IT世界的工程師真的是一個很辛苦的職業(yè)，網(wǎng)上流傳著他們的逼瘋的故事—頻繁變更的需求、架構(gòu)的調(diào)整，甚至推倒重來，難道自動化行業(yè)就沒有這樣的事情嗎?
大家都認為IT的程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動化行業(yè)主要是順序邏輯控制，結(jié)構(gòu)肯定沒有那么復(fù)雜---如果你這么想，大概是說的20年前的可編程“邏輯”控制器的年代，現(xiàn)在的機器哪里只有邏輯那么簡單，運動控制、總線、HMI、安全、液壓、行業(yè)工藝算法……。
今天就說一個“簡單點”的事情—HMI的畫面編輯。
看上去你把很牛的算法都寫完了，也把運動控制功能調(diào)通了，溫度的PID也自整定了—可是，對于HMI的開發(fā)而言，你還有很多需要面對的痛苦：
(1)經(jīng)常變更的HMI設(shè)計—這是讓程序員瘋掉的事情
(2)設(shè)計的顯示控件總是被抱怨太丑,高大上的HMI就像別人家的孩子?
(3)程序變更就得改HMI的顯示，但是，程序的確經(jīng)常在改。
工程師有時候會抱怨，出差半天就為了去現(xiàn)場給客戶改一下程序，花費半天把程序里的變量與HMI的顯示關(guān)聯(lián)起來。
據(jù)估算，為了實現(xiàn)User-Friendly的HMI設(shè)計，程序員需要在HMI畫面上花費大約30%的時間，這本身也是一種巨大的浪費。
解決問題的思路—關(guān)注點分離(SoC)
軟件工程中有非常重要的方法稱為“關(guān)注點分離”，即SoC(Separation of Concerns)，通過SoC可以實現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合的軟件架構(gòu)設(shè)計。對于面向服務(wù)的架構(gòu)SoA而言，關(guān)注點分離是實現(xiàn)這一架構(gòu)的重要途徑。
由于PLC中運行的程序和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在HMI上訪問是一種變量的綁定關(guān)系，因此，如果在HMI上的畫面進行了修改，那么與之對應(yīng)的程序也要進行調(diào)整，而另一方面，由于程序的變化導(dǎo)致了數(shù)據(jù)顯示的問題，也必須在HMI上進行調(diào)整，包括顯示的位置、單位、上下限的變化。
實現(xiàn)通道：OPC UA的應(yīng)用
OPC UA就可以幫助我們實現(xiàn)應(yīng)用程序與HMI顯示的“關(guān)注點分離”，圖2的架構(gòu)讓我們看到他們之間的關(guān)系：
由于OPC UA采用了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對象，包括對象所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)與語義，比如：溫度的數(shù)據(jù)和單位(攝氏度)，而這些都可以被存儲在OPC UA Server的地址空間里，這就像一個共享內(nèi)存或者物理上的雙口RAM，應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)可以被寫入至這個共享區(qū)間，而OPC UA Client則通過Http方式來訪問這個地址空間的數(shù)據(jù)。
這樣就可以實現(xiàn)：
(1)程序中的數(shù)據(jù)變化進入共享區(qū)間，而HMI同時會更新數(shù)據(jù)而無需干預(yù)，因為HMI訪問的是地址對應(yīng)的參數(shù)。
(2)不同的HMI，如不同級別的用戶(操作員、工程師、電氣經(jīng)理、總經(jīng)理)通過IE、Andriod的瀏覽器可以訪問同一個應(yīng)用而無需開發(fā)不同的畫面。
圖1-通過OPC UA實現(xiàn)關(guān)注點分離的簡圖
如圖1-原有的HMI與程序的綁定造成了無法分離，HMI與PLC程序修改必然會導(dǎo)致對方的修改，而采用圖1右側(cè)的架構(gòu)則可以看出，無論程序和HMI怎么修改，都相互不影響，HMI僅訪問標(biāo)準(zhǔn)格式下的數(shù)據(jù)對象，而對于程序而言，也僅需往OPC UA服務(wù)器的地址空間按標(biāo)準(zhǔn)寫數(shù)據(jù)即可。
這樣即實現(xiàn)了HMI數(shù)據(jù)訪問與應(yīng)用程序的脫離，雙方僅需訪問中間的共享區(qū)域即可。
OPC UA即扮演這樣的角色。
mappVIEW
貝加萊的mappVIEW即按照“SoC”的思想所設(shè)計，mappVIEW的架構(gòu)如下圖
圖2-圖2-mappVIEW的實現(xiàn)原理
如圖2所示，mappVIEW是在PLC上集成OPC UA Server，然后由支持HTML5、Javascript、CSS的終端來訪問，例如iPhone、iPAD、Andriod平臺的智能手機，支持各種瀏覽器例如：IE、Google的Chrome、Apple的Safari等，包括AutomationPanel、Power Panel T系列等貝加萊自主的HMI產(chǎn)品，均可訪問控制器(PLC/PC均可)。
mappVIEW還提供眾多的控件給用戶使用
圖3-mappVIEW也支持多點觸摸的控件
圖4-mappVIEW為不同的用戶不同終端提供訪問能力
HMI支持更多的媒體形式啦!
OPC UA支持Web Service使得通過OPC UA來訪問的底層控制器上的數(shù)據(jù)類型也可以多種多樣：
(1)PDF文件：對于滿足FDA Gamp認證的的制藥行業(yè)而言，不可篡改的PDF電子文檔能夠確保數(shù)據(jù)報表滿足審計要求。當(dāng)然，在線提供一個PDF文檔作為幫助文件，對于今天基于Windows平臺的Panel PC或PC已經(jīng)不新鮮。
(2)動畫：采用動畫可以直觀的反應(yīng)設(shè)備的運行狀態(tài)，可以提供更為簡單易用的畫面設(shè)計，讓操作人員更為簡單的理解機器的運營。
(3)視頻：如果需要傳播機器現(xiàn)場的視頻，這也是可以的，當(dāng)然，希望你用一個比較小的格式，免得網(wǎng)絡(luò)帶寬耗費太大。
圖5-mappVIEW的畫面設(shè)計
機器也可以有高大上的畫面啦!
圖6-報表功能就像IT世界的一樣精美直觀
易用性
(1)提供直接登錄互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方式
(2)無需網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的專業(yè)知識，mappVIEW是自動化工程師有力直觀的HMI開發(fā)工具
(3)100%借力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，可以在任何輸出設(shè)備上完美顯示內(nèi)容
(4)所有GUI功能封裝在功能塊中，動動鼠標(biāo)就能完成配置
(5)內(nèi)容和設(shè)計完全分開，最大成都滿足客戶的定制需求
(6)機器控制器和HMI應(yīng)用完全分開，可重復(fù)使用和修改HMI軟件或單獨GUI部件
(7)降低維護費用，提高整體質(zhì)量
mappVIEW舉例：韓國Woojin的HMI畫面設(shè)計
基于mappVIEW開發(fā)的韓國Woojin的注塑機HMI畫面，采用了精致的基于Web風(fēng)格的畫面，并采用了OPC UA來訪問控制器的模式，可以實現(xiàn)非常便利的畫面適應(yīng)力。
