HMI natiu sobre la plataforma iPad
Joan Lluch Zorrilla, fundador de SweetWilliam, S.L.
03/10/2013Ja és possible interactuar amb un PLC (o varis) directament en un iPad sense la necessitat d'un servidor web intermedi. Fins ara virtualment totes les solucions que existien per visualitzar dades d'autòmats programables (PLC) sobre tabletas electròniques mòbils estaven basades en tecnologia web o d'escriptori remot. Les aplicacions web han assegut una tendència en els últims anys —possiblement perquè es tractava d'una tecnologia de baix cost ja existent— però la realitat és que aquest tipus de solucions difícilment presenta un grau d'eficiència òptim. La falta de prestacions és deguda a una multitud de factors que es deriven de l'execució en un entorn —el navegador web— que mai va ser pensat per a monitoratge de dades en temps real, i a l'obligada necessitat de disposar d'un ‘servidor web’ o un altre dispositiu de maquinari que intervingui entre els PLCs i les tabletas electròniques. Quan es tracta de representar informació usant un iPad, la tecnologia utilitzada condiciona en gran mesurada el resultat final que podem esperar, tant des del punt de vista funcional com a estètic-visual. No és sorprenent que una companyia com LinkedIn reemplacés fa un temps la seva antiga aplicació web per una aplicació totalment nativa. La diferència és més que notable. Aplicar el mateix concepte en el camp de les interfícies home-màquina (HMI) per tabletas electròniques proporciona clars avantatges.
El sistema HMI Pad
El nou sistema HMI Pad de SweetWilliam per a la plataforma iPad d'Apple trenca amb els esquemes existents fins avui, en haver estat dissenyat des del principi com una aplicació nativa. Aporta una sèrie de característiques que no estan a l'abast de les solucions tradicionals, basades en web. HMI Pad es posiciona com la plataforma més adequada en aquells casos en els quals es preval l'experiència de l'usuari i no es vol o pot dependre de servidors o maquinari intermedi per disposar d'una avançada interfície home-màquina d'altes prestacions sobre els dispositius iPad d'Apple. L'iPad d'Apple amb HMI Pad instal·lat és una alternativa als clàssics panells tàctils que aporta funcionalitat, mobilitat i conveniència. Usant un dels protectors disponibles al mercat, el conjunt es converteix en fins i tot més robust que moltes pantalles clàssiques de panell.
En la següent taula s'enumeren algunes de les diferències importants que caracteritzen la plataforma HMI Pad en relació als sistemes basats en web:
| HMI basat en Web | HMI Natiu (HMI Pad) |
|---|---|
| Eficiència condicionada a la disponibilitat de gran ample de banda, i a les prestacions del navegador. L'aplicació és monoproceso (single-thread). | Aplicació completament multiproceso (multithread). Està dissenyada des de la base amb l'objectiu d'aconseguir la màxima eficiència i velocitat. És doncs, substancialment diferent, en aquest aspecte, a la resta de solucions. |
| Interfícies basades en antics dissenys ja existents, en ocasions poc flexibles o amb limitacions. | Interfície d'usuari millor i més adaptabli a necessitats especials. Excel·lent experiència de l'usuari final. |
| Interactivitat limitada, de vegades fins i tot amb escassa realimentación de les accions de l'usuari. | Resposta immediata a accions de l'usuari o canvis en el PLC. |
| Depenen d'un PC, o un altre dispositiu intermedi, generalment d'un únic fabricador. | Comunicació directa amb els autòmats. No es necessiten dispositius intermedis. |
| No s'aprofiten les característiques tècniques o els estils visuals propis del dispositiu mòbil. | Suporta els sensors de l'iPad: d'acceleració, gravetat, geolocalización, rotació del dispositiu, així com les prestacions multi-touch, reconeixement de gestos, i els controls estàndard del dispositiu mòbil. |
| La solució completa requereix múltiples components de maquinari i programari. | Es necessita un únic component maquinari: un iPad. |
| Seguretat difícil o compromesa. Només possible al nivell del navegador web. | Seguretat implementada a tots els nivells. |
| Difícil control d'actualitzacions particularizadas i de personalització de projectes. Filosofia de el cafè per tots. | Implementació i actualització senzilla de projectes en dispositius de clients o usuaris particulars (amb un simple ‘tap’). |
Una màquina o una planta de procés poden ser monitorizadas o controlades directament des d'un iPad gràcies a l'aplicació HMI Pad.
Components del sistema HMI Pad
El sistema HMI Pad consisteix en tres components de programari: HMI Draw, HMI Pad Service i HMI View.
| HMI Draw | és el programa (app) que permet als integradors d'automatització o fabricadores de maquinària desenvolupar projectes d'interfície home-màquina directament en un iPad. |
|---|---|
| HMI Service | és un servidor disponible en el núvol que permet emmagatzemar projectes HMI amb els seus arxius associats (per exemple imatges). Els projectes emmagatzemats poden ser implementats en-línia als clients o usuaris finals. |
| HMI View | és l'aplicació utilitzada pels usuaris finals per executar les interfícies HMI desenvolupades específicament per a ells. |
L'entorn de desenvolupament
Les interfícies HMI sobre HMI Draw es construeixen a força de crear pàgines i afegir elements visuals o altres objectes en pàgines. Els objectes es connecten entre si o amb les variables d'autòmats mitjançant expressions. Virtualment tots els objectes poden connectar-se entre ells mitjançant expressions —o relacions matemàtiques— d'una forma anàloga a les cel·les d'un full de càlcul. El projecte HMI s'executa finalment de manera nativa en l'iPad, no a través d'un navegador web. Aquesta arquitectura, extremadament potent, proporciona un fantàstic entorn per a la creació avançada d'HMI.
