HMI nativo sobre la plataforma iPad
Ya es posible interactuar con un PLC (o varios) directamente en un iPad sin la necesidad de un servidor web intermedio. Hasta ahora virtualmente todas las soluciones que existían para visualizar datos de autómatas programables (PLC) sobre tabletas electrónicas móviles estaban basadas en tecnología web o de escritorio remoto. Las aplicaciones web han sentado una tendencia en los últimos años —posiblemente porque se trataba de una tecnología de bajo coste ya existente— pero la realidad es que este tipo de soluciones difícilmente presenta un grado de eficiencia óptimo. La falta de prestaciones es debida a una multitud de factores que se derivan de la ejecución en un entorno —el navegador web— que nunca fue pensado para monitorización de datos en tiempo real, y a la obligada necesidad de disponer de un ‘servidor web’ u otro dispositivo de hardware que medie entre los PLCs y las tabletas electrónicas. Cuando se trata de representar información usando un iPad, la tecnología utilizada condiciona en gran medida el resultado final que podemos esperar, tanto desde el punto de vista funcional como estético-visual. No es sorprendente que una compañía como LinkedIn reemplazara hace un tiempo su antigua aplicación web por una aplicación totalmente nativa. La diferencia es más que notable. Aplicar el mismo concepto en el campo de las interfaces hombre-máquina (HMI) para tabletas electrónicas proporciona claras ventajas.
El sistema HMI Pad
El nuevo sistema HMI Pad de SweetWilliam para la plataforma iPad de Apple rompe con los esquemas existentes hasta la fecha, al haber sido diseñado desde el principio como una aplicación nativa. Aporta una serie de características que no están al alcance de las soluciones tradicionales, basadas en web. HMI Pad se posiciona como la plataforma más adecuada en aquellos casos en los que se prima la experiencia del usuario y no se quiere o puede depender de servidores o hardware intermedio para disponer de una avanzada interfaz hombre-máquina de altas prestaciones sobre los dispositivos iPad de Apple. El iPad de Apple con HMI Pad instalado es una alternativa a los clásicos paneles táctiles que aporta funcionalidad, movilidad y conveniencia. Usando uno de los protectores disponibles en el mercado, el conjunto se convierte en incluso más robusto que muchas pantallas clásicas de panel.
En la siguiente tabla se enumeran algunas de las diferencias importantes que caracterizan la plataforma HMI Pad en relación a los sistemas basados en web:
| HMI basado en Web | HMI Nativo (HMI Pad) |
|---|---|
| Eficiencia condicionada a la disponibilidad de gran ancho de banda, y a las prestaciones del navegador. La aplicación es monoproceso (single-thread). | Aplicación completamente multiproceso (multithread). Está diseñada desde la base con el objetivo de conseguir la máxima eficiencia y velocidad. Es pues, sustancialmente distinta, en este aspecto, al resto de soluciones. |
| Interfaces basadas en antiguos diseños ya existentes, en ocasiones poco flexibles o con limitaciones. | Interfaz de usuario mejor y más adaptable a necesidades especiales. Excelente experiencia del usuario final. |
| Interactividad limitada, a veces incluso con escasa realimentación de las acciones del usuario. | Respuesta inmediata a acciones del usuario o cambios en el PLC. |
| Dependen de un PC, u otro dispositivo intermedio, generalmente de un único fabricante. | Comunicación directa con los autómatas. No se necesitan dispositivos intermedios. |
| No se aprovechan las características técnicas o los estilos visuales propios del dispositivo móvil. | Soporta los sensores del iPad: de aceleración, gravedad, geolocalización, rotación del dispositivo, así como las prestaciones multi-touch, reconocimiento de gestos, y los controles estándar del dispositivo móvil. |
| La solución completa requiere múltiples componentes de hardware y software. | Se necesita un único componente hardware: un iPad. |
| Seguridad difícil o comprometida. Sólo posible al nivel del navegador web. | Seguridad implementada a todos los niveles. |
| Difícil control de actualizaciones particularizadas y de personalización de proyectos. Filosofía del café para todos. | Implementación y actualización sencilla de proyectos en dispositivos de clientes o usuarios particulares (con un simple ‘tap’). |
Una máquina o una planta de proceso pueden ser monitorizadas o controladas directamente desde un iPad gracias a la aplicación HMI Pad.
Componentes del sistema HMI Pad
El sistema HMI Pad consiste en tres componentes de software: HMI Draw, HMI Pad Service y HMI View.
| HMI Draw | es el programa (app) que permite a los integradores de automatización o fabricantes de maquinaria desarrollar proyectos de interfaz hombre-máquina directamente en un iPad. |
|---|---|
| HMI Service | es un servidor disponible en la nube que permite almacenar proyectos HMI con sus archivos asociados (por ejemplo imágenes). Los proyectos almacenados pueden ser implementados en-línea a los clientes o usuarios finales. |
| HMI View | es la aplicación utilizada por los usuarios finales para ejecutar las interfaces HMI desarrolladas específicamente para ellos. |
El entorno de desarrollo
Las interfaces HMI sobre HMI Draw se construyen a base de crear páginas y añadir elementos visuales u otros objetos en páginas. Los objetos se conectan entre sí o con las variables de autómatas mediante expresiones. Virtualmente todos los objetos pueden conectarse entre ellos mediante expresiones —o relaciones matemáticas— de una forma análoga a las celdas de una hoja de cálculo. El proyecto HMI se ejecuta finalmente de manera nativa en el iPad, no a través de un navegador web. Esta arquitectura, extremadamente potente, proporciona un fantástico entorno para la creación avanzada de HMI.
