Wizualna i intuicyjna obsługa całych systemów przy użyciu smartfonów i tabletów stale nabiera coraz większego znaczenia. Korzystając z platformy Bosch Rexroth Open Core Engineering, firma Glaub Solution opracowała aplikację ECO/APPAxisControl na urządzenia mobilne z systemem Android i iOS, która przejmuje funkcje sterownika PLC, umożliwiając obsługę i diagnozowanie trójosiowych systemów z chwytakami.
Programowa obsługa maszyn w systemach automatyzacji nadal polega głównie na użyciu urządzeń stacjonarnych z graficznym interfejsem użytkownika, połączonych łączem stacjonarnym z daną maszyną. Jednak mobilne bezprzewodowe urządzenia inteligentne, takie jak smartfony i tablety, umożliwiają obecnie realizację koncepcji zapewniających znacznie wygodniejszą obsługę. Ekrany z wielodotykiem, polecenia głosowe czy akcelerometry pozwalają na sterowanie maszynami w sposób znacznie bardziej wygodny, intuicyjny i sprawny.
Większość użytkowników maszyn przemysłowych już potrafi dobrze posługiwać się smartfonami i tabletami. Dzięki temu mogą oni zacząć używać interfejsu aplikacji i systemu operacyjnego natychmiast, bez kosztownego szkolenia czy fazy wdrożenia. Aplikacja działa natychmiast na dowolnym urządzeniu z systemem operacyjnym iOS lub Android. W porównaniu z konwencjonalnymi urządzeniami stacjonarnymi, urządzenia podłączonego do sieci komunikujące się poprzez WLAN zapewniają znacznie większą swobodę ruchu.
Sukces firmy Glaub dzięki platformie Open Core Engineering
Firma Glaub Solution GmbH, mająca siedzibę w Salzgitter w Niemczech, od 2011 r. pracuje nad koncepcją aplikacji na smartfony i tablety, która umożliwiałaby łatwe, wizualne sterowanie systemami automatyzacji.
Jednak realizacja idei jak najbardziej intuicyjnej obsługi maszyn okazała się trudnym wyzwaniem. Próby połączenia aplikacji ze sterownikiem PLC za pośrednictwem serwera OPC nie powiodły się, gdyż nie uzyskano wymaganej wydajności i elastyczności.
Na początku 2012 r. dyrektor zarządzający Niko Glaub zobaczył prezentację koncepcji Open Core Interface, przeprowadzoną przez przedstawicieli firmy Bosch Rexroth. Ten otwarty interfejs umożliwia bezpośredni dostęp do rdzenia sterownika z funkcji wywoływanych z programu napisanego w konwencjonalnym języku programowania.
Konfiguracja testowa z manipulowaniem w trzech osiach
Latem 2012 r. firma Glaub była już gotowa do użycia wstępnej wersji Open Core Interface. Przy jego użyciu opracowano aplikację HMI (interfejs człowiek-maszyna) na urządzenie iPad. Nie były do tego potrzebne żadne dodatkowe licencje na oprogramowanie ani też serwer IPC z OPC czy inny system bramy. Platforma Open Core Engineering otworzyła firmie Glaub drogę do efektywnego opracowania aplikacji ECO/APPAxisControl. „Platforma Bosch Rexroth Open Core Engineering umożliwiła nam pełne oddzielenie warstwy sterowania od warstwy programowania PLC, zapewniając bezpośredni dostęp do rdzenia sterownika PLC” — wyjaśnia Niko Glaub. Główną zaletą opracowanego rozwiązania była możliwość całkowitego przeniesienia złożonych funkcji obsługi systemu i sterowania nim ze sterownika PLC do aplikacji. Pozwoliło to na łatwiejsze zaprogramowanie tych funkcji w powszechnie stosowanych językach wysokiego poziomu. Wyeliminowana została konieczność użycia schematu drabinkowego, listy rozkazów i strukturalnego tekstu w sterowniku PLC.
Na potrzeby testu, inżynierowie firmy Glaub zmodyfikowali trójosiowy system demonstracyjny, zastępując sterownik Bosch Rexroth IndraLogic L40 sterownikiem L45 z Open Core Interface. Przy implementacji funkcji obsługowych, diagnostycznych i szkoleniowych, programiści mogli nawet używać niektórych standardowych bibliotek funkcji dostarczonych przez firmę Bosch Rexroth. Funkcje biblioteczne platformy Open Core Engineering umożliwiają wygodny dostęp do zmiennych sterownika PLC, funkcji osi i pamięci diagnostycznej z języka wysokiego poziomu (C++, Objective C lub Java). System został zaimplementowany w czasie zaledwie kilku godzin: po skonfigurowaniu sterownika PLC przy użyciu narzędzia Rexroth Engineering Tool IndraWorks, pozostało jedynie dodać nagłówki i pliki biblioteczne dostarczone przez firmę Bosch Rexroth.
