Lezione 11 di 15

S7 CC Lezione 11

🎓 S7 PLC Crash Course · Lezione 11

HMI — Human Machine Interface 📟

KTP700 Button Gauge Tank Motor
L’interfaccia operatore — pulsanti, indicatori, animazioni di processo
e 8 modelli di pannello Siemens.

🎯 Cosa impari in questa lezione

Cos’è un HMI e a cosa serve in un impianto
Gli 8 modelli di pannello Siemens nel simulatore
I 16 tipi di widget: input, visualizzazione, processo
Come collegare i widget alle variabili PLC
Multi-pagina, tasti funzione e sistema allarmi
Progetto guidato: pannello controllo motore

📋 Scheda lezione

Modulo	11 — Interfaccia Operatore
Lezione	11 di 15
Livello	⭐⭐⭐ Avanzato
Tempo	~45 minuti
Elementi nuovi	16 widget HMI
Prerequisiti	Lezione 10

🧠 Cos’è un HMI — gli occhi e le mani dell’operatore

Il PLC è una scatola senza schermo, montata in un quadro elettrico chiuso. L’operatore non può vederci dentro — e non deve aprire il quadro ogni volta che vuole sapere se il motore gira o quanti pezzi sono stati contati.

L’HMI (Human Machine Interface) è il pannello touch che risolve questo problema. È montato sulla porta del quadro o su un braccio a lato della macchina, e permette all’operatore di:

Vedere lo stato dell’impianto: lampade, gauge, livelli, conteggi, allarmi
Comandare il processo: pulsanti START/STOP, regolazione setpoint, selezione modalità
Diagnosticare problemi: storico allarmi, trend di temperatura, contatori di manutenzione

Nel mondo Siemens, gli HMI si programmano con WinCC (dentro TIA Portal). Il simulatore ne replica le funzionalità essenziali con un editor drag & drop integrato.

📟 I modelli di pannello

Il simulatore replica 8 modelli reali Siemens, divisi in due serie. Puoi cambiare modello in qualsiasi momento dal menu a tendina nell’editor HMI.

Basic Panels (grigio)

KTP400	4.3″	480×272	4 F-key
KTP700	7″	800×480	8 F-key
KTP900	9″	800×480	8 F-key
KTP1200	12″	1280×800	10 F-key

Tasti funzione in basso. Il modello più usato per le lezioni: KTP700.

Comfort Panels (nero)

TP700	7″	800×480	8 F-key
TP900	9″	800×480	8 F-key
TP1200	12″	1280×800	14 F-key
TP1500	15.4″	1280×800	18 F-key

Tasti funzione ai lati (4+4 o 7+7 o 9+9). Per progetti avanzati.

🧩 I 16 widget — il catalogo completo

Ogni widget si aggiunge con un click dalla toolbar HMI, si posiziona con drag & drop e si configura con un doppio click. Tutti i widget si collegano a variabili PLC (I, Q, M, MW, IW, QW).

Elementi di Input — l’operatore comanda

🔘 Button

Pulsante momentaneo o toggle. Scrive un bit (I o M) quando premuto.

Modalità: momentary (premuto = 1, rilasciato = 0) o toggle (click alterna)

🔀 Switch

Interruttore bistabile. Ogni click alterna 0/1. Simula un selettore fisico.

Variabile: tipicamente I o M (bit)

🎚️ Slider

Regolatore analogico. Scrive un valore word (MW o QW) tra min e max.

Variabile: MW (word), range configurabile

Elementi di Visualizzazione — l’operatore osserva

💡 LED

Indicatore luminoso. Cambia colore (verde, rosso, giallo…) in base a un bit.

🔢 Display

Mostra un valore numerico: MW, IW, QW, Counter CV o Timer ET.

🎯 Gauge

Indicatore a lancetta circolare. Range min/max configurabile.

📊 Bargraph

Barra di livello verticale. Proporzionale al valore della variabile.

📈 Trend

Grafico temporale in tempo reale. Mostra l’andamento di una variabile nel tempo.

🏷️ Text

Etichetta statica. Per titoli, descrizioni e valori con template {v}.

Elementi di Processo — l’impianto prende vita

⚙️ Motor

Animazione motore rotante. Il rotore gira quando il bit è a 1.

🔧 Valve

Valvola aperta/chiusa. Cambia colore e forma in base al bit.

💧 Pump

Pompa con animazione rotante. Attiva/ferma in base al bit.

🛢️ Tank

Serbatoio con livello animato. Collegato a MW (0–100%).

🔄 Conveyor

Nastro trasportatore animato. Le “tacche” si muovono quando attivo.

🚦 Light

Colonna luminosa a 3 colori. Valore 1=rosso, 2=giallo, 3=verde.

