Siemens d.o.o.
Avtor: Toni Zupančič
Unified Basic paneli, podobno kot Unified Comfort paneli, ki smo jih predstavili v eni od preteklih številk revije Svet mehatronike, so del obsežnega vizualizacijskega sistema WinCC Unified. Ta sodobni sistem združuje vizualizacijo na različnih platformah – od industrijskih HMI panelov in industrijskih računalnikov, do vizualizacije na krmilnikih SIMATIC S7-1500 ter EDGE napravah.
WinCC Unified temelji na sodobnih tehnologijah, kot so HTML5, SVG grafike in JavaScript, ki jih poznamo predvsem iz IT sveta in spletnih aplikacij. S tem Siemens odpira vrata k bolj fleksibilni, zmogljivi in prihodnosti usmerjeni vizualizaciji v industrijskem okolju.
WinCC Unified je Siemensov sodobni sistem za industrijsko vizualizacijo, razvit povsem na novo – ne kot nadgradnja obstoječih rešitev. Potreba po takšnem sistemu je nastala zaradi vse večje količine podatkov, ki jih ustvarjajo sodobne naprave, zahtev po večji odprtosti in prilagodljivosti ter možnosti oddaljenega dostopa. Hkrati nove IT tehnologije vse bolj prodirajo tudi na področje industrijske avtomatizacije. WinCC Unified je zasnovan z mislijo na prihodnost in je pripravljen na izzive, ki jih prinašajo umetna inteligenca, virtualna in obogatena resničnost ter EDGE in IoT tehnologije.
Standardizacija
Za izdelavo vizualizacije, za vse štiri platforme, torej HMI panele, industrijske računalnike, EDGE naprave in S7-1500 krmilnike, kjer je vizualizacija realizirana preko integriranega spletnega strežnika, uporabljamo inženirsko orodje TIA Portal.
Unified Basic paneli (UBP) so bili prvič dodani v TIA Portal z verzijo V18 Update 3, priporoča pa se uporaba zadnje verzije TIA Portala. Dizajn vizualizacije je homogen, tako da imamo enake elemente in kontrole na vseh podprtih platformah. Zaradi enotnosti sistema lahko projekt začnemo razvijati za UBP panele in ga pozneje enostavno prilagodimo za Unified Comfort panele ali celo za PC Runtime – SCADA okolje. Možno je tudi obratno, da projekt, ki smo ga razvil za PC Runtime okolje, spremenimo v projekt za HMI panel. Za spremembo enostavno zamenjamo napravo v inženirskem orodju TIA Portal. S tem Unified sistem bistveno pripomore k standardizaciji znotraj podjetja, saj objekte za vizualizacijo, kot so na primer faceplate-i, razvijemo enkrat in jih uporabljamo na katerokoli platformi. Standardizacija omogoča hitrejšo izvedbo projektov za programerje, končnim uporabnikom pa zagotavlja enotno uporabniško izkušnjo na vseh platformah ter zmanjšuje potrebo po dodatnem usposabljanju ob uvedbi novih naprav.
Tehnične lastnosti
Portfelj UBP panelov obsega štiri modele različnih velikosti, z diagonalo zaslona od 4 do 12 palcev. Ločljivost zaslonov se prilagaja velikosti posameznega panela, medtem ko so funkcionalnosti enake ne glede na dimenzije. Paneli so opremljeni s kapacitivnim multi-touch senzorjem, ki omogoča upravljanje tudi z rokavicami. Uporabniška izkušnja je primerljiva s sodobnimi mobilnimi napravami – podprte so osnovne geste, kot so swipe, zoom, pan in scroll. Možno je tudi dvoročno upravljanje, ki ga predhodno konfiguriramo v inženirskem okolju TIA Portal. Paneli imajo integrirano detekcijo napačnih interakcij. Primer napačne interakcije je naslonitev s komolcem oz. dlanjo na zaslon – na takšne interakcije se panel ne odzove. Zaslon je dodatno zaščiten s protiodsevnim slojem, ki izboljša berljivost v različnih svetlobnih pogojih. Operacijski sistem novih panelov temelji na Linux jedru. Uporabnik nima dostopa do samega operacijskega sistema, ima pa dostop do tako imenovane nadzorne plošče, kjer lahko nastavi vse potrebno za učinkovito delovanje.
Povezljivost
Na področju povezljivosti z ostalimi napravami imamo širok nabor možnosti. Podprta je komunikacija s SIMATIC krmilniki serije S7-1200/1500, S7-300/400 preko Profinet povezave. Možna je tudi povezava z LOGO! krmilniki, poleg tega pa so podprti tudi komunikacijski protokoli nekaterih drugih proizvajalcev. Na UBP panel lahko sedaj priklopimo kar 8 krmilnikov. Pri OPC UA povezavah lahko panel deluje kot OPC UA klient. Preko USB vmesnikov je možno priklopiti različne periferne enote, kot so miška, tipkovnica, čitalnik črtne/QR kode in podobno. Podatke arhiviramo neposredno na USB ključek, pri čemer se uporablja SQLite podatkovna baza, dobro poznana iz IT sveta. Za UBP panele je v razvoju tudi funkcionalnost WinCC Collaboration, ki je že na voljo na drugih Unified platformah (Unified Comfort paneli in Unified PC Runtime). Ta funkcionalnost omogoča izmenjavo celotnih procesnih slik in alarmov med napravami. V prihodnosti bo možna tudi izmenjava posameznih procesnih vrednosti (tagov) ter parametrov oz. receptov. Tipičen primer uporabe Collaboration funkcionalnosti je proizvodna linija z večjim številom Unified Comfort panelov, ki so povezani z Unified SCADA sistemom. V tem primeru SCADA služi za pregled celotne linije in lahko vsebuje tudi procesne slike posameznih panelov. Procesne slike si paneli lahko izmenjujejo tudi med seboj. Varnost izmenjave podatkov je zagotovljena z uporabo ustreznih digitalnih certifikatov.
