Jak dobrać wizualizację na miarę potrzeb?

Kierując się ilością zmiennych, które będą wizualizowane, stopniem zaawansowania wizualizacji oraz weryfikacją dostępnych interfejsów komunikacyjnych w urządzeniach będących źródłem danych, można rozważyć zarówno opcję panelu operatorskiego, jak i bardziej zaawansowanego oprogramowania HMI. Należy jednak mieć na uwadze, że te dwie technologie różnią się od siebie znacząco. W przypadku potrzeby stworzenia systemu SCADA, jedyną słuszną drogą jest wybór dedykowanego do tego celu oprogramowania.

Prostota tworzenia aplikacji HMI

Panel operatorski HMI pozwala operatorowi na ekonomiczną prezentację danych kosztem ograniczonego zakresu i możliwości funkcjonalnych. Jest zwykle pierwszym pomysłem na realizację wizualizacji w sytuacji, gdy planujemy prostą aplikację obsługującą maksymalnie kilka okien i niewiele zmiennych. Znajduje on zastosowanie nie tylko w mało wymagających aplikacjach, ale także w przypadku, gdy panel wraz z wizualizacją ma być komponentem powielalnej maszyny. Główną zaletą tego rozwiązania jest to, że w cenę panelu zwykle jest już wliczone oprogramowanie do przygotowania wizualizacji. Tak jest np. w przypadku oprogramowania Astraada HMI CFG dla paneli Astraada z oferty firmy ASTOR.

Kolejną zaletą jest prostota warstwy software w panelu. Nie ponosimy dodatkowych kosztów związanych z systemem operacyjnym, gdyż zwykle jest to autorski system producenta lub Windows Embedded Compact, na którego konfigurację nie mamy wpływu. Zwykle nie mamy także ograniczenia co do obsługiwanej ilości zmiennych, ale specyfikacja techniczna paneli i praktyka pokazują, że nie da się tworzyć bardzo rozbudowanych i jednocześnie wydajnych wizualizacji na panelu HMI. Jak sama nazwa wskazuje, panel HMI jest tylko interfejsem pomiędzy maszyną a człowiekiem i ma służyć do zadawania parametrów pracy maszyny oraz bardzo prostej wizualizacji stanu jej pracy.

W sytuacji, gdy ekran ma pełnić rolę bardziej zaawansowanej wizualizacji jedynym słusznym podejściem jest wybór oprogramowania wizualizacyjnego uruchamianego na komputerze klasy PC lub komputerze panelowym.

Skalowalność aplikacji HMI/SCADA Wonderware InTouch

Oprogramowanie wizualizacyjne Wonderware InTouch, niezależne od warstwy sprzętowej, jest rozwiązaniem najlepiej nadającym się tam, gdzie chcemy wykorzystać bogate możliwości systemów HMI/SCADA. Oprogramowanie pozwala na tworzenie już znacznie bardziej rozbudowanych i zaawansowanych graficznie i funkcjonalnie ekranów wizualizacyjnych w porównaniu do ekranów na panelu operatorskim. Wspomniany Wonderware InTouch z oferty firmy ASTOR jest obecnie najpopularniejszym oprogramowaniem wizualizacyjnym klasy HMI na świecie oraz w Polsce. Niezależne badania przeprowadzone przez redakcje branżowe wskazują, że oprogramowanie

Za wykorzystaniem oprogramowania wizualizacyjnego Wonderware InTouch przemawiają mnogość opcji konfiguracyjnych, możliwość współpracy z większością urządzeń automatyki przemysłowej dzięki dziesiątkom dostępnych programów komunikacyjnych, skalowalność systemu polegająca na możliwości tworzenia wizualizacji różnej wielkości w oparciu o jedno rozwiązanie oraz możliwości wymiany danych z systemami wizualizacyjnymi, bazodanowymi, produkcyjnymi czy nadrzędnymi ERP. Oprogramowanie Wonderware InTouch działa w oparciu o standardowe systemy operacyjne Windows 7/8 lub Windows Server 2008/2012, dzięki czemu może czerpać z możliwości, jakie dają te systemy operacyjne.

Ponadto Wonderware InTouch posiada bardzo rozbudowaną bibliotekę gotowych obiektów graficznych (także wspierających i przyspieszających projektowanie wizualizacji zgodnych z podejściem Situational Awareness).

W porównaniu do wizualizacji na panelu HMI (np. QuickPanel+ z oferty ASTOR) do skorzystania z możliwości oprogramowania Wonderware potrzebne jest posiadanie lub zakup komputera klasy PC z systemem operacyjnym klasy Windows lub komputera panelowego z ekranem dotykowym.