🔗 Collegare un widget alla variabile PLC

Ogni widget è collegato a una variabile PLC tramite tre parametri: Tipo (I, Q, M, MW, IW, QW), Numero (byte o indirizzo word) e Bit (solo per tipi bit). Il widget legge o scrive quella variabile in tempo reale durante la simulazione.

Widget	Direzione	Variabili tipiche	Tipo valore
Button, Switch	Scrive nel PLC	I0.0, M0.0	Bit (0/1)
Slider	Scrive nel PLC	MW0, QW64	Word (0–65535)
LED	Legge dal PLC	Q0.0, M0.0	Bit (0/1)
Display, Gauge, Bargraph	Legge dal PLC	MW0, IW64, C0.CV	Word
Motor, Valve, Pump, Conveyor	Legge dal PLC	Q0.0, Q0.1	Bit (0/1)
Tank	Legge dal PLC	MW0	Word (0–100%)
Light	Legge dal PLC	MW0	Word (0=off, 1=R, 2=Y, 3=G)
Trend	Legge dal PLC	MW0, IW64	Word (continuo)

💡 Il principio è semplice: i widget di input (Button, Switch, Slider) scrivono variabili PLC — l’operatore comanda il processo. I widget di output (LED, Gauge, Motor, Tank…) leggono variabili PLC — l’operatore osserva lo stato. Il programma Ladder sta nel mezzo e fa la logica.

📑 Multi-pagina, Tasti Funzione e Allarmi

📑 Multi-pagina

Come su un pannello reale, puoi creare più pagine — una per la vista generale, una per i parametri, una per gli allarmi. Le tab in basso permettono di passare da una pagina all’altra. Ogni pagina ha i suoi widget indipendenti.

🔲 Tasti Funzione (F1–F18)

I tasti fisici intorno allo schermo. Configurabili per: cambiare pagina, set/reset/toggle un bit, o scrivere un valore. Il numero di tasti dipende dal modello (da 4 nel KTP400 a 18 nel TP1500).

🔔 Sistema Allarmi

Messaggi con condizioni di attivazione (un bit) e presa visione (acknowledge). Quando la condizione diventa vera, l’allarme appare nella barra. L’operatore deve fare “acknowledge” per confermare di averlo visto.

💻 Progetto guidato: Pannello Controllo Motore

Costruiamo insieme un HMI completo per controllare un motore con marcia/arresto. Serve sia il programma Ladder che il pannello HMI.

Passo 1 — Il programma Ladder

Crea un semplice marcia/arresto con Set/Reset (lezione 03):

Network 1 // START motore (da pulsante HMI su I0.0)
I0.0 ─┤ ├─ ────────── ─(S)─ Q0.0

Network 2 // STOP motore (da pulsante HMI su I0.1)
I0.1 ─┤ ├─ ────────── ─(R)─ Q0.0

Passo 2 — Apri l’editor HMI

Clicca il pulsante 📟 HMI nella toolbar
Si apre il pannello HMI con il canvas vuoto
Seleziona il modello KTP700 Basic PN dal menu a tendina (se non è già selezionato)

Passo 3 — Aggiungi i widget

Clicca i pulsanti nella toolbar HMI per aggiungere gli elementi, poi trascinali nella posizione desiderata:

#	Widget	Label	Variabile	Note
1	Text	CONTROLLO MOTORE	—	Titolo in alto, centrato
2	Button	START	I0.0	Colore verde, modo momentary
3	Button	STOP	I0.1	Colore rosso, modo momentary
4	LED	RUNNING	Q0.0	Colore verde — si accende quando il motore gira
5	Motor	M1	Q0.0	Animazione rotante quando Q0.0=1

Passo 4 — Configura ogni widget

Doppio click su ciascun widget per aprire la configurazione. Imposta la variabile (tipo, byte, bit), il colore e la label come indicato nella tabella sopra.

Passo 5 — Testa!

Premi RUN nella toolbar — l’HMI entra in modalità esecuzione
Premi il pulsante START sull’HMI → il LED RUNNING si accende, il Motor inizia a ruotare
Premi STOP → tutto si ferma
Nota: i pulsanti HMI scrivono direttamente nelle variabili I0.0 e I0.1 — il programma Ladder li legge normalmente

🔍 Flusso dati: Pulsante HMI (START) → scrive I0.0=1 → il Ladder legge I0.0 → Set Q0.0 → il LED HMI legge Q0.0=1 → si illumina. L’HMI è l’interfaccia, il Ladder è il cervello, gli I/O sono il ponte.

🏋️ Esercizi pratici

Esercizio 11.1 — Pannello Controllo Motore

Implementa il progetto guidato descritto sopra. Aggiungi anche un’etichetta Text con il nome del motore e sistema i widget in una disposizione ordinata.

