Jeśli maszyna i jej aplikacja HMI są w trakcie pracy nawet najmniejsza zmiana może miećogromne konsekwencje. Całe linie produkcyjne są zatrzymywane kiedy inżynier programista - który musiał specjalnie przybyć do zakładu w tym celu - usiłuje uruchomić na nowo maszynę. Efektywnym sposobem na optymalizację kosztów utrzymywania jest modułowość oprogramowania. Aplikacje, których funkcje są zawarte w formie modułowych elementów można utrzymywać w znacznie łatwiejszy i ekonomiczniejszy sposób.
"W trakcie cyklu życia maszyny", wyjaśnia Wolfgang Portugaller, szef architektury systemów B&R "poświęcasz o wiele więcej czasu na adaptacje i utrzymanie oprogramowania niż w okresie kiedy po raz pierwszy tworzyłeś aplikację". Na szczycie bezpośrednich kosztów takich jak wezwanie serwisu na miejsce, szybko mogą znaleźć się dodatkowe koszty,, kiedy maszyna lub cała linia musi być zatrzymana lub kiedy w wyniku aktualizacji oprogramowania w systemie pojawiły się błędy. W dążeniach do zmniejszenie całkowitych kosztów utrzymania, producenci maszyn poszukują sposobów na to, aby oprogramowanie stało jest łatwiejsze i tańsze w utrzymaniu.
Nowoczesna architektura oprogramowania
Obecnie, bardziej zaawansowana architektura oprogramowania umożliwia rozdzielenie aplikacji HMI od logiki sterującej maszyny. "Konwencjonalne rozwiązania HMI są ściśle związane z aplikacją maszyny,"wyjaśnia Portugaller. "Oznacza to, że jeśli wprowadzisz zmianę w logice sterowania, musisz również zaktualizować oprogramowanie. I odwrotnie, jeśli przeprojektujesz interfejs na bardziej przyjazny, musisz jednocześnie zastosować zmiany w logice sterowania."
Aby wyświetlić wartość pewnych zmiennych procesu, na przykład, same zmienne są często powiązane bezpośrednio z odpowiednim elementem UI. I nie jest to oczywiście żaden problem - jak długo maszyna pracuje niezmiennie przez 20 lat. " Niestety, obecnie to się prawie nie zdarza", mówi Portugaller. Zmienne procesy są re-definiowane; Ekrany UI są zmieniane; Dodawani są nowi użytkownicy. Nawet drobna poprawka często wywołuje zaskakującą ilość przeformułowań w aplikacji.
Jednym ze sposobów neutralizowania tego problemu jest W kontekście oprogramowania HMI, SoC oznacza utrzymywanie wyraźnej granicy pomiędzy układem ekranów UI a danymi na wyświetlanymi na nich danymi.
Wymiana danych poprzez OPC UA
"Zastosowaliśmy tą zasadę rygorystyczne do wszystkich aspektów naszego nowego rozwiązania mapp View dla HMI."- tłumaczy Portugaller. Dla komunikacji pomiędzy sterowaniem a aplikacjami HMI, mapp View oparty jest na niezależnym standardzie OPC UA. Aby wyświetlić wartość temperatury, na przykład, aplikacja HMI nie przeszukuje zmiennych w aplikacji sterowania, tylko wartości podane przez serwer OPC UA w sterowniku maszyny.
Zmniejszone ryzyko błędu
"Zalety tego typu architektury stają się wyjątkowo oczywiste" zauważa Portugaller, "zwłaszcza kiedy nadchodzi czas na ponowne wykorzystanie komponentów, zbudowanie nowej wersji maszyny lub wdrożenie zmian podczas utrzymania." Aby zmodyfikować wartości dla obszaru zmiennych procesu - nawet jedną, która jest wyświetlana na 10 różnych ekranach UI - wystarczy wprowadzić zmianę raz na serwerze OPC UA. To praktycznie eliminuje potencjał błędu copy-and -paste czy przypadki przeoczenia.
Jest jeszcze jedna korzyść przemawiająca za zastosowaniem OPC UA. Oprócz prostych, nie przetworzonych danych dostarcza on też informacje kontekstowe w formie meta data. Dla wartości temperatury, oznacza to, że dostajesz nie tylko dane numeryczne, lecz również fizyczne jednostki, które należy zinterpretować, więc nie ma możliwości na błąd konwersji. Jednostki można zamienić pojedynczym kliknięciem lub dotknięciem ekranu UI, bez względu na to, które jednostki są wykorzystane w aplikacji sterującej.
Wolfgang Portugaller, Szef Architektury Systemów, B&R
Zmieniaj watości zadane w bezpieczny sposób
Możliwość transmisji wartości granicznych jest często bardzo pomocna UI natychmiast alarmuje operatora w przypadku wprowadzenia wartości zadanych poza dozwolonym zakresem, więc nie ma wyraźnej konieczności przeszukiwania aplikacji sterowania. Kiedy pracownik utrzymania doda czynnik chłodzący, wartości zadane w aplikacji sterowania są dostosowywane automatycznie i OPC UA serwer w sterowniku maszyny automatycznie dostarcza zmienione dane do aplikacji HMI.
Zarządzaj dostępem w prosty sposób
"Prawa dostępu są jeszcze jedną ważną kwestią związaną ze zmianami wartości zadanych", dodaje Portugaller. Informacje o tym, które osoby na jakich stanowiskach mogą zmienić jakie wartości są zawarte w meta danych OPC UA. System zarządzania dostępem firmy B&R umożliwia definiowanie i zarządzanie stanowiskami, poziomem dostępu i użytkownikami. "W toku działającej aplikacji, możesz swobodnie dodawać użytkowników i przypisywać im odpowiednie role i dostęp kiedykolwiek chcesz. Nie ma potrzeby, aby wprowadzać zmiany w samym systemie zarządzania dostępem."
B&R po raz pierwszy zaprezentowała mapp View na targach SPS IPC Drives w 2015 r. Rozwiązanie HMI jest opcjonalnym komponentem środowiska inżynierskiego Automation Studio dostępnym w wersji 4.2.5 LTS lub wyższej. Pilotażowi klienci używają mapp View już od ponad roku, a pierwsze maszyny są już wykorzystywane i utrzymywane. "Nasi klienci są zachwyceni łatwością utrzymania oprogramowania z mapp View", podsumowuje Portugaller. "Są zaskoczeni widząc, jak duży wpływ może mieć architektura ich oprogramowania HMI na całkowite koszty utrzymania maszyn i linii."
Przygotował: Stefan Hensel