WATER MONITOR: CONTROLLO DEPURATORI ACQUA A OSMOSI INVERSA
Water Monitor è un sistema, composto da componenti hardware e software, per il controllo del depuratore a osmosi inversa, con sensori specifici per il monitoraggio della qualità dell'acqua, relativa ai "Solidi Totali Disciolti" (TDS), pressione del flusso di alimentazione e temperatura.
a) Server per Windows Seven/11, installato su di un PC server raggiungibile in NAT da un IP pubblico e con le porte in entrata 8081 (dati), 8082 (servizi http), 8084 (per le applicazioni web). Sul server viene anche installato, opzionalmente, il device Multisim (che usa la porta 8082) per l’acquisizione e l’invio degli SMS nella comunicazione GSM con le macchine.
b) Manager per Windows Seven/11, installato nei vari reparti di produzione, magazzino e amministrativi, svolge varie attività che vanno dal censimento e codifica della macchina e caricamento del firmware nella scheda, alla gestione della movimentazione delle macchine, alla loro amministrazione nella vendita e controllo remoto delle macchine diretto tramite SMS o indiretto tramite eventi programmati. Il manager può essere utilizzato in sedi distaccate tramite internet (https).
c) App nativa android per tablet o smartphone, suddivisa in versione Tech e User destinate all’uso Tecnico per l’installazione e messa a punto della macchina, con gestione delle assistenze, ed all’uso Utente per il monitoraggio o regolazione della macchina. Entrambe le versioni colloquiano con la centrale e possono eseguire eventi programmati.
d) Web app (PWA), che è una versione con funzionalità ridotte rispetto alle app native, ancora in corso di sviluppo. Richiede l’accesso alla linea dati della centrale con un DNS certificato.
e) Scheda di controllo e sensori, installati nella macchina. La scheda è pilotata da un processore ESP32 che utilizza (opzionalmente) anche un modulo SIM per le comunicazioni GSM/SMS. La comunicazione principale con la scheda è stata implementata usando il WiFi Socket. La scheda può montare sensori multifunzione “all in one” (Microsiemens/TDS, flusso e temperatura) sia in ingresso che in uscita con attacchi femmina da ¼ ed una valvola motorizzata per la regolazione (anche remota) della qualità dell’acqua in microsiemens o TDS. Opzionalmente può montare un display grafico per indicare i valori di monitoraggio ed un sensore antiallagamento. Ha dei led di stato ed un buzzer sonoro per gli avvisi ed allarmi. Il tutto è cablato in una scatola, che permette un certo isolamento, dalle dimensioni di 8.50 x 6.50 x 4.50 cm e che è possibile installare su qualsiasi parte dello chassis della macchina (consigliata) oppure alloggiata internamente alla macchina (sconsigliata in quanto per intervenire sulla scheda occorre poi aprire la macchina).
f) Firmware schede, creato con Arduino ver. 1.8.19 e caricato nelle schede in automatico col programma Manager al momento della creazione in archivio della macchina.
IMPORTANTE : Tutte le parti (dove previsto) possono essere personalizzate nei loghi, diciture e nelle funzionalità usabili.
IL SERVER WATER MONITOR
Il server può essere installato su un PC server raggiungibile in NAT da un IP pubblico e con le porte in entrata 8081 (dati), 8082 (servizi http), 8084 (per le applicazioni web). Sul server viene anche installato, opzionalmente, il device Multisim (che usa la porta 8082) per l’acquisizione e l’invio degli SMS nella comunicazione GSM con le macchine.Per tutte le procedure di installazione e configurazione del multisim riferirsi al manuale “Multisim EJOIN Impostazioni.docx”.
GESTIONE OPERATORI
Dal menù “Gestisci dati generali” quindi “Accesso utente e log operatori” è possibile creare e manutenere l’elenco di tutti gli operatori amministrativi, di produzione, di magazzino ed installatori che operano nell’azienda. L’accesso al programma manager o alle varie App o Web app è loggato con le informazioni gestite in questo modulo.
Solitamente i moduli sul programma manager sono organizzati in base al livello di ingresso utente nel seguente modo :Livello A) Amministratore, tutti i moduli (o con ingresso senza login)
Livello B) Uffici amministrativi e rapporti con i clienti
Livello C) Reparto produzione e collaudo macchine
Livello D) Magazzino spedizioni
Livello E) Tecnici installatori e manutentori. Questo livello è usato soprattutto per l’ingresso alle app o web app.
