratta di una versione ridotta rispetto alle dispendiose versioni standard o professional. Ciò facilita gli inizi ai programmatori di applicazioni principianti o professionisti. Lo HBM MP85A Toolkit fornisce anche un notevole aiuto mediante numerose spiegazioni e programmi di esempio. Questi esempi sono disponibili in codice sorgente e possono essere facilmente adattati ed ampliati per i propri scopi.

Integrazione del Sistema

Lo MP85A Toolkit offre maggior flessibilità per accedere alle funzioni del sistema operativo e scambiarle fra loro. Ciò consente di integrare differenti strumenti di destinazione in cui sia installato l'ambiente .NET. Si possono perciò facilmente integrare diverse piattaforme strumento quali i telefoni cellulari o PDA.

Si possono incorporare sia applicazioni stazionarie in loco nel sistema di produzione o nella macchina, che il servizio mobile ed i terminali di diagnostica. Non fa alcuna differenza se questi sistemi sono cablati (p.es. PC in linea o PC industriali) oppure wireless (senza fili) (p.es. WLAN, WiFI). Le possibilità sono limitate solo dalle velocità e prestazioni degli strumenti.

Esempi di Applicazione

Tutte le soluzioni software sono comprese nella famiglia FASTpress software suite della HBM. Seguono alcuni esempi di come l'applicazione MP85A Toolkit possa essere usata su sistemi preesistenti nell'area di produzione.

Gli indicatori e le funzioni possono essere ulteriormente aggiustati e rifiniti in base ai requisiti dell'area di produzione. Sono anche possibili gli adattamenti specifici al paese ed all'utente. Ciò è particolarmente importante in quanto le aziende divengono sempre più globali e dislocano le sedi di produzione in tutto il mondo. Quale positivo effetto collaterale, ciò rende anche possibile ottenere un "aspetto e sensibilità" riconoscibile.

I terminali operativi sono sovente già disponibili nei sistemi di produzione e nei macchinari. Le prestazioni di questi moderni dispositivi sono sufficienti per raffigurare il monitoraggio di processo HBM in aggiunta al monitoraggio del sistema. L'integrazione usa il bottone tattile (touch button) per lanciare l'applicazione di monitoraggio HBM "EASYmonitor CE". Tuttavia si possono aggiungere sequenze parziali o separate all'applicazione della macchina. Anche in tal caso viene utilizzata la interfaccia Ethernet per la connessione.

La HBM rende disponibile "EASYmonitor Mobile" per l'uso in dispositivi mobili. Questo esempio pienamente funzionale può essere impiegato per richiamare i risultati e gli status dei controllori di processo FASTpress ed EASYswitch. Per la connessione della interfaccia viene utilizzata la WLAN (WiFi).

Applicazione mobile "EASYmonitor Mobile"

Potente software di produzione - INDUSTRYmonitor

Per consentire il totale impiego delle prestazioni del monitoraggio di processo HBM, è stata creata una completamente nuova interfaccia utente basata sulla tecnologia .NET. Questo utensile viene usato per registrare i dati di processo, per la visualizzazione e per salvare i dati.

Oltre alle funzioni ed informazioni rese disponibili dai controllori di processo delle serie FASTpress ed EASYswitch, anche la designazione del pezzo di lavoro può essere letta mediante le interfaccia bus (CAN, Profibus, Ethernet) o lettori di codice a barre (USB). Tali informazioni vengono indicate e salvate facilitando così la chiara panoramica e la semplice archiviazione dei dati di processo acquisiti. Tramite la rete Ethernet possono operare fino a 12 controllori di processo.

Insieme all'indicazione e salvataggio dei dati di processo, si possono implementare sullo sfondo i cicli temporali misurati in secondi. Questo software si può utilizzare su tutti i sistemi di destinazione in cui sia installato il sistema operativo Windows XP.

