Advantech の HMI をベースにした Habr コントロール パネル

ビデオ: Habr 管理コンソール。 ユーザーのカルマ、評価、禁止を規制できます。

TL; DR： この記事では、産業用インターフェース開発環境 Webaccess/HMI Designer と WebOP ターミナルを使用して、コミック Habr コントロール パネルを作成してみます。

ヒューマン マシン インターフェイス (HMI) は、制御されたマシンと人間が対話するための一連のシステムです。 通常、この用語はオペレータとコントロール パネルを備えた産業システムに適用されます。

WebOP — ヒューマンマシンインターフェースを作成するための自律型産業用端末。 生産制御パネル、監視システム、制御室、スマート ホーム コントローラーなどの作成に使用されます。 産業機器への直接接続をサポートし、SCADA システムの一部として動作できます。

WebOP端末 - ハードウェア

WebOP ターミナルは、ARM プロセッサをベースとした低電力コンピュータであり、モニターとタッチスクリーンを 232 つのケースに備え、HMI デザイナーで作成されたグラフィカル インターフェイスを使用してプログラムを実行するように設計されています。 モデルに応じて、端末にはさまざまな産業用インターフェイスが搭載されています: RS-422/485/XNUMX、車載システムに接続するための CAN バス、追加の周辺機器を接続するための USB ホスト ポート、端末をコンピュータに接続するための USB クライアント ポート、オーディオ入力とオーディオ出力、不揮発性メモリと設定転送用のMicroSDカードリーダー。

これらのデバイスは、強力なプロセッサや本格的なデスクトップ コンピュータのリソースを必要としないタスク向けに、オールインワン PC の低予算代替品として位置づけられています。 WebOP は、制御およびデータ入出力用のスタンドアロン端末として、他の WebOP と組み合わせて、または SCADA システムの一部として機能します。

産業機器と直接接続できるWebOP端末

パッシブ冷却とIP66保護

熱放散が低いため、一部の WebOP モデルは完全に空冷を行わないように設計されています。 これにより、ノイズレベルに敏感な場所にデバイスを取り付けることができ、ハウジング内に侵入する塵の量が減少します。

フロントパネルは隙間や継ぎ目がなく作られており、保護レベルはIP66であり、圧力下での水の直接浸入を許容します。

WOP-3100T端末の背面パネル

不揮発性メモリ

データ損失を防ぐために、WebOP には 128Kb の不揮発性メモリが搭載されており、RAM と同じように操作できます。 メーターの測定値やその他の重要なデータを保存できます。 停電が発生した場合でも、データは保存され、再起動後に復元されます。

リモートアップデート

端末上で実行されているプログラムは、イーサネット ネットワークまたは RS-232/485 シリアル インターフェイスを介してリモートで更新できます。 これにより、ソフトウェアを更新するためにすべての端末に行く必要がなくなるため、メンテナンスが簡素化されます。

WebOP モデル

2000Tシリーズ - HMI RTOS リアルタイム オペレーティング システムに基づいて構築された最も手頃な価格のデバイス。 このシリーズを代表するのがWebOPです。2040T/2070T/2080T/2100T、画面の対角はそれぞれ 4,3 インチ、7 インチ、8 インチ、10.1 インチです。

3000Tシリーズ — Windows CE オペレーティング システムに基づくより高度なモデル。 2000T シリーズとは多くのハードウェア インターフェイスが異なり、CAN インターフェイスが搭載されています。 このデバイスは拡張温度範囲 (-20 ～ 60°C) で動作し、静電気防止保護 (空気: 15KV/接触: 8KV) を備えています。 このラインは IEC-61000 規格の要件を完全に満たしており、静電気放電が問題となる半導体製造でのデバイスの使用を可能にします。 このシリーズを代表するのがWebOPです。3070T/3100T/3120T、画面の対角はそれぞれ 7 インチ、10.1 インチ、12.1 インチです。

WebAccess/HMI Designer開発環境

箱から出した状態では、WebOP ターミナルはあらゆるソフトウェアを実行できる単なる低電力 ARM コンピュータですが、このソリューションの要点は独自の WebAcess/HMI 産業用インターフェイス開発環境です。 システムは XNUMX つのコンポーネントで構成されます。