El entorno de desarrollo ofrece completas funcionalidades para la edición de proyectos. Es posible copiar/pegar/duplicar elementos, páginas, variables de PLC, conectores, etc. individualmente o en grupo, incluso entre proyectos diferentes. Se dispone además de capacidad ilimitada de deshacer/rehacer que se extiende a todas las acciones del proceso de desarrollo.
HMI Pad utiliza diferentes elementos y sus conexiones para modelar los sistemas que permite supervisar.
Conceptualmente, el proceso de creación de una interfaz HMI con HMI Draw se parece al de creación de una hoja de cálculo, excepto que en vez de conectar celdas se conectan las propiedades de objetos, y que el motor de expresiones de HMI Draw permite mucho más. Todo el proceso de desarrollo es consistente con ese sencillo principio de conectar objetos y, por tanto, es muy fácil de aprender. La aplicación proporciona realimentación inmediata de cualquier acción e incluso continúa actualizando valores en tiempo real durante el modo edición.
El subsistema de expresiones soporta todos los tipos de datos comunes, incluyendo 'strings', 'arrays' de cualquier tipo, y arrays asociativos (diccionarios). La sintaxis está basada en el lenguaje de alto nivel Ruby y soporta un importante subconjunto del mismo lo cual proporciona una funcionalidad sin precedentes en el campo de los HMIs.
Los integradores avanzados pueden escoger exportar sus proyectos en un archivo de texto y hacer cambios en un editor de texto estándar para importarlos de nuevo a la aplicación.
La aplicación es compatible con los PLCs de los principales fabricantes americanos, europeos y japoneses incluyendo: Allen Bradley, Mitsubishi, Omron, Opto22, Schneider Electric, Siemens, Wago y Beckhoff. Los controladores de comunicación utilizan los protocolos de comunicación nativos de los fabricantes y son altamente eficientes.
El subsistema de comunicaciones emplea técnicas avanzadas de agrupamiento de variables y optimización de las tramas de comunicación mediante el calculo automático del mínimo conjunto de comandos necesarios para completar un ciclo de lectura. También, de manera exclusiva la aplicación se encarga de determinar en todo momento cual es el conjunto mínimo de variables que es necesario comunicar para mantener la integridad de la interfaz, sin que en ningún momento se efectúen peticiones de lectura que son irrelevantes para lo que se está visualizando.
El sistema de desarrollo permite una personalización gráfica completa del modelo, que ayuda al usuario a identificar su correspondencia con los objetos reales que representa.
Implementación remota de proyectos
Los proyectos y otros archivos relacionados se pueden almacenar en la 'nube' mediante el servicio integrado HMI Pad Service lo cual facilita la instalación de interfaces HMI a usuarios finales y su posterior mantenimiento sin necesidad de presencia física.
El procedimiento se basa en la creación de códigos de activación que una vez entregados al cliente o usuario final permiten la descarga automática de los proyectos asociados. Se garantiza la privacidad y conservación del 'know how' del integrador mediante la transmisión y almacenamiento cifrado de los proyectos en las tabletas electrónicas de los usuarios finales.
Coste
El sistema HMI Pad tiene un coste especialmente competitivo. Las aplicaciones HMI Draw y HMI View pueden descargarse desde el App Store por 1€. Con la aplicación HMI Draw instalada en su iPad, los integradores de automatización o fabricantes de maquinaria pueden desarrollar proyectos HMI completos. En este estadio no se impone ninguna restricción al desarrollo (número ilimitado de variables de autómata, de conexiones y de páginas). La aplicación se entrega sin ningún aspecto que impida el desarrollo y prueba completa de proyectos HMI de cualquier complejidad.
Los proyectos se habilitan para su instalación en iPads de usuarios finales mediante la compra de códigos de activación. El precio depende únicamente del número de proyectos instalados en iPads de clientes o usuarios finales; entre los 130€ por una activación simple y los 72€ por la activación de un proyecto en 10 tabletas.
Ventajas competitivas
- Respuesta inmediata a las acciones del usuario y excelente experiencia interactiva. Completa integración con las características del dispositivo móvil (iPad).
- Conecta directamente con autómatas (PLCs)
- Soporte nativo y directo de las principales marcas de autómatas.
- Elevada fiabilidad y seguridad.
- Fácil de usar.
- Instalación remota de proyectos en dispositivos de usuarios finales con una simple 'pulsación', ahorra costes de instalación y viajes.
- Un iPad de Apple puede reemplazar a pantallas táctiles tradicionales a un precio muy inferior. No se necesita ningún hardware adicional. Aplicación 100% nativa para iPad
- La movilidad total proporciona ventajas a sus usuarios.
- Coste de entrada extremadamente bajo, no se paga hasta que el proyecto se instala en los iPads de los usuarios finales.