Z dostępem do elastyczności i skalowalności wizualizacji w InTouch’u wiążą się większe (w porównaniu do panelu HMI) koszty związane z zakupem odpowiedniej licencji oprogramowania oraz sprzętu komputerowego.

Standaryzacja SCADA dzięki Platformie Wonderware

W sytuacji, gdy pojawia się potrzeba stworzenia rozbudowanej, często rozproszonej wizualizacji, która dodatkowo będzie rozwijana i często modyfikowana rozwiązaniem są systemy SCADA – często wieloserwerowe, rozproszone geograficznie aplikacje, których ekrany wizualizacyjne są jedynie częścią funkcjonalności. Przykładem takiego oprogramowania jest Platforma Systemowa Wonderware oferująca unikalne podejście do tworzenia systemów SCADA w oparciu o modelowanie obiektowe. Takie podejście wymaga dłuższego czasu, potrzebnego do zaprojektowania i przygotowania szablonów obiektów wizualizacyjnych, ale później pozwala na sprawne i szybkie wprowadzanie zmian czy rozbudowę w całym rozproszonym systemie SCADA.

Platforma Systemowa Wonderware jest zestawem komponentów tworzących jedną całość, ale odpowiedzialnych za realizację różnych funkcji. Składa się z takich komponentów jak:

• Application Server (odpowiedzialny za realizację logiki działania aplikacji),
• Historian Server (przemysłowa baza danych historycznych),
• Device Integration Server (odpowiedzialny za komunikację z urządzeniami automatyki przemysłowej),
• Information Server (zapewniający dostęp do danych i raportów z poziomu przeglądarki internetowej).

Do tego zestawu dochodzą jeszcze aplikacje klienckie, takie jak Wonderware InTouch dla Platformy Systemowej służący do wizualizacji danych i interakcji operatora z systemem oraz Historian Client pozwalający na łatwą analizę zalogowanych danych historycznych.

Co wybrać?

Wizualizację należy dobrać do konkretnych zastosowań. Panele HMI znajdą zastosowanie tam, gdzie pojawia się potrzeba zadawania parametrów produkcyjnych, a nie ma miejsca na komputer przemysłowy, zaś przeznaczeniem wizualizacji na panelu nie jest kontrola procesu produkcyjnego. W sytuacji, gdy pojawia się potrzeba bardziej szczegółowej kontroli procesu bezpośrednio przy urządzeniu lub w centralnej dyspozytorni, należy zastosować dedykowane oprogramowania wizualizacyjne klasy HMI/SCADA, dobierając konkretną wersję do potrzeb opisanych wcześniej.

Należy pamiętać również, że z wdrożonych systemów korzystali będą ludzie i to z myślą o nich powinna zostać przygotowana wizualizacja. Niezależnie od wielkości systemu i jego stopnia złożoności, zapewnienie odpowiedniej ergonomii i przejrzystości ekranów wizualizacyjnych, zarówno w bardzo małych aplikacjach na panelach HMI, jak i w kompleksowych oraz złożonych systemach SCADA, będzie kluczem do zadowolenia użytkownika
końcowego.

	Panel operatorski HMI	InTouch HMI/SCADA	Platforma Systemowa Wonderware
liczba zmiennych	maksymalnie kilkaset	64 – 60 000	250 – 1 000 000
systemy operacyjne	własny lub Windows Embedded Compact	Windows 7, Windows 8	Windows 7,
zdalny dostęp do wizualizacji	WebServer, VNC, HTML5	RDP, HTML5	RDP, HTML5
skalowalność aplikacji	mała	średnia	duża
łatwość tworzenia wizualizacji	duża	duża/średnia	duża/średnia
ilość elementów graficznych	mała/średnia	bardzo duża	bardzo duża + możliwość tworzenia szablonów obiektów graficznych
czas wdrożenia	krótki	krótki/średni	krótki/średni
możliwości komunikacyjne	średnie/duże	duże	duże
łatwa budowa i zarządzanie aplikacją rozproszoną geograficznie	nie	nie	tak
gotowe elementy graficzne wspierające podejście SAL	nie	tak	tak
cena	niska	niska/średnia	średnia/wysoka
wsparcie techniczne ASTOR	tak	tak	tak

Tab. Porównanie cech różnych technologii wizualizacji danych przemysłowych

source: "Automatyka" 10/2015