Intuicyjna obsługa
Opracowana przez zespół firmy Glaub Solution aplikacja, przeznaczona na smartfony i tablety z systemem Android lub iOS, umożliwia obsługę i diagnozowanie systemu trójosiowego z chwytakami. Z boku ekranu znajduje się pasek narzędzi, który zapewnia dostęp do najważniejszych głównych menu: tryb ręczny, tryb automatyczny, pozycja początkowa oraz ustawienia. Poza sterowaniem za pomocą gestów dotykowych, możliwe jest sterowanie z użyciem akcelerometru urządzenia mobilnego: w tym przypadku osie maszyny poruszają się w kierunku pochylenia tabletu. Kąt pochylenia decyduje o prędkości ruchu. U góry ekranu aplikacji znajduje się przycisk diagnostyki, który pozwala użytkownikowi nie tylko odczytać plik dziennika błędów ze sterownika, lecz także odczytać stan osi i sterownika oraz parametry napędów.
Aplikacja ECO/APPAxisControl umożliwia automatyczne wykrywanie wszystkich osi i adresów, a ponadto udostępnia następujące funkcje:
- ręczne konfigurowanie liczby osi,
- funkcje diagnostyki sterownika i wzmacniaczy osi,
- opcje tworzenia, zapisywania i ładowania programów ruchu osi.
Oznacza to, że platforma Open Core Engineering umożliwia zdefiniowanie pełnych cykli ruchu systemu.
Bezpieczne połączenie
Przy eksploatacji systemów automatyzacji wymagana jest maksymalna dostępność oraz maksymalne bezpieczeństwo. Aplikacja firmy Glaub gwarantuje bezpieczeństwo połączenia WLAN. Jeśli połączenie zostanie przerwane, funkcja monitorowania automatycznie podniesie alarm (podobnie jak w przypadku sygnału ping w monitorowaniu połączeń magistrali PROFIBUS). Dalsze działania odbywają się zgodnie z wcześniej zdefiniowaną procedurą, która może przewidywać różne reakcje: od jedynie zapisania komunikatu błędu po samoczynne zatrzymanie całego systemu.
Przygotowanie na przyszłość
Platforma Open Core Engineering umożliwiła także firmie Glaub pomyślne opracowanie aplikacji do systemu Windows, przeznaczonej dla producenta hamowni dla pojazdów. Firma Bosch Rexroth dostarczyła technologię napędów i sterowania, zaś firma Glaub opracowała w języku C++ interfejs użytkownika umożliwiający bezpośredni dostęp do sterownika poprzez Open Core Interface. Oznacza to, że technik może sam tworzyć profile ruchu i przesyłać je do poszczególnych osi i kół. W trakcie testu okazało się, że możliwa jest regulacja i wizualizacja momentu obrotowego, prędkości obrotowej, mocy oraz prędkości układu z trzema osiami i dwoma kołami, a niezależnie od tego uruchamianie maksymalnie sześciu serwoosi. Open Core Interface umożliwia nawet późniejsze udostępnienie takich funkcji jako aplikacji na urządzenie mobilne, bez konieczności dostępu do sekwencji rozkazów sterownika PLC.
„Platforma Bosch Rexroth Open Core Engineering umożliwia nam projektowanie interfejsów operatora maszyny, które nie będą zastraszające, lecz wręcz zabawne, a tym samym pozwolą na zwiększenie motywacji kolegów wykonujących swoje zadania” — mówi Niko Glaub, zadowolony z sukcesu implementacji. „Z niecierpliwością oczekujemy dalszych ekscytujących osiągnięć. Oferując platformę Open Core Engineering, firma Bosch Rexroth otwiera drogę ku idei Przemysłu 4.0.
Opisywana aplikacja jest już gotowa do wprowadzenia na rynek. Firma Glaub Solution GmbH oferuje ją klientom na potrzeby eksploatacji systemów automatyzacji. Kolejne aplikacje, np. do diagnostyki i serwisowania takich systemów, są w opracowaniu.
Wyjątkowa technologia łącząca świat automatyki ze światem IT
Platforma Open Core Engineering firmy Bosch Rexroth, jako pierwsze rozwiązanie czysto programowe, została wyróżniona w 2013 r. cenioną nagrodą technologiczną HERMES AWARD. Platforma ta łączy rozdzielne dotychczas światy sterowników PLC i IT, udostępniając zintegrowane rozwiązanie obejmujące otwarte standardy, oprogramowanie narzędziowe, zestawy funkcji narzędziowych oraz Open Core Interface. Ponadto firma Bosch Rexroth otworzyła rdzeń sterownika na potrzeby rozszerzonego dostępu. Producenci maszyn mogą obecnie niezależnie tworzyć funkcje w różnych językach wysokiego poziomu, w różnych systemach operacyjnych, oraz wdrażać je bez potrzeby modyfikowania programu sterownika PLC. Ponadto mogą na przykład w pełni zintegrować systemy automatyzacji z urządzeniami podłączonymi do sieci, w pełni wykorzystując ich funkcje.
Źródło: Bosch Rexroth