IMPOSTAZIONI DI PROGRAMMA
Chiedi login utente permette di usare la maschera di login all’accesso al programma manager. Dopo l’installazione del server occorre spuntare in impostazioni di programma, pagina generale, la voce Usa server http. Usa la porta nr. 8082. Questo per consentire al client manager di comunicare i messaggi di collaudo delle macchine al server.IL CLIENT MANAGER WATER MONITOR
Nelle impostazioni di programma occorre configurare l’accesso dati e servizi del server che normalmente consiste in un IP pubblico se l’azienda ha sedi distaccate oppure un IP LAN se ci troviamo nella stessa sede. Ovviamente occorre configurare la postazione server con le varie porte in entrata richieste e trattate nella parte di installazione del server. E’ possibile anche avere tutto (Server e Manager) sulla stessa postazione con un accesso in “localhost”.Un altro parametro importante è la cartella dello “Sketch” che è fortemente consigliato avere sulla root di windows ovvero in una cartella del tipo “C:\WMM_Sketch”. Solitamente il setup installa in maniera predefinita questa cartella all’installazione del manager. La ragione risiede nel fatto che percorsi a file con spazi all’interno possono generare problemi di caricamento del firmware facendo fallire la chiamata alle procedure del loader.
Il Chiedi login utente permette di avere una maschera loggata di ingresso al programma facendo comparire un menù moduli personalizzato in base al livello di utente che vi entra.
Di seguito uno screen shot delle impostazioni generali di programma.
CREA E COLLAUDA MACCHINE : GESTIONE TIPO MACCHINA E DISTINTA BASE
Il primo passo è quello di creare l’elenco delle tipologie delle macchine prodotte, con l’eventuale distinta base o componenti che la compongono. Per avviare il modulo premere su “Mostra imp. predef. /Di.Ba.”.Se le macchine prodotte sono con scheda di controllo occorre impostare i seguenti parametri :
1. Firmware di controllo scheda che è il “base-name” dello sketch principale, senza l’estensione.
2. Spuntare Installa / aggiorna firmware.
3. Il modello che deve essere impostato a “Plus”, ovvero macchina con scheda.
4. La porta COM usata per il setup delle schede. Normalmente quando viene caricato il firmware via USB questa porta rimane invariata anche per i successivi usi. Per ricavarla collegare una scheda di prova ed ispezionare da Gestione dispositivi di Windows quale numero di porta (da porte COM e LPT) è stata assegnata.
5. Se la macchina usa il modulo SIM di comunicazione con scheda telefonica inserita occorre indicare il telefono di comunicazione che normalmente è usato dal Multisim collegato al server. Per completare questa configurazione occorre anche indicare il numero di porta del Multisim e lo stesso telefono di comunicazione nella tabella Tipi_Mac del server.
La spunta su Richiedi ICCID e nr. di telefono scheda consente di controllare, in fase di setup, se il numero di telefono della scheda è stato indicato. E’ consigliato spuntarlo.
6. Impostazione dei parametri funzionali, che è possibile caricare di default, e di quelli di connessione alla macchina via socket (Nome WiFi e indirizzo IP).
I parametri funzionali sono obbligatori nel caso di uso delle schede di pilotaggio e possono essere anche variati per la regolazione ottimale del funzionamento di monitoraggio della macchina.
IMPORTANTE : Il Nome WiFi e l’indirizzo IP scheda sono scritti al livello di firmware nella scheda e pertanto sono configurati all’inizio dell’attività di creazione delle stesse e non possono essere cambiati successivamente, salvo supervisione tecnica.
CREA E COLLAUDA MACCHINE : CREAZIONE, INIZIALIZZAZIONE E COLLAUDO MACCHINA
La creazione di una macchina può essere fatta selezionando il tipo di macchina da creare con i selettori in alto a sinistra e caricando direttamente il firmware tramite il tasto “Crea ed inizializza macchina plus”. Il sistema avvierà il programma loader dello skecth ed alla fine, se non si sono avuti problemi, assegnerà il codice macchina e tutte le altre informazioni necessarie già predisposte nella gestione tipo macchina e distinta base.
Nel caso di uso delle schede telefoniche sarà proposta una maschera che consente di inserire manualmente il numero di telefono o il codice ICCID tramite lettore barcode della scheda eventualmente censita nell’archivio Schede telefoniche.Finito di inizializzare la scheda, essa segnalerà dei messaggi di anomalia con flash luminosi veloci indicando che non è ancora attiva. Questo fin quando la macchina non sarà attivata durante la fase successiva del collaudo oppure tramite il tecnico addetto all’installazione.
Per questo, un altro parametro importante è il codice di attivazione che deve essere generato e può essere associato alla macchina e che consente di attivare successivamente, tramite collaudo, tablet tecnico o via SMS, le funzionalità complete della macchina.
Si possono creare anche macchine standard (senza scheda) tramite il tasto “Crea macchina standard”.
Con il tasto “Rileva e modifica macchina plus” il sistema, tramite la porta COM impostata, si collega alla scheda realizzando una lettura stato macchina e caricando tutte le informazioni anagrafiche e funzionali della macchina. E’ importante selezionare prima il tipo di macchina che si vuole rilevare.
