HMI nel sistema BMS

Il modo di visualizzare le informazioni è cambiato nel corso degli anni. Dai tempi in cui c’erano solo carta o lavagne, siamo entrati nel mondo della presentazione dei dati su monitor, smartphone e altri dispositivi con display.

Qualsiasi forma di interfaccia che mostra lo stato di un dispositivo e consente al suo utente di interagire con la macchina è un’interfaccia uomo-macchina (HMI). In altre parole, è un’interfaccia grafica tra una persona e una macchina. È una definizione molto ampia, che include elettrodomestici, apparecchiature per ufficio e computer industriali.

Possiamo restringere la definizione aggiungendo alcuni specifiche, quali: un HMI è un’interfaccia tra una macchina o un sistema e l’operatore, una sorta di dashboard, che traduce processi complessi e le sue variabili in informazioni pratiche e utilizzabili. Questa interfaccia deve dare la possibilità all’utente di cambiare lo stato della macchina o di un sistema e monitorarlo.

Se entriamo nel dettaglio del BMS, un HMI sarà un sistema di controllo di processo che fornisce una rappresentazione visiva del sistema controllato in tempo reale.

All’inizio, l’HMI nell’automazione degli edifici è fatto di pulsanti e LED azionati manualmente su un quadro elettrico. Una pratica comune ancora oggi perché spesso costituisce una soluzione più economica rispetto ad un pannello HMI con display. Si può dire che l’HMI è un sostituto del pulsante, una possibilità di riunire anche centinaia di pulsanti in un unico dispositivo, una possibilità di centralizzare il controllo manuale. D’altra parte, c’è la possibilità di decentralizzare il controllo aggiungendo pannelli in molti punti e lasciando che l’ingegnere modifichi i parametri quando necessario.

Inoltre, un HMI può essere un gestore dati, non sono necessari LED aggiuntivi per mostrare lo stato del dispositivo, tutte le informazioni possono essere visualizzate su una schermata: ad esempio quali apparecchi sono in funzione, se c’è qualche allarme e, se sì, dove e anche perché.

La funzione di gestione dei dati include grafici con dati in tempo reale, rappresentazioni visive dell’HVAC (Riscaldamento, Ventilazione, Condizionamento); per questo è necessario inserire un altro concetto, l’interfaccia grafica per l’utente (GUI) che rende l’HMI un dispositivo di facile utilizzo. Non importa se la rappresentazione dei dati viene effettuata da un’applicazione su pannello o da un sistema visualizzato su uno schermo. Deve consentire una facile chiave di lettura, come l’utilizzo di colori appropriati per i diversi messaggi – ad esempio il rosso per gli allarmi critici. Ma la GUI non è solo colori, include icone, immagini che consentono un rapido riconoscimento senza bisogno di istruzioni di lettura. Qualsiasi specialista del proprio settore dovrebbe essere in grado di comprenderne la visualizzazione senza difficoltà.

Come accennato, un HMI può essere utile in ambienti diversi, ma quando si tratta di sistemi più complessi possiamo concentrarci su settori che richiedono un monitoraggio costante, quali:

• Energia
• Alimentari
• Olio e gas
• Produzione

Fatta eccezione per l’industria manifatturiera e l’industria pesante, esiste il Building Management System, anche noto come Building Automation System (BAS): un sistema più comunemente installato negli edifici moderni, come centri commerciali, edifici pubblici, centri commerciali, musei e molti altri. Questo tipo di sistema viene utilizzato per controllare e monitorare le apparecchiature meccaniche ed elettriche degli edifici, quali:

• Ventilazione
• Riscaldamento
• HVAC
• Controllo dell’energia elettrica
• Controllo dell’illuminazione
• Sicurezza
• Sistema di allarme antincendio

Viene utilizzato non solo per monitorare l’edificio e diagnosticare i problemi quando si verificano, ma è una parte importante dell’ottimizzazione dei costi e della riduzione del consumo energetico. Il BMS aiuta a rendere efficiente l’edificio dal punto di vista energetico riducendo al minimo il consumo di energia e gli sprechi.

L’HMI può essere utilizzato in diverse parti di un edificio, da un semplice pannello a parete per modificare la temperatura in un ambiente, ad un grande pannello industriale utilizzato per monitorare le unità di trattamento aria o nei quadri elettrici.

C’è bisogno di un’interfaccia utente in ogni BMS; di solito si tratta di un PC con più schermi collocati in una sala di controllo. Un operatore è seduto davanti al computer e controlla il sistema. Il lavoro di questa persona si basa sul monitoraggio, l’analisi e la modifica dei parametri quando necessario. Questa procedura è un compito essenziale e delicato che garantisce l’efficienza di qualsiasi sistema BMS.

Ma come accennato prima, a volte abbiamo bisogno di una soluzione più semplice, di facile accesso, quando qualcuno sta facendo un giro nell’edificio e vuole controllare se tutto è a posto o fare alcune piccole modifiche, come cambiare il setpoint della temperatura o accendere/spegnere delle pompe.

