Automazione di un sistema di collaudo statistico di frigoriferi a fine linea

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"NI Compact FieldPoint, rinnovato nella meccanica rispetto al FieldPoint tradizionale, ben si adatta ad essere applicato nelle aree di test, soggette a vibrazioni, e dislocate in differenti zone dello stabilimento."

- D. Giarrusso, FIELD DATA

The Challenge:
Implementare un sistema di verifica delle prestazioni di temperatura di frigoriferi domestici, inserito in un più generale sistema di collaudo statistico, le cui postazioni di prova, alimentate casualmente, sono poste alla fine di piu’ linee di produzione.

The Solution:
: La necessità di un hardware di acquisizione distribuito alla fine di più linee di produzione, in un ambiente industriale con vibrazioni meccaniche e disturbi elettromagnetici, ci ha portati alla scelta del sistema modulare di I/O distribuito NI Compact FieldPoint

Author(s):
D. Giarrusso - FIELD DATA

Il sistema di collaudo statistico di apparecchi frigoriferi è stato concepito con un’architettura hardware/software complessa, che permettesse l’accesso differenziato a diverse tipologie di utenti, ognuna con mansioni ed autorizzazioni diverse.
- Gli operatori di collaudo, che lavorano a turni di 8 ore, devono materialmente eseguire tutti i test previsti sugli apparecchi estratti statisticamente dalla produzione, tra i quali la verifica che le temperature delle celle siano contenute in determinati range. Il sistema permette di gestire il turno di lavoro, il lotto di apparecchi testati, i test sugli apparecchi, e gli eventuali difetti riscontrati. Gli operatori possono agire solo sugli apparecchi relativi al proprio turno di lavoro, ed accedono al sistema dal PC CABAS dedicato.
- Il responsabile della qualità può operare su tutti i lotti di apparecchi testati, eseguire eventualmente nuove prove, creare dei rapporti di non conformità in caso di difetti di una certa gravità per i quali è necessario prevedere azioni di correzione, ed eseguire report statistici mensili o annuali sulla difettosità, suddivisi secondo alcuni possibili criteri. Il responsabile della qualità può accedere al sistema sia dal proprio PC in rete aziendale, che dal PC CABAS.
- Il responsabile di produzione, ed il responsabile di fabbrica, devono essere tenuti al corrente sull’andamento della difettosità, ed apporre, per presa conoscenza, i loro visti. Accedono al sistema dal proprio PC in rete aziendale.
Il PC CABAS, posto in prossimità di un’area di test relativa ad una delle linee di produzione, è dotato di due diverse schede di rete, connesse, rispettivamente, la prima alla rete aziendale, e la seconda, tramite hub, ai sistemi NI Compact FieldPoint posti in ognuna delle aree di test.
Ogni area di test è dotata di una interfaccia Ethernet per NI Compact FieldPoint a 4 slot cFP-1804, e di 3 moduli per l’acquisizione di 8 termocoppie cFP-TC-120. L’area di test è composta da 12 postazioni di prova, ognuna delle quali può acquisire due temperature. Il sistema NI Compact FieldPoint, rinnovato nella meccanica rispetto al FieldPoint tradizionale, ben si adatta ad essere applicato nelle aree di test, soggette a vibrazioni, e dislocate in differenti zone dello stabilimento.
L’architettura del software è client/server.
Sul PC CABAS sono sempre attive le due applicazioni server multithreading “CABAS Hardware Manager” e “CABAS Test Manager”, realizzate in tecnologia DCOM (Distributed Object Component). Entrambe le applicazioni non sono dotate di interfaccia utente, ad eccezione di una finestra di log per la manutenzione (vedi Figura1): esse mettono a disposizione le loro strutture dati e le loro funzioni.
CABAS Hardware Manager espone le funzioni di lettura delle temperature, e al suo interno utilizza una DLL scritta in NI LabWindows CVI che realizza le interfacce verso NI Compact FieldPoint.
CABAS Test Manager è il gestore delle prove: utilizzando le funzioni di CABAS Hardware Manager, mette a disposizione dei clients i metodi per far partire o abortire le prove sui vari posti prova, richiedere lo stato di eventuali allarmi, etc.
La parte client dell’applicazione è disponibile sia sul PC CABAS, che sui PC dei responsabili abilitati all’uso del sistema e connessi in rete aziendale. A seconda del tipo di utente che si logga al sistema, sono abilitate solo alcune delle possibili funzionalità. Nella Figura 2 è mostato un esempio della interfaccia utente del Responsabile Qualità, il quale è abilitato a tutte le funzioni del sistema, ed è anche incaricato della gestione degli utenti.
L’applicazione client è realizzata in Microsoft VisualBasic con l’utilizzo dei controlli grafici e statistici di NI Measurement Studio. L’interfaccia del client è del tipo “esplora risorse”:
- sulla sinistra una struttura ad albero permette di visualizzare sia i posti prova posizionati nelle aree di test a fine linea, che il lotto di apparecchi (per motivi “storici” chiamato Foglio Cabina) di un particolare turno.
- In alto la barra dei menù mette a disposizione tutte le funzionalità abilitate per l’utente, e la barra dei pulsanti permette l’esecuzione veloce delle funzionalità più frequenti.
- A destra è presente una particolare barra dei pulsanti che mette a disposizione gli strumenti per interagire con i grafici (zoom, pan, cursori, annotazioni, stampa, ect)
Tutte le principali operazioni sono attivate tramite menu contestuali, cliccando col tasto destro del mouse su un qualsiasi elemento dell’albero. Ad esempio,
- Cliccando sul lotto (foglio cabina) è possibile visualizzarne il riassunto della difettosità, o inserire un nuovo apparecchio.
- Cliccando su un frigorifero, è possibile modificarne i dati, inserire un nuovo difetto riscontrato, visualizzare l’elenco delle prove eseguite, eseguire nuove prove.
- Cliccando su una prova, è possibile abortirla o terminarla anticipatamente, visualizzare e stampare grafici, etc.
Alcune di queste funzionalità sono implementate direttamente sul client: ricerche in archivio (Microsoft SQLServer2000), grafici e reports (Microsoft Excel 2003). Altre funzioni vengono richieste al CABAS Test Manager (start, abort, acknowledge allarmi, etc).
Conclusione
La grande flessibilità del sistema NI Compact FieldPoint, e la potenzialità degli ambienti di sviluppo software National Instruments, anche in combinazione con altri linguaggi e tecnologie, ci hanno dato tutti gli strumenti necessari per implementare in modo ottimale questo sistema, che sta dando al nostro cliente grandi soddisfazioni per la facilità, la versatilità, la velocità, e la precisione con cui può oggi gestire i suoi collaudi statistici.

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