COLLAUDO MACCHINA
Il collaudo della macchina è realizzato in due fasi distinte : il test di comunicazione e quello delle prestazioni.
Il test di comunicazione permette di testare se la comunicazione con essa è corretta (quindi di escludere già una parte di possibili problemi sulla scheda), di inizializzarla con i parametri definitivi ed eventualmente attivarla in automatico durante questa fase.Il test prestazioni riguardo flusso, pressione e qualità dell’acqua erogata è al momento in versione beta ed è basato sulla strumentazione e le possibilità che l’azienda ha a disposizione per poter collaudare la macchina. Non è consigliato nel test far passare acqua su una macchina nuova per ragioni di sterilizzazione e integrità delle membrane o filtri, ma si potrebbe ottenere un certo test pompando aria o sostanze consentite.
A fine collaudo il sistema permette di confermarlo con un test “OK” oppure di sospenderlo con un “KO o da Revisionare” facendola apparire nei vari elenchi di colore differente. Se collaudo OK è permessa anche la stampa di un’etichetta da apporre sullo scatolo della macchina.
CREA MOVIMENTI MACCHINE : SCARICO DA PRODUZIONE, SCARICO DAL MAGAZZINO E CARICO MACCHINE
Le operazioni di movimentazione macchine, solitamente eseguite dopo la fase di produzione, consentono di aggiornare, per ogni singola macchina, le informazioni di “spostamento” relative al tecnico o rivenditore a cui sono consegnate, il cliente a cui sono installate e la data ed ora delle operazioni. Sono previste stampe di eventuali ricevute di transito.
Nelle impostazioni di programma si possono definire delle impostazioni utili ad agevolare il lavoro di movimentazione.In particolare se il reparto produzione e magazzino sono nello stesso luogo è possibile spuntare “Scarica contemporaneamente dalla produzione e dal magazzino”. Lo scarico dal magazzino spesso presuppone la consegna ad un tecnico che installerà la macchina presso il cliente interessato; in questa fase è possibile già creare, in automatico allo scarico, un evento che identifica l’intervento di installazione della macchina da parte del tecnico designato spuntando “Crea evento di installazione allo scarico dal magazzino”.
L’acquisizione della macchina può essere fatta con lettore di barcode tramite l’etichetta apposta sullo scatolo. Per ogni macchina è possibile assegnare delle annotazioni ed alla fine, prima di aggiornare i movimenti, si può anche stampare una ricevuta di consegna che è possibile personalizzare e far stampare in automatico alla fine dell’operazione di scarico.Lo scarico dal magazzino segue le stesse procedure dello scarico da produzione con in più la possibilità di creare anche un movimento di installazione, per come descritto nelle impostazioni delle movimentazioni macchine.
Il carico macchine è utile nel caso in cui una macchina è “ritornata” in azienda per riparazione o manutenzione. Le informazioni generali della testata macchina sull’ultimo scarico vengono azzerate, in quanto probabilmente, dovrà poi essere creato un ulteriore movimento di scarico dal magazzino per riconsegna al cliente, con eventuale creazione di un evento di installazione.IMPORTANTE : il flag “Correzione” consente di riprendere lo scarico o carico precedente e di rettificarne le informazioni di movimentazione. Il track dell’operazione precedente viene conservato e ne viene creato un altro di rettifica (RET_M) con l’indicazione della data ed ora del precedente. L’eventuale creazione automatica dell’evento di installazione viene inibita.
CREA INSTALLAZIONI ED ASSISTENZE, INTERROGA MOVIMENTI
Questo modulo può essere gestito anche dall’ufficio amministrazione clienti per creare e manutenere tutti gli interventi di installazione o manutenzione sulle macchine. Selezionata la macchina, con la console dei tasti operativi in basso, si possono creare, modificare ed eliminare nuovi interventi o modificare le informazioni gestionali ed anagrafiche sulla macchina.Si possono anche stampare elenchi.
Le interrogazioni con questo modulo possono essere fatte selezionando un criterio di ricerca tramite l’elenco a discesa di selezione rapida macchine, posto in alto a sinistra.In base alle informazioni di track delle macchine possono essere selezionate le macchine in base ai loro movimenti : se presenti in produzione, in magazzino o consegnate ai tecnici, installate presso i clienti, ecc.
Facendo invio sulla macchina selezionata o con il tasto “Recupera / aggiorna eventi macchine” si recuperano tutti gli eventi associati ad ogni macchina.
USO DELL’APP TECNICO (TABLET/SMARTPHONE) PER ESEGUIRE LE ASSISTENZE
Le assistenze stabilite dalla centrale (dal magazzino o ufficio amministrazione) possono essere trasferite su tablet o smartphone per essere eseguite dai tecnici incaricati all’installazione o manutenzione.Sulla finestra principale del programma premere sul tasto “Gestisci interventi”.
