Siemens d.o.o.
Avtor: Toni Zupančič
Sodobni industrijski procesi zahtevajo vedno bolj prilagodljive, vizualno napredne in podatkovno bogate uporabniške vmesnike. Klasični HMI elementi teh zahtev pogosto ne zmorejo več zadovoljiti, zato se pojavlja potreba po rešitvah, ki omogočajo večjo prilagoditev in odprtost do spletnih tehnologij.
WinCC Unified to omogoča s konceptom Custom Web Controls (CWC). Ta razvijalcem omogoča svobodo pri oblikovanju lastnih naprednih vizualnih komponent, ki presegajo zmožnosti standardnih HMI elementov in integracijo zunanjih storitev. V nadaljevanju je predstavljen koncept uporabniških kontrol, tehnične osnove in praktični primeri uporabe iz prakse.
Kaj je CWC?
CWC je uporabniško definirana spletna kontrola, ki se integrira v projekt za vizualizacijo. Za razliko od klasičnih HMI objektov je CWC v osnovi samostojna spletna stran, ki sama po sebi lahko deluje v spletnem brskalniku na kateri koli napravi. Logični del kontrole je napisan v JavaScriptu, vizualni del pa temelji na HTML in CSS, kot običajne spletne strani. Po potrebi lahko kontrola vključuje tudi poljubne knjižnice. CWC kontrolo je potrebno ustrezno pripraviti, da se jo uvozi v razvojno okolje TIA Portal in jo potem uporabi v projektih za vizualizacijo procesov. V TIA Portalu je mogoče kontrolo konfigurirati – na primer izbrati barvo, število prikazanih elementov ali nastaviti izmenjavo podatkov s HMI/SCADA sistemom. Zgradba kontrole je natančneje predstavljena v nadaljevanju.
Uporabnost CWC kontrol
ar temelji na spletnih tehnologijah, v naš sistem za vizualizacijo. Na Siemensovi spletni strani: https://support.industry.siemens.com/cs/bo/en/view/109779176
se nahajata dva primera uporabniških kontrol z navodili, ki prikazujejo celotni razvojni proces. S pomočjo priloženih navodil je enostavno obstoječi kontroli prilagoditi lastnim potrebam. Kontrole se pogosto uporabljajo za dinamični prikaz podatkov oz. informacij.
Primeri takšnih prikazov so različni grafikoni – stolpični, radarski/pajkovi (‚spyder diagram‘), 3D in drugi. Grafikoni so navadno narejeni s pomočjo knjižnic, ki so na voljo na spletu. Številne knjižnice so brezplačne. Ker so možnosti pri grafičnem oblikovanju CWC kontrol praktično neomejene, so le-te uporabniku na pogled pogosto bolj privlačne kot osnovne sistemske kontrole. Posledično so tudi boljša izbira za prikaz informacij pri izdelavi naprednih Dashboardov. Poleg naprednih grafičnih prikazov CWC kontrole omogočajo tudi izdelavo vmesnikov za izmenjavo podatkov med različnimi sistemi oz. so pripomoček za OT/IT integracijo. V nadaljevanju bo med drugimi predstavljen primer kontrole, ki iz API vmesnika pridobiva podatke o porabi električne energije.
Primeri uporabe v praksi
Do sedaj smo se srečali že s številnimi CWC kontrolami, bodisi razvitimi s strani Siemensa ali lokalnih strank. V nadaljevanju predstavljamo tri CWC kontrole za različne namene.
Kot prvi primer sta podana dva različna diagrama za prikaz podatkov, ki ju vidimo na sliki 1. Diagram na levi strani slike je bil razvit za potrebe kupca po dnevnem prikazu porabe različnih energentov. Kontrolo ali v tem primeru stolpični grafikon, je možno v TIA Portalu dodatno urediti. Spremeni se lahko barvo prikaza, število stolpcev in tudi tip diagrama (stolpični ali črtni diagram). Da imamo možnost urejanja kontrole v TIA Portalu mora biti le-ta ustrezno pripravljena.
