TwinCAT HMI: Jednoduché, otevřené a na platformě nezávislé

TwinCAT HMI: Jednoduché, otevřené a na platformě nezávislé

Jak bude vypadat tvorba HMI v budoucnosti? Jakým způsobem lze vytvořit uživatelské rozhraní pro různá průmyslová odvětví, aby bylo efektivní, uživatelsky přívětivé a zároveň využitelné i v budoucnu? TwinCAT HMI společnosti Beckhoff představuje webové HMI řešení založené na technologiích HTML5 a Javascript. Díky využití těchto technologií je výsledné uživatelské rozhraní nezávislé na platformě, protože jedinou podmínkou kladenou na klientské zařízení je přítomnost prohlížeče internetu s podporou HTML5. Další důležitou vlastností vycházející z použití webových technologií je responzivita výsledného HMI, tedy konzistentní vzhled na zařízeních s různými velikostmi displeje a s různým rozlišením.

Samotné TwinCAT HMI je stejně jako automatizační software TwinCAT 3 integrováno do vývojového prostředí Microsoft Visual Studio. Díky tomu je možné z jednoho prostředí tvořit jak řídicí program, tak uživatelského rozhraní. Pro vývoj v TwinCAT HMI je také možné používat verzovací nástroje pro správu zdrojových kódů typu Team Foundation Server nebo Subversion a tím výrazně ulehčit práci několika vývojářů, kteří jsou blokovaní na jednom projektu.

Balíček TwinCAT HMI obsahuje čtyři základní komponenty:

TwinCAT HMI Creator

Uživatelsky přívětivý grafický WYSIWYG („What you see is what you get“ – „Co vidíte, to dostanete“) editor, ve kterém je možné kompletně vytvořit grafické uživatelské rozhraní i bez znalosti programování. Pro uživatele je dostupná také alternativa tvorby nebo úprav HTML nebo Javascript kódu uživatelského rozhraní přímo z prostředí TwinCAT HMI, případně využití některé z předpřipravených šablon uživatelských rozhraní pro ovládání stroje.

TwinCAT HMI Framework

Komponenta zajišťující funkcionalitu na straně klienta, jako je například zpracování událostí nebo přepínání jazyků. Poskytuje také knihovnu základních grafických prvků použitelných při tvorbě uživatelského rozhraní. Mimo běžné ovládací prvky, jako jsou tlačítka či různé druhy ukazatelů, jsou dostupné i složitější grafické prvky, například pro zobrazování grafů, přehrávání videa či správu receptur. Kombinací základních grafických prvků je dále možné tvořit aplikačně specifické komplexní ovládací prvky, které lze navíc konvertovat do formy znovupoužitelných modulů dostupných přímo z panelu nástrojů, a tím výrazně zjednodušit vývoj dalších vizualizačních aplikací použitím již dříve vytvořených komponent.

TwinCAT HMI Server

Aplikační server, který získává data z real-time systémů a zprostředkovává je klientským zařízením pomocí zabezpečených komunikačních protokolů (HTTPS a WS).

TwinCAT HMI Extensions

Dodatečné uživatelské moduly vyvinuté v C++ nebo .NET, pomocí nichž lze rozšířit funkcionalitu HMI serveru například o další komunikační protokoly nebo o napojení na MES/ERP systémy.

Flexibilní architektura

TwinCAT HMI je použitelné pro aplikace s různou architekturou řízení. Je možné použít běžnou architekturu typu local client, kdy klient, server i řízení běží na jednom PC. Také lze využít architekturu typu multi client, kdy v řídicí architektuře figuruje jeden server a větší počet klientských (například mobilních) zařízení. TwinCAT HMI server může být vázán na jeden či více cílových runtimů (řídicích zařízení), jejichž data vizualizuje (multi runtime architektura). Stejně tak je možné, aby jedno klientské zařízení zobrazovalo vizualizaci z více Twin-CAT HMI serverů.

TwinCAT HMI multi runtime

Událostmi řízené programování

Každý grafický prvek má svou sadu vlastností, kterými je možné parametrizovat jeho vzhled nebo chování. Pro každou z těchto vlastností lze vytvořit vazbu na některý z datových objektů (symbolů) dostupných pro TwinCAT HMI. Jde o následující čtyři základní typy dat: 

  • Interní data – informace pro interní použití vizualizace. Takové informace, které je nutné uchovávat, ale není vhodné, aby byly uloženy a zpracovávány v PLC, protože nemají nic společného s PLC aplikací jako takovou.
  • Externí data – byla získána z nějakého řídicího systému (například pomocí protokolu ADS nebo OPC UA).
  • Data grafických prvků – vlastnosti všech existujících grafických prvků určující jejich vzhled a chování.
  • Lokalizační data – interní informace pro zajištění vícejazyčné vizualizace.

tchmi

Kromě vlastností mají grafické prvky i svou množinu událostí, kdy na každou z nich je možné navázat nějakou sekvenci příkazů a akcí. Tyto události jsou jak obecné (práce s myší nebo touch panelem), tak specifické (například změna hlasitosti přehrávače videa), případně je možné nadefinovat vlastní události spouštěné třeba změnou hodnoty PLC proměnné.

Pro samotnou definici akcí prováděných po výskytu události se využívá grafický editor založený na skládání sekvence programových bloků s určitou funkcionalitou. Pomocí těchto programových bloků je možné přistupovat k libovolným interním nebo externím symbolům, měnit vlastnosti a vzhled grafických prvků, spravovat uživatele, měnit lokalizaci a mnoho dalších akcí. Kromě toho jsou dostupné bloky na realizaci větvení toku programu (podmínky typu if a switch) a podpůrné funkce na práci s řetězci či alarmy. Všechny tyto akce lze nadefinovat graficky bez znalosti jakéhokoli programovacího jazyka, nicméně v případě potřeby lze samozřejmě použít i programování přímo v Javascriptu. Díky těmto možnostem lze elegantně oddělit logiku PLC programu od logiky vizualizace, přičemž na tvorbu vizualizační logiky není díky intuitivnímu grafickému rozhraní nutná znalost vyšších programovacích jazyků.

Beckhoff: New Automation Technology

Beckhoff implementuje otevrené automatizacní systémy založené na technologii PC. Sortiment výrobku: Prumyslová PC, inteligentní svorky I/O a komponenty prumyslových sbernic, technologie pohonu a automatizacní software. Filozofie spolecnsoti Beckhoff "New Automation Technology" znamená univerzální a otevrené rídicí systémy a rešení pro automatizaci, které se používají na celém svete v nejruznejších aplikacích, od CNC obrábecích stroju až po inteligentní automatizaci budov.

 

https://www.beckhoff.com/cz/