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Un software di supervisione davvero "universale"
Articolo tratto da "Automazione e Strumentazione" - Ottobre 2002

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Articolo

Grazie alle caratteristiche del compilatore MicroC, potente opzione del prodotto Super-Flash di Automa, Azzali Elettronica ha potuto sviluppare per Benassimpianti un programma che può essere configurato per gestire ogni tipo di impianto nell'ambito della refrigerazione industriale. Una geniale soluzione informatica consente di gestire fino a 145.000 variabili.

A cura di Roberto Frazzoli

Spesso nel settore impiantistico una stessa azienda deve realizzare impianti molto diversi tra loro, sebbene accomunati da una serie di caratteristiche di base. Ciò pone un problema per quanto riguarda lo sviluppo del relativo software di supervisione: generalmente non è possibile utilizzare lo stesso programma per gestire più impianti diversi, quindi ogni nuova realizzazione impiantistica richiede lo sviluppo di un software ad hoc.
Da ciò consegue un significativo aggravio dei costi e un allungamento dei tempi di consegna, fattori che si ripercuotono negativamente sull'utilizzatore finale. Per risolvere questo problema sarebbe necessario un software di supervisione "universale", sufficientemente flessibile da poter essere applicato a tutti gli impianti modificandone soltanto la configurazione. Un programma di questo tipo è stato recentemente realizzato da Azzali Elettronica (Parma) per la società Benassimpianti (Langhirano, PR), utilizzando il prodotto Super-Flash di Automa (Pedrengo, BG). Automa è una software house specializzata nell'automazione industriale e in particolare nel controllo di processo.
Azzali Elettronica (società composta da una quindicina di persone e fondata nel 1987) è uno dei partner di Automa, con cui collabora dal 1997. Questo articolo descrive brevemente l'applicazione realizzata da Azzali Elettronica, interessante anche perché impiega tecnologie totalmente italiane per aumentare la competitività di un importante settore del made in Italy, l'industria alimentare dei prodotti tipici.

Il problema applicativo: la varietà degli impianti
Benassimpianti è una società specializzata nella costruzione di macchine e impianti di refrigerazione e condizionamento industriale per molte diverse applicazioni. In particolare l'azienda ha conquistato una posizione di rilievo internazionale nell'ambito dell'impiantistica per macelli, prosciuttifici, salumifici, caseifici e - più in generale - nella refrigerazione di prodotti alimentari.
La società occupa una trentina di persone e fa ampio uso di tecnologie informatiche. Gli impianti di condizionamento utilizzati nei prosciuttifici e salumifici non hanno soltanto lo scopo di conservare le carni; la loro principale funzione consiste nella creazione del ciclo di stagionatura tipico di ogni particolare salume, controllando con precisione le curve di temperatura e umidità in funzione del tempo.
La grande varietà degli impianti realizzati dall'azienda di Langhirano non consentiva di utilizzare per ciascuno di essi il medesimo software di supervisione. Benassimpianti, che impiegava normali Scada disponibili sul mercato, era quindi costretta per ogni nuova installazione a svolgere un oneroso lavoro di sviluppo software, con conseguenti perdite di tempo e di denaro.

Il problema tecnico: l'eccessivo numero di variabili necessarie
Secondo Roberto Riccardi della Azzali Elettronica, interpellata da Benassimpianti, il problema si sarebbe potuto risolvere tramite un programma di supervisione concepito inmodo tale da prevedere tutte le possibili configurazioni impiantistiche e da consentire una rapida configurazione - tramite un file Ascii di inizializzazione - per adattarsi ad ogni specifico impianto richiesto dal cliente finale.
Ma la realizzazione di un simile software - secondo l'azienda parmense - sarebbe stata molto complessa se lo sviluppo si fosse basato sui normali Scada disponibili in commercio.
L'analisi compiuta da Azzali Elettronica rivelò infatti che il totale delle variabili necessarie per prevedere tutte le possibili configurazioni impiantistiche utilizzate da Benassimpianti ammontava a ben 120.000.
Ci si riferisce qui alle variabili di indirizzamento verso il Plc, chiamate anche "tag" da alcuni fornitori di software di supervisione; un esempio di variabile è la lettura del valore di temperaturain una cella di stagionatura.
Considerando anche un indispensabile margine per futuri ampliamenti si sarebbe raggiunto addirittura il numero di 145.000 variabili.
Azzali ha ritenuto che un valore così elevato sarebbe stato proibitivo in pratica, sia per i costi eccessivi (dovuti all'acquisto della licenza di sviluppo e delle relative royalty del sistema di supervisione), sia per i tempi di risposta "dal campo" troppo lenti (in quanto il ciclo necessario per aggiornare tutte le variabili sarebbe stato ovviamente molto lungo).
Anche il tempo di sviluppo di questo ipotetico software sarebbe stato eccessivo. Tutto ciò avrebbe portato alla realizzazione di un software praticamente inaccettabile per il cliente finale, dal punto di vista dei costi e delle prestazioni.

