לוח בקרה Habr מבוסס על HMI מבית Advantech

וידאו: מסוף הניהול של Habr. מאפשר לך לווסת קארמה, דירוג ולאסור משתמשים.

TL; DR: במאמר זה אנסה ליצור לוח בקרה קומי של Habr באמצעות סביבת הפיתוח של ממשק תעשייתי Webaccess/HMI Designer ומסוף WebOP.

ממשק אדם-מכונה (HMI) הוא קבוצה של מערכות לאינטראקציה אנושית עם מכונות מבוקרות. בדרך כלל מונח זה מיושם על מערכות תעשייתיות שיש להן מפעיל ולוח בקרה.

WebOP - מסוף תעשייתי אוטונומי ליצירת ממשקי אדם-מכונה. משמש ליצירת לוחות בקרה לייצור, מערכות ניטור, חדרי בקרה, בקרי בית חכם וכו'. תומך בחיבור ישיר לציוד תעשייתי ויכול לעבוד כחלק ממערכת SCADA.

מסוף WebOP - חומרה

מסוף WebOP הוא מחשב בעל הספק נמוך המבוסס על מעבד ARM, במארז בודד עם צג ומסך מגע, המיועד להריץ תוכנית עם ממשק גרפי שנוצר ב-HMI Designer. בהתאם לדגם, למסופים יש ממשקים תעשייתיים שונים על הסיפון: RS-232/422/485, CAN bus לחיבור למערכות רכב, יציאת USB Host לחיבור ציוד היקפי נוסף, יציאת USB Client לחיבור המסוף למחשב, אודיו קלט ופלט אודיו, קורא כרטיסי MicroSD להעברת זיכרון והגדרות לא נדיף.

המכשירים ממוקמים כתחליף תקציבי למחשבי All-in-One, עבור משימות שאינן דורשות מעבדים חזקים ומשאבים של מחשב שולחני מלא. WebOP יכול לעבוד כמסוף עצמאי לשליטה וקלט/פלט נתונים, בשילוב עם WebOPs אחרים, או כחלק ממערכת SCADA.

מסוף WebOP יכול להתחבר ישירות למכשירים תעשייתיים

קירור פסיבי והגנה IP66

בשל פיזור חום נמוך, חלק מדגמי WebOP מתוכננים לחלוטין ללא קירור אוויר אקטיבי. זה מאפשר להרכיב את המכשירים באזורים הרגישים לרמות רעש ומפחית את כמות האבק שנכנסת לתוך המארז.

הפאנל הקדמי עשוי ללא רווחים או חיבורים, בעל רמת הגנה של IP66, ומאפשר כניסה ישירה של מים בלחץ.

פאנל אחורי של מסוף WOP-3100T

זיכרון לא נדיף

כדי למנוע אובדן נתונים, ל-WebOP יש 128Kb של זיכרון לא נדיף, שאפשר לעבוד איתו באותו אופן כמו עם זיכרון RAM. זה יכול לאחסן קריאות מונה ונתונים קריטיים אחרים. במקרה של הפסקת חשמל, הנתונים יישמרו וישוחזרו לאחר אתחול מחדש.

עדכון מרחוק

את התוכנית הפועלת על המסוף ניתן לעדכן מרחוק באמצעות רשת Ethernet או באמצעות ממשקים טוריים RS-232/485. זה מפשט את התחזוקה, מכיוון שהוא מבטל את הצורך ללכת לכל המסופים כדי לעדכן את התוכנה.

מודלים של WebOP

סדרת 2000T - המכשירים הזולים ביותר שנבנו על בסיס מערכת ההפעלה HMI RTOS בזמן אמת. הסדרה מיוצגת על ידי WebOP-2040T/2070T/2080T/2100T, עם אלכסוני מסך של 4,3 אינץ', 7 אינץ', 8 אינץ' ו-10.1 אינץ', בהתאמה.

סדרת 3000T - דגמים מתקדמים יותר המבוססים על מערכת ההפעלה Windows CE. הם נבדלים מסדרת 2000T במספר רב של ממשקי חומרה ויש להם ממשק CAN על הסיפון. המכשירים פועלים בטווח טמפרטורות מורחב (-20~60 מעלות צלזיוס) ויש להם הגנה אנטי סטטית (אוויר: 15KV/מגע: 8KV). הקו עומד במלואו בדרישות התקן IEC-61000, המאפשר שימוש במכשירים בייצור מוליכים למחצה שבהם פריקה סטטית מהווה בעיה. הסדרה מיוצגת על ידי WebOP-3070T/3100T/3120T, עם אלכסוני מסך של 7 אינץ', 10.1 אינץ' ו-12.1 אינץ', בהתאמה.