• HMIデザイナー — インターフェイスとプログラミング ロジックを開発するための環境。 プログラマのコンピュータ上の Windows 上で実行されます。 最終的なプログラムは XNUMX つのファイルにコンパイルされ、実行時に実行するために端末に転送されます。 このプログラムはロシア語でも利用できます。
• HMI ランタイム — 最終端末でコンパイルされたプログラムを実行するためのランタイム。 WebOP 端末だけでなく、Advantech UNO、MIC、および通常のデスクトップ コンピュータでも動作します。 Linux、Windows、Windows CE 用のランタイム バージョンがあります。

Hello world - プロジェクトの作成

Habr コントロール パネルのテスト インターフェイスの作成を始めましょう。 ターミナル上でプログラムを実行します WebOP-3100T WinCE を実行しています。 まず、HMI デザイナーで新しいプロジェクトを作成しましょう。 WebOP でプログラムを実行するには、正しいモデルを選択することが重要であり、最終的なファイルの形式はこれに依存します。 このステップでは、デスクトップ アーキテクチャを選択することもできます。そうすると、最終ファイルが X86 ランタイム用にコンパイルされます。

新しいプロジェクトの作成とアーキテクチャの選択

コンパイルされたプログラムを WebOP にロードする際に使用する通信プロトコルを選択します。 このステップでは、シリアル インターフェイスを選択するか、端末の IP アドレスを指定できます。

プロジェクト作成インターフェイス。 左側には、将来のプログラムのコンポーネントの樹形図があります。 現時点では、「画面」項目のみに注目します。これらは、端末に表示されるグラフィカル インターフェイス要素を備えた直接の画面です。

まず、「Hello World」というテキストと、ボタンを使用して画面を切り替える機能を備えた 2 つの画面を作成しましょう。 これを行うには、新しい画面、画面 #XNUMX を追加し、各画面にテキスト要素と、画面間を切り替えるための XNUMX つのボタン (画面ボタン) を追加します。 次の画面に遷移するように各ボタンを設定してみましょう。

画面を切り替えるためのボタンを設定するためのインターフェイス

Hello World プログラムの準備ができたので、コンパイルして実行できます。 コンパイル段階で、変数またはアドレスが正しく指定されていない場合、エラーが発生する可能性があります。 エラーはすべて致命的とみなされ、プログラムはエラーがない場合にのみコンパイルされます。
この環境は端末をシミュレートする機能を提供し、コンピューター上でプログラムをローカルにデバッグできるようにします。 シミュレーションには次の XNUMX 種類があります。

• オンラインシミュレーション — プログラムで指定されたすべての外部データ ソースが使用されます。 これらは、シリアル インターフェイスまたは Modbus TCP 経由で接続された USO またはデバイスです。
• オフラインシミュレーション — 外部デバイスを使用しないシミュレーション。

外部データはありませんが、事前にプログラムをコンパイルしておき、オフライン シミュレーションを使用します。 最終的なプログラムは、プロジェクト フォルダーに次の名前で配置されます。 プロジェクト名_プログラム名.px3

シミュレーションで実行されているプログラムは、WebOP 端末のタッチスクリーン上で行うのと同じ方法でマウス カーソルで制御できます。 すべてが意図したとおりに機能していることがわかります。 素晴らしい。
プログラムを物理端末にダウンロードするには、「ダウンロード」ボタンをクリックするだけです。 ただし、端末を開発環境に接続する設定を行っていないため、USB フラッシュ ドライブまたは MicroSD メモリ カードを使用してファイルを転送するだけで済みます。

プログラムのインターフェイスは直感的であるため、すべてのグラフィック ブロックを説明するつもりはありません。 背景、図形、テキストの作成は、Word に似たプログラムを使用したことがある人には明らかです。 グラフィカル インターフェイスを作成するには、プログラミング スキルは必要ありません。すべての要素はマウスをフォーム上にドラッグすることで追加されます。

記憶を扱う

グラフィック要素の作成方法がわかったので、次は動的コンテンツとスクリプト言語を操作する方法を学びましょう。 変数からのデータを表示する棒グラフを作成しましょう U $ 100。 チャート設定で、データ型: 16 ビット整数、およびチャート値の範囲: 0 ～ 10 を選択します。