La soluzione: il compilatore MicroC per "indicizzare" le variabili
Attilio Marusi della Azzali Elettronica ha risolto il problema ricorrendo all'indicizzazione delle variabili, resa possibile dal compilatore MicroC abbinato al prodotto Super-Flash di Automa. Super-Flash è un sistema di sviluppo che genera applicazioni Hmi e Scada per gli ambienti operativi Windows e Ms-Dos. Realizzato a 32 bit, è facilmente collegabile con Plc, schede di acquisizione, controlli numerici, terminalini, strumentazioni, ecc.
Il software gestisce seriali, reti e protocolli evoluti come Ethernet, NetBios, Tcp/Ip, H1, Profibus, L2, Sysmac-Link, Dh+, ecc. Super-Flash possiede una serie di caratteristiche tese a semplificare il lavoro dello sviluppatore, ma ciò che qui più interessa è il compilatore MicroC, che consente di sviluppare procedure con un subset del linguaggio C.
Questo componente software - dotato di una potente libreria di funzioni orientate al problema - permette tra l'altro di cambiare runtime le proprietà delle variabili, quali l'indirizzo verso il Plc, il nodo del Plc stesso, i limiti minimo e massimo dei valori consentiti. Diviene possibile in questo modo "indicizzare" le variabili, ossia sostituire le singole grandezze relative a uno specifico apparato con tag generiche che coprono tutti gli apparati del medesimo tipo, utilizzando un indice per specificare di volta in volta l'esemplare concreto a cui si fa riferimento.
Ad esempio, senza indicizzazione i valori di temperatura relativi a dieci celle di stagionatura identiche corrispondono a dieci variabili distinte, mentre con l'indicizzazione possono essere ridotti a una sola variabile.
In questo modo l'azienda ha potuto ridimensionare drasticamente il problema: il numero delle variabili effettive è sceso da 145.000 a sole 3000.
La riduzione è stata particolarmente sensibile nel caso della gestione delle ricette, dove le variabili di visualizzazione dei parametri delle venti stazioni di stagionatura previste sono state portate da 138.000 a 1380 (un centesimo del numero iniziale).
Grazie alle caratteristiche di Super-Flash, il software sviluppato da Giorgio Menozzi della Azzali (denominato Pcdb, Process Control Device Benassimpianti) può comunicare con una vasta gamma di periferiche:
  • venti Plc collegati tra loro tramite bus di campo e connessi al sistema centrale tramite porta seriale o modem
  • venti misuratori di temperatura e umidità collegati tra loro in multidrop Rs485
  • un modem Gsm per l'invio di allarmi in Sms e via fax
  • un gruppo di continuità in linea seriale per lo spegnimento controllato in casi di mancanza tensione di rete
  • diversi computer remoti collegati tramite rete Ethernet o modem, in grado di "remotare" l'applicativo e quindi visualizzare e impostare i dati di produzione
  • un computer di teleassistenza collegato via modem e ubicato presso la sede di Benassimpianti

Un'altra importante caratteristica del software Pcdb è la sua duplice funzione di sistema per la supervisione completa dell'impianto oppure di semplice visualizzatore Hmi sulla singola cella di stagionatura.
Se configurato come software di supervisione, Pcdb funziona come server per quello che concerne la gestione ricette dell'impianto; se configurato come Hmi (per una singola stazione) può funzionare sia come server sia come client.
Il programma può quindi archiviare ricette nell'hard disk del Pc oppure prelevarle dall'archivio del server. Inoltre qualsiasi terminale, anche di piccole dimensioni (ad es. 2x20 caratteri) può essere utilizzato per effettuare qualsiasi operazione sulle ricette residenti nel Pcdb server.
Ciò consente a Benassimpianti di offrire ai propri clienti diversi livelli di controllo a seconda delle richieste. Infine, grazie all'indicizzazione in MicroC è possibile estendere il controllo - in un secondo momento - a un numero di celle di stagionatura superiore a quello inizialmente previsto, senza dover riscrivere il software applicativo o modificare la struttura hardware.

I vantaggi per l'utilizzatore finale
Secondo Meris Dominici della Benassimpianti, il software Pcbd offre numerosi vantaggi agli utilizzatori finali. Il processo di stagionatura diviene più preciso e quindi i costi di produzione si riducono, inoltre le condizioni climatiche di un determinato ambiente possono essere facilmente replicate in altri.
L'intero stabilimento può essere controllato da un unico punto e, quando non è presidiato, può sempre essere monitorato tramite Sms e controllo remoto.
Il sistema consente una completa e precisa raccolta dati (su file Csv/Excel), indispensabile per la conformità alle normative Haccp. Al manifestarsi di eventuali anomalie, il ripristino può essere ottenuto in tempi brevi grazie a una diagnostica precisa.
Il servizio di teleassistenza fornito da Benassimpianti, inoltre, consente precise consulenze di manutenzione e processo e permette l'upgrade del software, con una notevole riduzione dei tempi e dei costi degli interventi.
Infine, come si è detto, l'impianto può essere ampliato senza dover sviluppare un nuovo software di controllo.
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