HMI – ANDROID
Prezentare hardware
Sistemul propus are ca scop realizarea unei interfețe vizuale, utilizând comenzi tactile, pentru unul sau mai multe PLC-uri care comunică prin protocol Modbus.
Vizualizarea se poate face pe tablete PC sau telefoane mobile rulând sistemul de operare Android.
Arhitectura sistemului se alege în funcție de tipul interfeței de comunicație a PLC-urilor. Dacă aceasta este TCP-UTP se folsește configurația din figura următoare, unde tableta sau telefonul mobil funcționează ca master Modbus și se cuplează la PLC-uri prin intermediul unui
router wireless.
Dacă PLC-urile sunt dotate cu interfețe seriale de tip RS 485 se va utiliza un router wireless
cu firmwer-ul modificat astfel încât pe lângă funcția de bază de rutare a pachetelor să mai îndeplinească și pe aceea de convertor Modbus TCP – Modbus RTU.
Și în acest caz dispozitivul Android va fi master Modbus, convertorul TCP – RTU transmițând cererile Modbus în rețeaua serială RS485 la o rată de pana la 230400 Kbaud. Ambele variante arătate mai sus au avantajul unui preț mai scăzut și dezavantajul că dacă tableta Android nu funcționează comunicația se întrerupe, oprindu-se și schimbul de date între PLC-uri care se realizează prin intermediul masterului Modbus.
Există o a trei-a configurație în care se cuplează în rețeaua TCT – UTP un calculator “single board”, rulând sistemul de operare Linux, lucru care permite instalarea pe acesta a masterului Modbus RTU cu avantajul că schimbul de date între PLC-uri se menține chiar atunci când tableta este oprită.
În această variantă dispozitivul Android la alegere poate să funcționeze fie ca master Modbus ( în rețeaua wireless) fie ca slave. Un alt avantaj al acestei ultime configurații este că în calculatorul “single board” se poate instala un mic server web care să prezinte date prelevate din automatizarea respectivă sau o bază de date cu dimensiune rezonabilă. Această ultimă variantă funcționează și cu PLC-uri dotate cu interfețe de comunicație TCP – UTP.
În toate cazurile prezentate mai sus dispozitivele Android, fie că discutăm de tabletă PC, fie de telefonul mobil, se cuplează în rețeaua locală wireless, deci sunt mobile, iar dacă tableta este prevăzută cu interfață 3G/4G, se pot cupla și prin intermediul internetului. Se poate crea o configurație cu mai multe tablete PC și telefoane mobile care pot rula aplicații diferite, de exemplu una sau mai multe tablete acționând ca “panouri de comandă locale”, iar cu ajutorul telefoanelor se pot vizualiza diverse date din aplicație sau mesaje de alarmă, cu niveluri de acces diferite funcție de utilizator.
Întreaga instalație se poate cupla într-o rețea ierarhic superioară unde să furnizeze (sau să primească) date din instalația automatizată, utilizând calculatoarele deja existente.
Facilități grafice
Aplicația Android dispune de toate facilitățile moștenite de la sistemul de operare gazdă atât referindu-ne la grafică cât și la aspectele multimedia. Aplicația ce rulează pe tabletă sau pe telefonul mobil poate simula butoane, cu sau fără menținere, lămpi, afișaje alfanumerice, dar poate prezenta și elemente dinamice, precum și imagini sau sunete.
Pentru exemplificarea celor menționate mai sus prezentăm câteva imagini dintr-o aplicație ce conduce o mașină de fabricat panouri bordurate pentru gard.
Prezentul ecran realizează controlul manual al deplasării cu un servo drive Delta ASDA-A2
cu o rata de actualizare a datelor de aprox. 300 ms. S-au utilizat câmpuri de afișare alfanumerice pentru parametrii ca viteza, poziția, temperatura, care pot să-și modifice culoarea de fond sau a cifrelor pentru a marca depășirea unor praguri, butoane tactile pentru anumite acțiuni, care prin schimbarea culorii pot confirma execuția acțiunii respective, butoane care conțin valoarea unor coduri de alarmă care prin apăsare produc pop-up-uri care descriu semnificația respectivei alarme precum și etichete care pot simula aprinderea / stingerea unei lămpi reprezentând diverse semnale.
Cu ajutorul simulatorului de potențiometru, rotativ aici, dar care poate să fie și linear se poate prescrie o anumită valoare, aici viteza.
Faptul că tableta are o putere de calcul importantă (în cazul de față dual core 1.5 GHz) face posibilă stocarea unor parametrii de proces în baze de date sqlite3 (susținută nativ de Android) și prezentarea lor în timp real, sau ulterior, su formă grafică.
Subsistemul grafic al tabletei este compatibil OpenGL, fapt ce permite abordarea graficii și din aceasta perspectivă, putându-se realiza prezentări de foarte bună calitate. Un exemplu se poate vedea în următorul grafic spectrografic plotat în timp real.