このプログラムは、VBScript、JavaScript、および独自の言語の XNUMX つの言語でのスクリプトの作成をサポートしています。 ドキュメントに例があり、エディターに自動構文ヘルプがあるため、XNUMX 番目のオプションを使用します。

新しいマクロを追加しましょう。

チャート上で追跡できる変数のデータを段階的に変更する簡単なコードを書いてみましょう。 変数に 10 を加算し、100 を超える場合はゼロにリセットします。

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

スクリプトをループで実行するには、一般セットアップ設定でメイン マクロとして実行間隔を 250 ミリ秒に設定します。

シミュレーターでプログラムをコンパイルして実行してみましょう。

この段階では、メモリ内のデータを操作して視覚的に表示する方法を学びました。 外部デバイス (センサー、コントローラー) からデータを受信し、それらをメモリーに記録する単純な監視システムを作成するには、これで十分です。 HMI デザイナーでは、矢印付きの円形ダイヤル、さまざまなチャート、グラフなどのさまざまなデータ表示ブロックを使用できます。 JavaScript スクリプトを使用すると、HTTP 経由で外部ソースからデータをダウンロードできます。

ハブコントロールパネル

習得したスキルを使用して、Habr 管理コンソールのコミック インターフェイスを作成します。

リモコンは次のことができる必要があります。

• ユーザープロファイルを切り替える
• カルマと評価データを保存する
• スライダーを使用してカルマと評価の値を変更します
• 「禁止」ボタンをクリックすると、プロフィールに禁止マークが付けられ、アバターが取り消し線に変わります。

それぞれのプロフィールを別のページに表示するので、プロフィールごとにページを作成します。 カルマと評価をメモリ内のローカル変数に保存します。これらは、プログラムの開始時にセットアップ マクロを使用して初期化されます。

写真はクリック可能

カルマと評価の調整

カルマを調整するには、スライダー (スライド スイッチ) を使用します。 記録アドレスにはセットアップマクロで初期化した変数を指定します。 スライダー値の範囲を 0 ～ 1500 に制限しましょう。これで、スライダーが移動すると、新しいデータがメモリに書き込まれます。 この場合、スライダーの初期状態はメモリ内の変数の値に対応します。

カルマや評価の数値を表示するには、数値表示要素を使用します。 その動作原理は、「Hello World」プログラム例の図と似ており、単に「Monitor Address」に変数のアドレスを指定するだけです。

禁止ボタン

「禁止」ボタンは、トグル スイッチ要素を使用して実装されます。 データストレージの原理は上記の例と同様です。 設定では、ボタンの状態に応じて、別のテキスト、色、または画像を選択できます。

ボタンを押すと、アバターに赤い取り消し線が表示されます。 これは、Picture Display ブロックを使用して簡単に実装できます。 トグル スイッチ ボタンの状態に関連付けられた複数の画像を指定できます。 これを行うために、ブロックには、ボタンと状態数を持つブロックと同じアドレスが与えられます。 アバターの下にネームプレートが付いた画像も同様の方法で設定されています。

まとめ

全体的に、製品が気に入りました。 以前、同様のタスクに Android タブレットを使用した経験がありましたが、そのインターフェイスの開発ははるかに難しく、ブラウザ API では周辺機器に完全にアクセスできません。 XNUMX 台の WebOP 端末で、Android タブレット、コンピュータ、コントローラの組み合わせを置き換えることができます。

HMI Designer は、その古風なデザインにもかかわらず、非常に先進的です。 特別なプログラミング スキルがなくても、動作するインターフェイスをすぐにスケッチできます。 この記事では、アニメーション化されたパイプ、シリンダー、グラフ、トグル スイッチなど、グラフィック ブロックのすべてについて説明しているわけではありません。 多くの一般的な産業用コントローラーをすぐにサポートしており、データベース コネクタが含まれています。

リファレンス

WebAccess/HMI DesignerおよびRuntime開発環境をダウンロード可能 ここで

→ Habr コントロール パネル プロジェクトのソース

出所： habr.com