Drugi primer CWC kontrole je prikaz dinamičnih 3D modelov – slika 2. Kontrola omogoča prikaz modelov različnih formatov. Gre se za integracijo three.js knjižnice v WinCC Unified sistem. Vsak posamezni gradnik (‚mesh‘) je možno povezati s spremenljivkami Runtime sistema, kar omogoča dinamični prikaz 3D modela. Kot je razvidno na sliki 2, je možno gradnikom prilagoditi barvo, kar je uporabno za prikaz statusa delovanja. Možno je tudi premikati gradnike po oseh ali sprožiti določeno akcijo ob kliku na gradnik. Na primer, ob kliku na motor, se odpre pojavno okno s podatki dotičnega motorja. Seveda je možno model poljubno rotirati, spremeniti zorni kot pogleda, približati posamezni gradnik ali ga skriti. Uporabniki oz. vzdrževalci tako hitro dobijo informacijo kateremu elementu naprave je potrebno posvetiti pozornost, saj imajo v Runtime sistemu praktično digitalnega dvojčka svoje fizične naprave.
Tretji primer CWC kontrole, služi za pridobivanje podatkov iz MojElektro API vmesnika. Vmesnik uporabnikom omogoča dostop do podatkov o porabi električne energije posameznih merilnih mest, ki jih zbirajo slovenska distribucijska podjetja. Tudi ta kontrola je bila razvita za potrebe kupca. Kontrola dnevno pridobiva podatke o električni energiji iz omenjenega API-ja. Sama kontrola nima uporabniškega grafičnega vmesnika, preko katerega bi nastavili potrebne parametre za zajem podatkov. Parametre, kot so številke merilnih mest in varnostni žetoni za dostop, se nastavi preko internih spremenljivk Runtime sistema. Pridobljeni podatki o porabi se shranijo v podatkovno bazo kot arhivski podatki WinCC Unified sistema. Prikazani pa so v standardni kontrolniki za prikaz grafikonov – Trend control in v tabeli podatkov – Process control, kot navadne arhivske spremenljivke. Iz API vmesnika kontrola pridobiva podatke o 15 minutni porabi električne energije in o absolutni dnevni porabi.
Omenimo še nekaj zanimivih uporabniških kontrol, ki so bile uporabljene v projektih:
Integracija OpenStreetMap karte z lokacijskimi markerji za proženje pojavnega okna s podatki izbrane lokacije.
Integracija vremenske spletne pasice (‚web banner‘) z možnostjo izbire lokacije.
Kontrola za izris zlaganja škatel različnih dimenzij na paleto v realnem času.
Integracija urejevalnika besedil za urejanje G-kode na Unified Comfor panelu.
Integracija AI orodja ChatGPT za pomoč uporabnikom.
Kontrola za zaznavanje aktivnost tipkovnice ali miške.
Zgradba CWC
Celotna kontrola je zapakirana v ZIP datoteko, ki jo kopiramo na ustrezno mesto v inštalaciji TIA Portala. Kot prikazuje slika 3, ZIP datoteka vsebuje tri dele:
assets – mapa z ikono kontrole, ki jo najdemo v TIA Portalu pod objekti ‚My controls‘.
control – mapa s programskim delom, povezane knjižnice in grafične datoteke.
manifest.json – ključna datoteka, ki določa lastnosti, dogodke (‚events‘) in metode kontrole ter povezuje kontrolo z razvojnim in Runtime okoljem.
Datoteka manifest.json določa, katere lastnosti kontrole so nastavljive v TIA Portalu in katere spremenljivke kontrole so povezane s spremenljivkami HMI/SCADA sistema. Omogoča tudi implementacijo metod in dogodkov, ki jih sproža CWC in s tem aktivira določene akcije v sistemu.
Zaključek
Uporabniške kontrole v okolju WinCC Unified predstavljajo enega najmočnejših mehanizmov za razširitev funkcionalnosti sodobnih HMI/SCADA sistemov. S tem ko dopolnjujejo robustnost industrijske vizualizacije z odprtostjo spletnih tehnologij, omogočajo izdelavo popolnoma prilagojenih nadzornih sistemov, ki temeljijo na dejanskih potrebah v industriji. Za končne uporabnike to pomeni večjo preglednost, hitrejše odločanje in boljšo uporabniško izkušnjo, za razvijalce pa skoraj neomejene možnosti pri nadgradnji vizualizacijskih sistemov, kar dokazujejo tudi primeri iz prakse.
Siemens d.o.o.
Letališka c. 29C
1000 Ljubljana
E-pošta: info.si@siemens.com
T: + 386 1 4746 100
https://www.siemens.si