Poiché l’HMI può essere utilizzato in diversi punti dell’edificio, è necessario scegliere un dispositivo che funzioni correttamente. I parametri ambientali di base sono:

• umidità
• temperatura
• insolazione

Tutti questi fattori possono ridurre la durata di vita di un dispositivo che non è stato scelto correttamente o causare problemi all’utente. Temperature e umidità elevate hanno una cattiva influenza sul display e sull’elettronica se l’alloggiamento e i componenti elettronici non sono predisposti per un tale ambiente. Quando si tratta di insolazione, potrebbe essere difficile leggere le informazioni da un display se non offre un’elevata luminosità. Tutto ciò influirà sul prezzo. Questo è il motivo per cui quando si sceglie un HMI è necessario valutare tutti i fattori.

iSMA offre due tipi di pannelli industriali HMI:

• Pannello industriale con HDMI (iSMA-D-PD10C-B1)
• Pannello Android industriale (iSMA-D-PA7C-B1, iSMA-D-PA10C-B1 e iSMA-D-PA15C-B1)

Il pannello LCD industriale con HDMI è stato progettato per creare un duetto perfetto con il controllore iSMA-B-MAC36NL per visualizzare le informazioni dal sistema BMS. Il collegamento del pannello è semplice, l’utente deve solo collegare il cavo HDMI al controllore e al pannello per inviare l’immagine. Il secondo cavo RJ45-USB viene utilizzato per supportare il touch screen capacitivo, per rendere possibili le operazioni touch.

Il display da 10′ ha un’alta risoluzione, luminosità e luminanza, per visualizzare immagini nitide. Il kit include componenti per il montaggio su rack e VESA. Il pannello LCD industriale è disponibile con alimentazione UE, Regno Unito o Stati Uniti.

Un’opzione più avanzata consiste nell’usare iSMA Android Panel. I formati disponibili sono tre: 7′, 10′ e 15′, tutti dotati di alta risoluzione, contrasto e luminosità per visualizzare immagini nitide. IP65 per il pannello frontale consente l’utilizzo in ambienti più silenziosi dove possono essere necessari dispositivi resistenti all’acqua e alla polvere. Come il pannello industriale con HDMI, viene fornito con un kit per rack, montaggio VESA e con spina di alimentazione UE, Regno Unito o Stati Uniti.

Il prodotto può collaborare con controllori Niagara e non, l’unica limitazione è che il dispositivo deve supportare HTML5.

Come HMI può essere utilizzato in tre modi:

• Collegare il pannello del PC industriale con Android a un controllore utilizzando il cavo ETH e visualizzare la grafica tramite una pagina Web o un’applicazione Android iSMA.

• Collegare il pannello PC industriale con Android alla rete e accedere tramite una pagina Web per visualizzare la grafica.

• Collegare il pannello del PC industriale con Android alla rete, installare l’applicazione Android iSMA e accedere alla stazione Niagara per visualizzare la grafica.

L’applicazione iSMA Android è stata pensata per facilitare l’uso dei controllori Niagara. Quando ci sono molti utenti o più stations, ad esempio, persone diverse dovrebbero avere accessi limitati ed è necessario un accesso costante al web browser. Per fare ciò, l’utente deve ricordare l’indirizzo IP, l’ID utente e la password e inserirli ogni volta.

Per questo c’è la possibilità di aggiungere più stations/utenti e salvare le credenziali dei singoli utenti. Per aumentare la sicurezza, è possibile abilitare un blocco PIN che funziona come su qualsiasi smartphone.

Inoltre, per assicurare che l’applicazione iSMA Android sia sempre attiva, è stata configurata come una applicazione domestica, il che significa che si accenderà una volta che iSMA Android Panel si accende. Inoltre, una delle connessioni aggiunte può avere un’impostazione “Home Station” attiva.

Un’altra opzione, che è stata fatta per assicurarsi che nessun’altra applicazione distragga l’utente, è la modalità Kiosk. In questa modalità, l’app è in modalità a schermo intero e non è possibile attivare altre app o modificare le impostazioni.

Per assicurarci che l’installazione e la configurazione di molti iSMA Android Panel con l’applicazione sia semplice, l’applicazione è preinstallata sul dispositivo; l’utente deciderà se utilizzarla o meno. C’è anche la possibilità di esportare la configurazione dell’app da un pannello e, tramite una chiavetta USB, importarla su quello successivo. Significa che l’utente può aggiungere connessioni a un pannello e duplicare la configurazione su più dispositivi.

Con tutte queste funzionalità, iSMA Android Panel, insieme all’applicazione iSMA, può essere una soluzione semplice ed efficiente per la visualizzazione della grafica dal BMS.

Come accennato prima, una GUI ben fatta deve essere intuitiva per il suo utente. Esiste una libreria grafica, chiamata iSMA Graphics progettata appositamente per iSMA-B-MAC36NL per applicazioni HVAC e illuminazione. L’utente può trovare lì:

• oltre 300 immagini 3D di alta qualità e a colori che rappresentano gli elementi e i dispositivi degli impianti;
• alcuni widget grafici sono animati, il che consente di rappresentare lo stato dell’impianto con visualizzazioni diverse per colore e disposizione;
• la library copre le apparecchiature relative all’HVAC, come riscaldamento, raffreddamento, trattamento dell’aria, e altri dispositivi di controllo degli edifici, come illuminazione, misurazione, tubazioni e rilevamento del movimento.

Il design è elegante e permette di creare visualizzazioni grafiche facilmente comprensibili per qualsiasi specialista BMS.

Le persone sono abituate a display interattivi con GUI di facile lettura; le stesse soluzioni stanno diventando sempre più popolari in ambito industriale. Qualche tempo fa gli ingegneri erano abituati a quadri elettrici con LED e pulsanti, ma ora hanno bisogno di una soluzione conveniente che possa mostrare loro più di uno stato di accensione/spegnimento o allarme. La possibilità di modificare i parametri di sistema accanto alla macchina consente all’utente di verificare se la macchina funziona correttamente dopo la modifica e di effettuare le regolazioni del caso se necessarie.

Il portafoglio iSMA permette di creare soluzioni attuali e adattabili a molte soluzioni.