AS_08_2019

tecnica Automazione e Strumentazione Novembre/Dicembre 2019 81 CONTROLLO essere applicata ai comportamenti basati sulle conoscenze, di fronte a un evento imprevisto. Anche gli errori che vengono commessi in esercizio possono essere classificati secondo il modello SRK: - Slips , errori di esecuzione che si verificano a livello di abilità. L’operatore sa come dovrebbe eseguire un compito, ma non lo fa, oppure inavvertitamente lo esegue in maniera non corretta. - Rule-based mistakes , errori dovuti alla scelta della regola sba- gliata a causa di una errata percezione della situazione oppure nel caso di uno sbaglio nell’applicazione di una regola. - Knowledge-based mistakes , errori dovuti alla mancanza di cono- scenze o ad una non appropriata elaborazione delle medesime. Lo sviluppo della strumentazione e delle funzioni di controllo e supervisione degli ultimi decenni e, più recentemente, l’avvento di IIoT (Industrial Internet of Things) supportato dalla infrastrut- tura web, invitano ad una ricollocazione dell’approccio SRK in questa nuova realtà industriale per valutarne i benefici rispetto a modalità più empiriche. 1) Introduzione Nel seguito si illustra, nella prima parte, come i sistemi di Automa- zione attuali, con le risorse di cui dispongono, possono già essere strutturati per realizzare uno schema SRK a livello di ‘Automa’ e nella seconda parte come l’Operatore Umano possa realizzare una modalità operativa SRK fortemente potenziata dalle funzioni rese disponibili da IIoT ed in sinergia con quanto indicato nella prima parte. Per maggior chiarezza si indicano nel seguito col pre- fisso ‘A’ i livelli SRK relativi ai sistemi automatici (Automi) e con il prefisso ‘H’ quelli relativi all’ Operatore Umano . 2) Prima Parte: Automi e SRK (A_SRK) L’Automazione dei processi complessi nel corso degli ultimi decenni ha portato allo sviluppo di un vasto insieme di funzioni automatiche combinatorie, sequenziali, continue, discrete, di volta in volta orientate agli scopi di controllo/protezione/sicurezza di singole parti di impianto o di interi processi. Si intende ora cercare di descrivere, facendo ovviamente riferi- mento ad esempi limitati ma facilmente espandibili, questo fra- stagliato panorama mediante il paradigma SRK, ossia indagare come e quanto gli ‘Automi’ HW/SW progettati per il controllo di processo ed entrati stabilmente nella prassi industriale, si possano descrivere in base alla loro collocazione nel diagramma SRK e quali utili indicazioni di progetto ed esercizio si possano poi trarre da tale tassonomia. Lo schema di riferimento è riportato nella υ figura 2 , in particolare per la sezione A_SRK. 2.1) Livello AS (Skill) Questo livello implica una reazione pressoché immediata ed automatica a specifici eventi esterni, con una modalità del tipo causa-effetto , sia riferita al caso {evento -> azione singola} che al caso {evento -> attivazione sequenza programmata}. In pratica possono essere comprese in questo livello tutte le azioni scatenate da evento per il quale non è necessaria una ulteriore elaborazione decisionale in quanto l’automa possiede già la ‘skillness’ neces- saria e sufficiente per reagire a tale evento. A questo livello è in generale dominante la rapidità e la certezza (ripetitività) più che la complessità della risposta. Le considerazioni precedenti sono tipicamente riferite ad azioni prodotte da sensori o stati quali ad esempio controllo on-off con isteresi di livello di un serbatoio o di temperatura di un forno (appena la grandezza misurata esce dal dominio di isteresi si attiva - o disattiva - l’attuatore, come ad esempio la pompa o la resistenza), scatti da protezioni per esempio termiche o elettri- che a fronte di supero di soglie di sicurezza (per esmpio prote- zioni magnetotermiche dei motori, protezioni per supero pres- sione massima ecc.); ma anche notifiche di Allarmi ed Eventi prodotti da sensori on-off o da soglie impostate via software su segnali analogici, nonché tutti gli interventi (Blocchi) del sistema di sicurezza (ESD) basati sulla matrice di cause-effetti e le azioni dei sistemi di registrazione veloce (RCE) per l’analisi ‘first-out’ degli eventi critici. Fanno infine parte di questa tipologia l’acquisizione, la presenta- zione e l’archiviazione, su scadenza temporale, dei segnali di pro- cesso e di supervisione e l’invio su Web di messaggi automatici di allerta a unità remote. Come si può vedere dagli esempi citati, questo livello AS è par- ticolarmente significativo per la sicurezza del processo e degli operatori e soprattutto garantisce un servizio che, per ragioni di rapidità di risposta e/o di numero dei segnali, è di norma fuori della portata dell’operatore umano . Ne seguono alcune considerazioni pratiche quali: - Dimensionare con attenzione le risorse ed i margini di memo- ria/CPU/ciclo di esecuzione/priorità da attribuire a questo Livello AS. - Cercare di spostare in questo livello quante operazioni ancora di tipo ripetitivo e di basso contenuto ‘intelligente’ siano di fatto rimaste a carico dell’Operatore Umano (per esem- pio azioni sempre uguali richieste all’operatore a fronte di allarmi/eventi di bassa priorità). - Prevedere in fase di collaudo FAT/SAT accurate procedure di prova per tutte le funzioni affidate a questo livello, con partico- lare attenzione alla ripetitività e ai tempi di latenza delle risposte anche in presenza di picchi di carico dei controllori automatici. 2.2) Livello AR (Rule) A questo livello si trovano la formulazione ed esecuzione di con- trolli discreti e/o continui sulla base della valutazione di un più ampio insieme di segnali di ingresso e con l’ applicazione di algoritmi (regole) di diversa complessità. I tempi di risposta delle azioni di questo livello sono meno critici del precedente livello AS, pur dovendo rispettare il teorema di Shannon affinché la con- versione analogico/digitale non comporti perdita di informazione. In pratica questo Livello contiene tutto il know-how di Automa- zione che, nel tempo, l’analisi teorica e l’applicazione pratica sono riuscite a trasferire nei dispositivi HW/SW sotto forma di proce- dure/algoritmi in grado di fornire un risultato predicibile con ampi margini di certezza. Le considerazioni precedenti sono tipicamente riferite ai loop di controllo singoli realizzati con algoritmi PID standard o loro com- binazione in architetture standard (Rapporto, Cascata, Predittore,