L'entorn de desenvolupament ofereix completes funcionalitats per a l'edició de projectes. És possible copiar/pegar/duplicar elements, pàgines, variables de PLC, connectors, etc. individualment o en grup, fins i tot entre projectes diferents. Es disposa a més de capacitat il·limitada de desfer/refer que s'estén a totes les accions del procés de desenvolupament.
HMI Pad utilitza diferents elements i les seves connexions per modelar els sistemes que permet supervisar.
Conceptualment, el procés de creació d'una interfície HMI amb HMI Draw s'assembla al de creació d'un full de càlcul, excepte que en comptes de connectar cel·les es connecten les propietats d'objectes, i que el motor d'expressions d'HMI Draw permet molt més. Tot el procés de desenvolupament és consistent amb aquest senzill principi de connectar objectes i, per tant, és molt fàcil d'aprendre. L'aplicació proporciona realimentación immediata de qualsevol acció i fins i tot continua actualitzant valors en temps real durant la manera edició.
El subsistema d'expressions suporta tots els tipus de dades comunes, incloent 'strings', 'arrays' de qualsevol tipus, i arrays associatius (diccionaris). La sintaxi està basada en el llenguatge d'alt nivell Ruby i suporta un important subconjunt del mateix la qual cosa proporciona una funcionalitat sense precedents en el camp dels HMIs.
Els integradors avançats poden escollir exportar els seus projectes en un arxiu de text i fer canvis en un editor de text estàndard per importar-los de nou a l'aplicació.
L'aplicació és compatible amb els PLCs dels principals fabricants americans, europeus i japonesos incloent: Allen Bradley, Mitsubishi, Omron, Opto22, Schneider Electric, Siemens, Wago i Beckhoff. Els controladors de comunicació utilitzen els protocols de comunicació natius dels fabricants i són altament eficients.
El subsistema de comunicacions empra tècniques avançades d'agrupament de variables i optimització de les trames de comunicació mitjançant el calculo automàtic del mínim conjunt de comandos necessaris per completar un cicle de lectura. També, de manera exclusiva l'aplicació s'encarrega de determinar a tot moment com és el conjunt mínim de variables que és necessari comunicar per mantenir la integritat de la interfície, sense que a cap moment s'efectuïn peticions de lectura que són irrellevants pel que s'està visualitzant.
El sistema de desenvolupament permet una personalització gràfica completa del model, que ajuda a l'usuari a identificar la seva correspondència amb els objectes reals que representa.
Implementació remota de projectes
Els projectes i altres arxius relacionats es poden emmagatzemar en el 'núvol' mitjançant el servei integrat HMI Pad Service la qual cosa facilita la instal·lació d'interfícies HMI a usuaris finals i el seu posterior manteniment sense necessitat de presència física.
El procediment es basa en la creació de codis d'activació que una vegada lliurats al client o usuari final permeten la descàrrega automàtica dels projectes associats. Es garanteix la privadesa i conservació del 'know how' de l'integrador mitjançant la transmissió i emmagatzematge xifrat dels projectes en les tabletas electròniques dels usuaris finals.
Cost
El sistema HMI Pad té un cost especialment competitiu. Les aplicacions HMI Draw i HMI View poden descarregar-se des de l'App Store per 1€. Amb l'aplicació HMI Draw instal·lada en la seva iPad, els integradors d'automatització o fabricadores de maquinària poden desenvolupar projectes HMI complets. En aquest estadi no s'imposa cap restricció al desenvolupament (nombre il·limitat de variables d'autòmat, de connexions i de pàgines). L'aplicació es lliura sense cap aspecte que impedeixi el desenvolupament i prova completa de projectes HMI de qualsevol complexitat.
Els projectes s'habiliten per a la seva instal·lació en iPads d'usuaris finals mitjançant la compra de codis d'activació. El preu depèn únicament del nombre de projectes instal·lats en iPads de clients o usuaris finals; entre els 130€ per una activació simple i els 72€ per l'activació d'un projecte en 10 tabletas.
Avantatges competitius
- Resposta immediata a les accions de l'usuari i excel·lent experiència interactiva. Completa integració amb les característiques del dispositiu mòbil (iPad).
- Connecta directament amb autòmats (PLCs)
- Suport natiu i directe de les principals marques d'autòmats.
- Elevada fiabilitat i seguretat.
- Fàcil d'usar.
- Instal·lació remota de projectes en dispositius d'usuaris finals amb una simple 'pulsació', estalvia costos d'instal·lació i viatges.
- Un iPad d'Apple pot reemplaçar a pantalles tàctils tradicionals a un preu molt inferior. No es necessita cap maquinari addicional. Aplicació 100% nadiva per iPad
- La mobilitat total proporciona avantatges als seus usuaris.
- Cost d'entrada extremadament baix, no es paga fins que el projecte s'instal·la en els iPads dels usuaris finals.