Comparirà una maschera che consente di sincronizzare le assistenze con la centrale, recuperando quelle da fare ed inviando quelle fatte. Per eseguire un’assistenza basta cliccare sulla freccia a lato per aprire la maschera di gestione giù illustrata.
In questa maschera vi è un elenco di materiali e servizi precaricati in centrale che il tecnico può selezionare, indicandone le quantità, ed eventualmente scrivendo delle annotazioni sull’intervento fatto. A fine compilazione premere Salva e poi sincronizzare gli interventi dalla maschera precedente di elenco.Nella figura giù si vede il resoconto intervento in centrale dopo la sincronizzazione.
APP TECNICO (TABLET/SMARTPHONE): MONITORAGGIO E REGOLAZIONE MACCHINA
L’accesso alla macchina è fatto tramite WiFi con il nome stabilito dalla centrale, ovvero quando la macchina è accesa nelle connessioni WiFi disponibili troviamo anche un “ssid” del tipo OSMOSITEC-PLUS o WATERMONITOR-PFX.Quindi per connettersi alla macchina occorre procedere con i seguenti steps :
1. Connettere il tablet o telefonino ad internet.
Se si è connessi ad una WiFi accertarsi che abbia la connessione o se ci si connette con la SIM telefonica per i tecnici è consigliato avere attiva, sulle impostazioni WiFi, “Passa a rete dati”, questo per essere certi che si abbia sempre a disposizione una connessione ad internet.
2. Con il tasto “Connetti alla macchina” inserire il codice macchina interessato e quindi fare “OK”. Il sistema recupererà dalla centrale le informazioni di accesso alla macchina e quindi tenterà la connessione ad essa.
Se la connessione alla macchina fallisce, come mostrato in figura, probabilmente occorre selezionarla dal pannello connessioni WiFi. Quindi riprova la connessione.Nel caso di chiusura e riapertura dell’app, dopo la connessione alla macchina, il sistema potrebbe mostrare la maschera di mancata connessione alla centrale. Si può ignorare questa situazione semplicemente premendo su “NO” ed entrando in stand-alone, continuando a connettersi e monitorare la macchina.
L’attività di monitoraggio e regolazione è utile per accertare il corretto funzionamento della macchina riguardo alla quantità dei litri erogati, alla qualità in Microsiemens (µS) (o total dissolved solids, TDS) dell’acqua prodotta ed eventualmente al livello del segnale di ricezione SIM telefonica se presente. In questa fase il tecnico può regolare, secondo richiesta, il valore del TDS o µS in erogazione della macchina. Il valore in ingresso invece viene ricavato automaticamente se il sensore dell’acqua in ingresso è installato oppure, nel caso contrario, il tecnico può indicare un valore di riferimento ricavato manualmente tramite il suo conducimetro. Questo per avere un parametro di comparazione della qualità dell’acqua in ingresso e quello che abbiamo in uscita !La macchina calcola anche delle medie relative ai LT/Ora erogati che possono servire ad avere una stima se l’impianto è nei parametri previsti per il corretto funzionamento.
Con il tasto “Impostazioni macchina” possiamo accedere a delle funzionalità che riguardano la reimpostazione di alcuni parametri macchina differentemente da quelli stabiliti di fabbrica.
FUNZIONALITA' AVANZATE: GLI EVENTI PROGRAMMATI
Gli eventi programmati consentono di eseguire dei comandi (in differita) sulla macchina tramite l’app (tablet/smartphone) in dotazione al tecnico oppure con l’app consegnata al cliente (nella versione User) per monitorare la propria macchina.Quando vengono acquisite dalla centrale le informazioni di accesso alla macchina, vengono recuperati anche gli eventuali eventi da eseguire.
Dalla centrale per programmare un evento occorre usare il modulo “Archivio macchine” (figura in alto), selezionare la macchina interessata e quindi fare “Crea evento programmato”. Appena l’app tecnico o quello utente potrà aggiornarsi con la centrale verrà ritornato anche il risultato (Esito ed info intervento) dell’esecuzione del comando impostato per l’esecuzione.Gli eventi programmati hanno il vantaggio di poter eseguire azioni sulla macchina di destinazione sprovviste di modulo SIM per il pilotaggio diretto, e anche senza l’ausilio del tecnico presente in installazione o manutenzione.
PROTOTIPO DI ESEMPIO
Nella figura seguente è illustrato un prototipo da laboratorio della macchina a scopo di avere un’idea di come un impianto tipo si presenta con i sensori montati e la scheda di controllo che al momento è provvisoria. Infatti la scheda deve risiedere nella scatola poi montata lateralmente allo chassis o all’interno della macchina, con il display, antenna, led ed altri componenti affacciati sul coperchio.