סביבת פיתוח WebAccess/HMI Designer

מחוץ לקופסה, מסוף ה-WebOP הוא רק מחשב ARM בעל הספק נמוך עליו ניתן להריץ כל תוכנה, אך כל העניין של הפתרון הזה הוא סביבת הפיתוח הקניינית של ממשק תעשייתי WebAcess/HMI. המערכת מורכבת משני מרכיבים:

• מעצב HMI - סביבה לפיתוח ממשקים ולוגיקת תכנות. פועל תחת Windows במחשב של המתכנת. התוכנה הסופית מקופלת לקובץ אחד ומועברת למסוף לביצוע בזמן ריצה. התוכנית זמינה ברוסית.
• זמן ריצה של HMI - זמן ריצה להפעלת התוכנית המהודרת במסוף הסופי. זה יכול לעבוד לא רק על מסופי WebOP, אלא גם על Advantech UNO, MIC ומחשבים שולחניים רגילים. ישנן גרסאות זמן ריצה עבור Linux, Windows, Windows CE.

שלום עולם - יצירת פרויקט

בואו נתחיל ליצור ממשק בדיקה עבור לוח הבקרה של Habr שלנו. אני אריץ את התוכנית בטרמינל WebOP-3100T הפעלת WinCE. ראשית, בואו ניצור פרויקט חדש ב-HMI Designer. כדי להפעיל תוכנית ב-WebOP, חשוב לבחור את הדגם הנכון; הפורמט של הקובץ הסופי יהיה תלוי בכך. בשלב זה, אתה יכול גם לבחור את ארכיטקטורת שולחן העבודה, ואז הקובץ הסופי יורכב עבור זמן ריצה של X86.

יצירת פרויקט חדש ובחירת ארכיטקטורה

בחירת פרוטוקול התקשורת שבאמצעותו תיטען התוכנית המודרכת ל-WebOP. בשלב זה, אתה יכול לבחור ממשק טורי, או לציין את כתובת ה-IP של המסוף.

ממשק יצירת פרויקטים. בצד שמאל יש תרשים עץ של מרכיבי התוכנית העתידית. לעת עתה, אנו מעוניינים רק בפריט Screens, אלו הם ישירות המסכים עם אלמנטים של ממשק גרפי שיוצגו בטרמינל.

ראשית, בואו ניצור שני מסכים עם הטקסט "Hello World" ואפשרות לעבור ביניהם באמצעות כפתורים. לשם כך נוסיף מסך חדש, Screen #2, ובכל מסך נוסיף אלמנט טקסט ושני כפתורים למעבר בין מסכים (Screen Buttons). בואו נגדיר כל כפתור לעבור למסך הבא.

ממשק להגדרת הכפתור למעבר בין מסכים

תוכנית Hello World מוכנה, עכשיו אתה יכול לקמפל ולהפעיל אותה. בשלב ההידור עשויות להיות שגיאות במקרה של משתנים או כתובות שגויים. כל שגיאה נחשבת קטלנית; התוכנית תורכב רק אם אין שגיאות.
הסביבה מספקת את היכולת לדמות מסוף כך שתוכל לבצע ניפוי באגים בתוכנית במחשב שלך באופן מקומי. ישנם שני סוגים של סימולציה:

• סימולציה מקוונת - כל מקורות הנתונים החיצוניים המצוינים בתוכנית ישמשו. אלה יכולים להיות USOs או התקנים המחוברים באמצעות ממשקים טוריים או Modbus TCP.
• סימולציה לא מקוונת - סימולציה ללא שימוש בהתקנים חיצוניים.

אמנם אין לנו נתונים חיצוניים, אך אנו משתמשים בסימולציה לא מקוונת, לאחר שהרכיבו את התוכנית בעבר. התוכנית הסופית תמוקם בתיקיית הפרויקט, עם השם ProjectName_ProgramName.px3

תוכנית הפועלת בסימולציה יכולה להיות נשלטת על ידי סמן העכבר באותו אופן כפי שהיא תהיה על מסך המגע של מסוף WebOP. אנחנו רואים שהכל עובד כמתוכנן. גדול.
כדי להוריד את התוכנית למסוף פיזי, פשוט לחץ על כפתור הורד. אבל מכיוון שלא הגדרתי את החיבור של הטרמינל לסביבת הפיתוח, אתה יכול פשוט להעביר את הקובץ באמצעות כונן הבזק מסוג USB או כרטיס זיכרון MicroSD.

ממשק התוכנית אינטואיטיבי, אני לא אעבור על כל בלוק גרפי. יצירת רקעים, צורות וטקסט תהיה ברורה לכל מי שהשתמש בתוכנות דומות ל-Word. כדי ליצור ממשק גרפי, אין צורך בכישורי תכנות; כל הרכיבים מתווספים על ידי גרירת העכבר אל הטופס.

עבודה עם זיכרון

עכשיו כשאנחנו יודעים ליצור אלמנטים גרפיים, בואו נלמד איך לעבוד עם תוכן דינמי ושפת סקריפטים. בואו ניצור תרשים עמודות המציג נתונים ממשתנה U $ 100. בהגדרות התרשים, בחר את סוג הנתונים: מספר שלם של 16 סיביות, ואת טווח ערכי התרשים: מ-0 עד 10.