Panele je možno vključiti v sistem za centralno administracijo uporabnikov. Za ta namen se uporablja orodje User Management Component (UMC), ki je naslednik rešitve SIMATIC Logon. V UMC lahko uporabnike in njihove pravice ustvarimo ročno ali pa jih uvozimo iz ‚Active Directory-ja‘.
Novosti pri programiranju
Unified sistem nam je prinesel številne prednosti na področju izdelave projekta. Ker je Unified sistem predviden za vse platforme, lahko vse prednosti uporabljamo tudi pri UBP panelih. Ena od teh prednosti je zgradba procesnih slik. Namesto klasičnih predlog oz. ‚template-ov‘, procesne slike oblikujem s pomočjo ‚Screen window‘ tehnologije, ki nam je bolj poznana iz SCADA sistemov. S to tehnologijo razdelimo zaslon na več področij, kot na primer, navigacijski meni, opravilna vrstica, področje za prikaz procesnih slik, področja pop-up zaslonov in podobno. Posamezno področje lahko potem nastavljamo neodvisno od ostalih. Pri novi seriji panelov imamo sedaj na voljo uporabo skript tudi na nivoju Basic panelov. Uporablja se programski jezik JavaScript. S skriptami lahko na primer animiramo razne objekte ali sprogramiramo nove funkcionalnosti, ki niso na voljo v osnovnem naboru sistemskih funkcij. Za lažje programiranje skript si lahko pomagamo s pred-pripravljeno kodo, za bolj pogosta opravila, kot so branje ali zapisovanje procesnih točk, navigacija po procesnih slikah, delo z recepti, povezava s podatkovnimi bazami in podobno. Poleg pred pripravljenih krajši skript, imenovanih ‚snippets‘ (odlomki kode), nam inženirsko orodje TIA Portal nudi tudi Autocomplete in IntelliSense podporo za hitrejše in lažje programiranje. Ena od večjih novosti je tudi možnost uporabe faceplate tehnologije. Kot je bilo že omenjeno v standardizaciji, lahko sedaj razvijemo enoten faceplate in ga uporabljamo na kateri koli Unified platformi.
Novosti pri vizualizaciji
Za prikaz so uporabljene tehnologije, ki so nam poznane iz spletnih strani. Sistem za prikaz uporablja jezik HTML5 in vektorske (SVG) grafike. TIA Portal že vsebuje obsežno knjižnico vektorskih grafik, tudi dinamičnih. Če želimo lasten dizajn vizualizacije, lahko preko zunanjih orodij izdelamo svoje (dinamične) vektorske grafike in jih uvozimo v TIA Portal.
Osnovna vizualizacija vključuje tri različne teme: default, bright in dark. Med samim delovanjem panela lahko enostavno preklapljamo med temami. Bright tema s svetlimi objekti je namenjena uporabi ob dnevni svetlobi, dark s temnimi pa za delo ponoči. Soroden primer temu je menjava dnevne in nočne teme pri napravah za navigacijo v avtomobilih. Če nam osnovne teme ne zadostujejo, lahko preko orodja SIMATIC WinCC Unified Corporate Designer, ustvarimo tudi svoje poljubne teme.
Oddaljeni dostop
Uporabniki lahko do panela dostopajo oddaljeno prek katerekoli naprave z nameščenim spletnim brskalnikom. Gre za asinhroni način dostopa, pri katerem je omogočen en neodvisen odjemalec. Oddaljeni uporabnik ima na svoji napravi prikazane lastne procesne slike, neodvisno od prikaza na samem panelu. Funkcionalnost oddaljenega dostopa je brezplačna, varnost pa je zagotovljena z uporabo varne povezave preko ustreznih digitalnih certifikatov. Certifikate za Unified naprave lahko enostavno ustvarimo z orodjem WinCC Unified Certificate Manager, ki je sestavni del Unified sistema. Na področju kibernetske varnosti UBP paneli sledijo Siemensovemu konceptu Defense in Depth, ki temelji na mednarodnem standardu IEC 62443. Ta pristop vključuje večplastno zaščito industrijskih obratov pred grožnjami in zagotavlja visoko stopnjo varnosti pri uporabi v zahtevnih industrijskih okoljih.
Siemens d.o.o.
Letališka c. 29C, 1000 Ljubljana
E-pošta: info.si@siemens.com
T: + 386 1 4746 100
https://www.siemens.si