Le caratteristiche salienti dello INDUSTRYmonitor includono:

  • Funzionamento di 12 controllori di processo con l'indicazione simultanea di quattro processi selezionabili.
  • Parametrizzazione della catena di misura sensore – controllore di processo.
  • Supporto dell'identificazione sensore TEDS.
  • Parametrizzazione dei criteri di monitoraggio per il processo di produzione.
  • Creazione automatica delle curve d'inviluppo o delle finestre di tolleranza.
  • Parametrizzazione e registrazione dei parametri di processo desiderati.
  • Creazione e gestione dei programmi di misura (gestione di fino a 1000 backup)
  • Tutte le informazioni di processo a colpo d'occhio.
  • Trasferimento automatico del tempo e della data dal PC in linea o di sistema.
  • Indicazione grafica trasparente di tutte le misurazioni.
  • Indicazione individuale e totale (storia della curva) per i processi di produzione.
  • Stampa del registro.
  • Backup dei dati su un PC di sistema.
  • Monitoraggio ed indicazione dello status della rete.;
  • Salvataggio ed indicazione degli errori (file di registro).
  • Richiamo di altri programmi col bottone tattile.
  • Gestione utente su 3 livelli: utente, installatore, superutente.
  • Aiuto integrato con testo ed immagini.

La scalabilità e la gestione utenti rendono lo INDUSTRYmonitor l'utensile multiscopo ideale per il monitoraggio di processo. I livelli utente sono caratterizzati dalle seguenti opzioni:

  • Modo Utente: In questo modo l'operatore della macchina può monitorare la produzione e vedere lo status della macchina o del sistema. Si possono verificare e stampare i diagrammi ed i risultati del processo.
  • Modo Installatore: A questo livello si possono impostare e salvare i criteri di valutazione del processo di produzione. Si possono creare e gestire fino a 1000 programmi di misura. In modo installatore si possono registrare ed analizzare i diagrammi di misura, i risultati e gli stati di monitoraggio.
  • Modo Superutente: Questo livello è progettato per consentire agli ingegneri di impianto ed agli installatori di parametrizzare il monitoraggio del processo e le catene di misura. Ciò rende possibile l'adattamento degli utensili (tool) di produzione disponibili e dei parametri della macchina.

Per evitare un uso scorretto od improprio, il software "salta" indietro al modo Utente dopo un tempo prestabilito.

INDUSTRYmonitor – Vista del processo

Produzione Moderna

Nei moderni sistemi di produzione, il monitoraggio del processo ed il compito di controllo sono implementati in due circuiti separati all'interno del sistema.

In primo luogo, le operazioni di controllo deterministico sono gestite dall'unità di controllo della macchina. Inoltre, vengono salvati i dati di processo ed eseguita la diagnostica utilizzando la capacità di connessione in rete. Ciò assicura l'accesso al sistema in tutto lo stabilimento.

Tuttavia, per l'esercizio e l'indicazione s'impiega la visualizzazione condivisa, sempre più utilizzata per le operazioni tattili. Mediante gli opportuni componenti di sicurezza quali il firewall, è anche possibile l'accesso remoto ai compiti di manutenzione e di servizio. Ciò consente di risparmiare tempo e denaro, oltre a proteggere l'ambiente.

Produzione moderna delle testate dei cilindri

Conclusioni

Con FASTpressSuite ed i relativi moduli software, la HBM fornisce un programma potente, moderno e facile da usare, per utenti ed ingegneri impiantisti. I vantaggi per gli utenti: incremento della produzione e facilità di integrazione nlle macchine e sistemi già esistenti.

La interfaccia operatore, quale connessione fra l'uomo e la macchina sta assumendo sempre maggior importanza. Semplicità, sicurezza e facilità di apprendimento, sono le caratteristiche richieste dagli operatori degli impianti. Monitoraggio produzione costante, documentazione completa e manutenzione preventiva sono gli obiettivi importanti per la gestione della fabbrica ed il personale di manutenzione. Ambedue i bersagli vengono centrati con INDUSTRYmonitor e FASTpressSuite della HBM - un sistema e controllo funzionale amichevole per l'utente.

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