Interfacce HMI: cosa sono, caratteristiche ed esempi

La Human Machine Interface è un’interfaccia che permette un dialogo tra l’uomo e la macchina. Solitamente composta da un input e un output, è un sistema complesso che semplifica la vita delle persone attraverso una serie di applicativi che rendono possibili azioni quotidiane che fino a pochi anni fa erano considerate fantascienza.

L’HMI è il mezzo attraverso il quale si verifica una comunicazione efficiente con impianti industriali nel contesto di progetti strutturati. In questa breve guida ne delineeremo le caratteristiche per approdare ad esempi di applicazione lungo la linea di produzione.

HMI – significato

Partiamo col declinare la sigla HMI – significato: Interfaccia Uomo Macchina (letteralmente Human Machine Interface). Questa indica tutti i sistemi strutturati in modo da permettere un dialogo tra le persone e le macchine. L’esempio più semplice è uno smartphone dotato di touchscreen: possiede un input che permette all’uomo di inviare un ordine alla macchina e un output che permette alla macchina di dialogare.

In questo campo un ruolo di primaria importanza è esercitato dall’accessibilità e dall’usabilità che trasformano un dispositivo potenzialmente criptico in uno user-friendly. Ogni HMI ha le sue caratteristiche individuali che la rendono unica nel contesto del settore in cui opera come quello della building automation.

In generale, la relazione tra hardware e software consente di ottimizzare il lavoro da svolgere in qualsiasi settore. La relazione tra uomo e macchina, se funzionale, può portare enormi vantaggi in termini di produzione e di risultati, ma attenzione perché molto dipende dalla scelta dei componenti corretti da utilizzare. Con l’avanzare degli anni queste strutture diventano sempre più complesse e conoscerne le caratteristiche può aiutare moltissimo nella realizzazione di un progetto con performance superlative.

Interfacce HMI: caratteristiche

Le interfacce HMI trovano diverse applicazioni in ambito industriale. Un dispositivo con interfaccia uomo macchina permette ai dipendenti la visualizzazione e il controllo delle applicazioni legate a diversi tipi di macchinari, appoggiandosi a I/O, SoftPlc CoDeSys o Ethercat. Tutto ciò permette un’efficientamento dell’ambito lavorativo.

La base sono i due sistemi di input e output che vengono integrati con lo SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) che ha il compito di interagire con i controllori a logica programmabile (PLC) e i sensori per prendere e inviare tutte le informazioni utili alla produzione. Solitamente il sistema viene provvisto di uno schermo che riproduce una rappresentazione grafica delle azioni che si stanno svolgendo e del tempo che occorre per portarle a termine.

In questo senso la tecnologia non viene utilizzata solo per ottimizzare tempi, materiali e costi di produzione, ma anche per semplificare azioni molto complesse con l’obiettivo di ridurre l’errore umano potenziando l’expertise dei dipendenti con un sistema strutturato e testato. A seconda della destinazione del sistema con cui gli operatori devono interfacciarsi può cambiare la forma in qualità di veste grafica, ma i componenti essenziali risulteranno sempre integrati in una struttura determinata.

Pannello HMI: vantaggi

Le interfacce HMI rappresentano una tecnologia innovativa sotto molti punti di vista e portano moltissimi vantaggi alle aziende che le inseriscono nelle catene di produzione. Ecco i vantaggi del pannello HMI:

• Gli errori sono considerevolmente ridotti grazie alla possibilità di visualizzare in qualsiasi momento le informazioni corrette dei processi sullo schermo.
• Il funzionamento e il controllo delle criticità di una macchina sono sempre a portata di clic.
• La struttura ha dimensioni ridotte grazie ai sensori di input e output e in generale all’HMI in SCADA.
• Se non la si apprezza, si può modificare l’interfaccia semplicemente mettendo mano al software HMI.
• Il touchscreen permette di non interagire necessariamente in maniera diretta con la macchina. Quindi il monitor può essere sfruttato come strumento di controllo della macchina con evidenti vantaggi in termini di prevenzione di incidenti sul posto.
• Tutte le informazioni utili per potenziare la produzione sono all’interno della stessa struttura e consultabili in qualsiasi momento.
• Il pannello HMI è semplice da utilizzare e intuitivo: servono competenze specifiche che possono essere acquisite attraverso uno studio complessivo dello strumento a seguito di formazione aziendale.

In generale le interfacce HMI semplificano il lavoro di produzione, raccogliendo le informazioni e automatizzando sistemi complessi: sono pratiche e funzionali, di dimensioni ridotte e dotate di touchscreen sensibile ma pratico.

Interfacce HMI: esempi di applicazioni

L’ambito applicativo di carattere maggiormente innovativo per le interfacce HMI è da ricercare nella realtà aumentata e nella realtà virtuale. Se le macchine di una linea produttiva sono connesse nel mondo digitale si può creare un “digital twin” ovvero un “gemello digitale” delle stesse e delle HMI che le supportano. L’operatore è quindi in grado di entrare nel cyberspazio per interagire con diversi scopi: training su un determinato dispositivo, ispezione delle componenti per simulare una manutenzione da effettuare poi concretamente e molto altro.

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