Interfacce uomo-macchina: come e perché monitorarle secondo Paessler

Pubblicato il 22 novembre 2023

Quando si parla di interfacce uomo-macchina, o HMI (Human-Machine Interface), si intendono sostanzialmente interfacce che permettono alle persone di monitorare e controllare macchine e processi industriali, nonché di interagire con esse.

Tipicamente, ma non sempre, queste interfacce prevedono anche strumenti di visualizzazione e meccanismi con cui gli operatori possono impartire comandi. Le funzionalità e le implementazioni delle HMI possono variare notevolmente: si va dagli schermi integrati in uno specifico macchinario fino ad arrivare ai software accessibili tramite dispositivi mobili o browser.

Gli esperti di Paessler, azienda specializzata nel monitoraggio di rete, hanno esaminato caratteristiche e vantaggi delle HMI, fornendo anche alcuni consigli per ottimizzarne il monitoraggio.

Implementazione e configurazione dei pannelli HMI

Per un monitoraggio efficace delle HMI, è importante comprendere come sono state implementate le interfacce in questione. Se talvolta i pannelli HMI possono essere virtuali, quasi sempre si tratta di oggetti materiali, che si dividono in tre categorie:

Pannelli web. L’interfaccia HMI è basata sul web e il pannello consiste semplicemente in un display. In questo caso, il software HMI, che genera le informazioni e contiene il controller, non viene eseguito sul pannello web, ma è accessibile tramite browser. Per questa ragione, un eventuale malfunzionamento dell’hardware del pannello non costituisce un problema grave: l’interfaccia può essere sempre raggiunta e utilizzata attraverso un altro dispositivo dotato di connessione. L’accesso tramite browser, inoltre, fa sì che l’operatore possa utilizzare, monitorare e controllare i processi di produzione da qualsiasi luogo: questo è un enorme vantaggio negli ambienti in cui è difficile raggiungere fisicamente le macchine o i dispositivi.
Pannelli con schermo touch. Il pannello HMI mostra i dati di un macchinario e fornisce soltanto dati di input a un PLC (Programmable Logic Controller) collegato.
Pannelli smart con schermo touch. Il pannello stesso contiene il controller logico e si utilizzano moduli input/output remoti per modificare lo stato delle macchine controllate. In questa fattispecie, l’interfaccia HMI comunica tramite protocolli quali, tra gli altri, Modbus, MQTT e OPC UA; riceve input da un macchinario o da un processo industriale; mostra le informazioni su dashboard o altri strumenti di visualizzazione e può impartire comandi al PLC a cui è collegata.

Perché è fondamentale monitorare le HMI

Le ragioni per cui è indispensabile monitorare le HMI sono molte, ma in buona sostanza si possono ricondurre a due aspetti principali: da un lato, tali interfacce forniscono informazioni ormai imprescindibili sui processi produttivi; dall’altro, costituiscono anche uno strumento di controllo dei suddetti processi.

In particolare, seppur sconveniente, il malfunzionamento di un pannello web è meno problematico: dopotutto, basta accedere all’HMI utilizzando un browser o un altro dispositivo. Se, invece, il malfunzionamento riguarda un pannello touch, le conseguenze possono impattare pesantemente sulla produzione, in quanto diventa impossibile accedere ai dati o controllare le operazioni.

Per questo è cruciale monitorare le HMI, così da poter sapere immediatamente dell’esistenza di un malfunzionamento e agire tempestivamente per garantire che l’interfaccia di un impianto venga riparata non appena il guasto viene rilevato. In alcuni casi, il monitoraggio permette perfino di evitare che tali problemi arrivino a verificarsi.

Come monitorare le HMI

I software di monitoraggio, quali ad esempio PRTG di Paessler, offrono diversi strumenti per monitorare le HMI e garantire che siano sempre disponibili e correttamente funzionanti. Innanzitutto, proprio come nel monitoraggio di qualsiasi dispositivo, il classico ping test rimane un metodo affidabile per verificare che la HMI sia attiva e accessibile. Inoltre, tali software permettono di controllare il traffico in ingresso e in uscita dall’interfaccia stessa.

È anche possibile usare SSH (Secure Shell Protocol) per ottenere dati chiave sull’unità HMI: il carico della CPU, lo spazio su disco, la memoria fisica, l’area di swap e la memoria virtuale sono tutti valori che possono mettere in guardia su un’imminente criticità nell’HMI o su un problema in corso. Inoltre, i software di monitoraggio consentono di analizzare i certificati SSL per verificare che siano validi, mentre il sensore SSL Security Check controlla le versioni dei protocolli SSL e TLS per individuare i dispositivi supportati.

Portare i dati di monitoraggio all’interno delle HMI

Infine, è utile sottolineare che l’infrastruttura di monitoraggio non si limita a controllare l’HMI, ma può anche fornire dati di monitoraggio utili all’interfaccia stessa. Ciò è particolarmente interessante in quanto gli operatori utilizzano già il pannello HMI per monitorare i propri processi di produzione.

Estraendo dati dalle reti e dai dispositivi OT circostanti (come lo stato degli switch o dei router), ad esempio attraverso PRTG OPC UA Server di Paessler, è possibile ottenere quindi una visione d’insieme completa su un’infrastruttura industriale, il tutto comodamente nell’interfaccia.

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