התוכנית תומכת בכתיבת סקריפטים בשלוש שפות: VBScript, JavaScript ושפה משלה. אני אשתמש באפשרות השלישית כי יש דוגמאות לכך בתיעוד ובעזרת תחביר אוטומטית ישירות בעורך.

בואו נוסיף מאקרו חדש:

בואו נכתוב קוד פשוט כדי לשנות בהדרגה נתונים במשתנה שניתן לעקוב אחריו בתרשים. נוסיף 10 למשתנה, ונאפס אותו כשהוא גדול מ-100.

$U100=$U100+10
IF $U100>100
$U100=0
ENDIF

כדי להפעיל את הסקריפט בלולאה, הגדר אותו בהגדרות General Setup כמאקרו ראשי, עם מרווח ביצוע של 250ms.

בואו נקמפל ונפעיל את התוכנית בסימולטור:

בשלב זה, למדנו לתפעל נתונים בזיכרון ולהציגם ויזואלית. זה כבר מספיק כדי ליצור מערכת ניטור פשוטה, קבלת נתונים ממכשירים חיצוניים (חיישנים, בקרים) ורישום אותם בזיכרון. בלוקים שונים של תצוגת נתונים זמינים ב-HMI Designer: בצורה של חוגות מעגליות עם חיצים, תרשימים שונים וגרפים. באמצעות סקריפטים של JavaScript, אתה יכול להוריד נתונים ממקורות חיצוניים באמצעות HTTP.

לוח בקרה של חב

באמצעות המיומנויות הנרכשות, ניצור ממשק קומי עבור מסוף הניהול של Habr.

השלט הרחוק שלנו אמור להיות מסוגל:

• החלף פרופילי משתמש
• אחסן נתוני קארמה ודירוג
• שנה ערכי קארמה ודירוג באמצעות מחוונים
• כאשר אתה לוחץ על כפתור "חסום", הפרופיל אמור להיות מסומן כחסום, הדמות אמורה להשתנות למחצה

נציג כל פרופיל בעמוד נפרד ולכן ניצור עמוד לכל פרופיל. נאחסן קארמה ודירוג במשתנים מקומיים בזיכרון, שיאותחל באמצעות Setup Macro עם תחילת התוכנית.

התמונה ניתנת ללחיצה

התאמת קארמה ודירוג

כדי להתאים קארמה נשתמש בסליידר (Slide Switch). אנו מציינים את המשתנה המאוחל ב- Setup Macro ככתובת ההקלטה. בואו נגביל את טווח ערכי המחוון מ-0 ל-1500. כעת, כאשר המחוון זז, נתונים חדשים ייכתבו לזיכרון. במקרה זה, המצב ההתחלתי של המחוון יתאים לערכי המשתנה בזיכרון.

כדי להציג את הערכים המספריים של קארמה ודירוג, נשתמש ברכיב התצוגה הנומרי. עקרון הפעולה שלו דומה לתרשים מהתוכנית "Hello World" לדוגמה; אנו פשוט מציינים את הכתובת של המשתנה ב- Monitor Address.

כפתור איסור

כפתור ה"חסימה" מיושם באמצעות רכיב ה- Toggle Switch. העיקרון של אחסון נתונים דומה לדוגמאות לעיל. בהגדרות ניתן לבחור טקסט, צבע או תמונה שונים, בהתאם למצב הכפתור.

כאשר הכפתור נלחץ, יש למחוק את האווטאר באדום. קל ליישם זאת באמצעות בלוק תצוגת תמונה. זה מאפשר לך לציין מספר תמונות המשויכות למצב של כפתור החלף. לשם כך, הבלוק מקבל את אותה כתובת כמו הבלוק עם הכפתור ומספר המצבים. התמונה עם לוחיות השם מתחת לאוואטר מוגדרת בצורה דומה.

מסקנה

בסך הכל, אהבתי את המוצר. בעבר היה לי ניסיון בשימוש בטאבלט אנדרואיד למשימות דומות, אך פיתוח ממשק עבורו הוא הרבה יותר קשה, וממשקי ה-API של הדפדפן אינם מאפשרים גישה מלאה לציוד ההיקפי. מסוף WebOP אחד יכול להחליף שילוב של טאבלט אנדרואיד, מחשב ובקר.

HMI Designer, למרות העיצוב הארכאי שלו, מתקדם למדי. ללא כישורי תכנות מיוחדים, אתה יכול לשרטט במהירות ממשק עבודה. המאמר אינו דן בכל הבלוקים הגרפיים, מהם יש הרבה: צינורות מונפשים, צילינדרים, גרפים, מתגי בורר. הוא תומך בבקרים תעשייתיים פופולריים רבים מחוץ לקופסה ומכיל מחברי מסד נתונים.

תזכור

ניתן להוריד WebAccess/HMI Designer וסביבת פיתוח Runtime כאן

→ מקורות של פרויקט לוח הבקרה של Habr

מקור: www.habr.com