Esercizio 11.2 — Dashboard Serbatoio

Crea un pannello di monitoraggio serbatoio con questi widget:

Tank collegato a MW0 — mostra il livello
Gauge collegato a MW0 — indicatore a lancetta (range 0–100)
Display collegato a MW0 — valore numerico
Bargraph collegato a MW0 — barra verticale
Slider collegato a MW0 — per simulare il sensore di livello
Text — “LIVELLO SERBATOIO” come titolo

RUN → muovi lo slider e osserva Tank, Gauge, Display e Bargraph aggiornarsi in tempo reale.

Esercizio 11.3 — HMI + Ladder combinati

Combina HMI e Ladder: il serbatoio dell’esercizio 11.2 con il controllo livello della lezione 09:

Lo Slider HMI scrive su MW0 (simula il sensore)
Nel Ladder: MW0 < 20 → Set Q0.0 (pompa ON), MW0 > 80 → Reset Q0.0 (pompa OFF)
Nell’HMI: aggiungi una Pump collegata a Q0.0 e un LED “POMPA” collegato a Q0.0
RUN → muovi lo slider. La pompa si avvia automaticamente quando il livello è basso e si ferma quando è alto

Esercizio 11.4 — Sfida: pannello semaforo

Sfida: riprendi il programma semaforo della lezione 06 e costruisci un HMI con:

Una Light (colonna luminosa) collegata a un MW che codifica il colore (1=rosso, 2=giallo, 3=verde)
Un Button START e un Button STOP
Un Display che mostra il tempo rimasto nella fase corrente
Un Text che indica la fase corrente

Suggerimento per la Light

La Light legge un valore MW. Nel Ladder, aggiungi dei Network che scrivono il valore in MW0: se M0.0 (verde) → MW0=3, se M0.1 (giallo) → MW0=2, se M0.2 (rosso) → MW0=1. Dato che il simulatore non ha istruzioni MOVE dirette, puoi usare un approccio creativo: Set/Reset diversi Merker che controllano il valore, oppure gestirlo interamente con i comparatori che hai imparato.

Esercizio 11.5 — Sfida: HMI multi-pagina

Sfida avanzata: crea un HMI con due pagine:

Pagina 1 “Controllo”: pulsanti START/STOP, LED stato motore, Motor animato
Pagina 2 “Monitoraggio”: Tank con livello, Gauge temperatura, Trend del livello nel tempo
Configura un tasto funzione F1 per passare alla Pagina 1 e F2 per la Pagina 2

❓ Quiz rapido

1. Un pulsante HMI è configurato come “momentary” su I0.0. Cosa succede quando l’operatore preme e rilascia?

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Quando preme: I0.0 = 1. Quando rilascia: I0.0 = 0. È come un pulsante fisico — attivo solo finché è premuto. Se il programma Ladder usa un’autoritenuta o un Set, l’azione persiste. Se usa una bobina standard, l’azione dura solo il tempo della pressione.

2. Un LED HMI è collegato a Q0.0 ma non si accende quando il motore gira. Cosa controllo?

Mostra risposta

Verifica la configurazione del widget: tipo variabile (deve essere Q), byte (0) e bit (0). Se tutto è corretto, verifica che il programma Ladder stia effettivamente scrivendo Q0.0 = 1 (controlla nel pannello I/O a destra). Se Q0.0 è a 1 nel pannello ma il LED HMI non si accende, il collegamento del widget è sbagliato.

3. Qual è la differenza tra un Button “momentary” e un Button “toggle”?

Mostra risposta

Momentary: attivo (1) solo mentre è premuto, torna a 0 al rilascio. Come un pulsante fisico a molla. Toggle: ogni click alterna lo stato (0→1, 1→0). Come un interruttore. Scegli momentary per START/STOP (il Ladder gestisce la memoria con Set/Reset), toggle per selettori ON/OFF dove vuoi che lo stato resti.

4. Un Tank mostra il 50% ma nel Ladder MW0 vale 13824. Perché non mostra 13824?

Mostra risposta

Il Tank interpreta il valore MW come percentuale di riempimento (0–100). Se il range del widget è configurato come 0–100, il valore 50 nel MW corrisponde al 50% di riempimento. Se MW0 vale 13824, il Tank mostra erroneamente un livello fuori scala (>100%). La soluzione: nel Ladder, converti il valore analogico (0–27648) in percentuale (0–100) prima di scriverlo in MW, oppure configura il range del Tank su 0–27648.

5. Posso avere più widget collegati alla stessa variabile?

Mostra risposta

Sì, quanti ne vuoi! Nell’esercizio 11.2, Tank, Gauge, Display e Bargraph leggono tutti MW0 — mostrano lo stesso dato in modi diversi. È una pratica comune: un Display mostra il numero esatto, un Gauge dà una lettura intuitiva “a colpo d’occhio”, e un Trend mostra l’andamento nel tempo. Più widget = più informazione per l’operatore.

Prossima lezione →

Lezione 12 — Gestione Progetti e Salvataggio
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Salvare, esportare, organizzare — e preparare il portfolio
per i progetti finali del livello Esperto.