Aktuální vydání

celé číslo

01

2020

Operátorské panely, HMI, SCADA

celé číslo

Zenon – systém SCADA podle požadavků uživatelů

Systémy pro řízení a monitorování procesů (SCADA) musí v současnosti řešit stále rozsáhlejší a složitější problémy a přitom si zachovat snadné ovládání a přehlednost. Také rozhraní HMI u strojů a výrobních linek mají velké požadavky na profesionálně zpracovaný grafický vzhled s intuitivním ovládáním, aby uživatel snadno a s odpovídajícím komfortem
získal potřebné informace a mohl rychle reagovat na vzniklé situace.
 
Systém zenon® od společnosti COPA-DATA patří mezi průkopníky na poli automatizace a vizualizace provozních dat. Zenon vedle svého obsáhlého souboru funkcí přináší do automatizace zcela nové možnosti individualizace, jaké jsou známy např. z operačního systému Windows 7. Nová verze 6.51 poskytuje uživatelsky přívětivý, přehledný a srozumitelný způsob projektování se zachováním maximální spolehlivosti, otevřenosti, nezávislosti a flexibility.
 

Modulární architektura

 
První otázka při plánování projektu obvykle je, jaký soubor funkcí je pro vypracování projektu vlastně zapotřebí. Co musí systém umět? Jaké další systémy se budou používat a integrovat? Jakým způsobem se budou získaná data zpracovávat? Nicméně tato rozhodnutí jsou vždy do značné míry ovlivněna náklady na realizaci požadovaného řešení. Právě zde se projevuje důležitá charakteristika systému Zenon: díky modulární architektuře a adaptabilitě zákazník platí jen za to, co opravdu potřebuje.
 
Modularita a možnost snadné individualizace umožňují vytvořit pro každého operátora specifické rozhraní HMI, které nejen odpovídá jeho požadavkům na funkci, ale také individuálním preferencím vzhledu a pracovním návykům. Každý operátor používá jeden a ten samý nástroj k přístupu do stejných dat, avšak s vlastním, na míru upraveným rozhraním. Data jsou automaticky synchronizována, aktualizována a poskytována oprávněným členům týmu.
 

Automatické přizpůsobení prostředí

 
Různé úlohy při projektování vyžadují rozdílné přístupy, způsoby zpracování i odlišné náhledy. Se systémem Zenon je velmi snadné přizpůsobit vývojové prostředí podle konkrétních potřeb, přiřadit toto nastavení do profilu a nastavit jeho automatické volání. Pro obvyklé úlohy jsou k dispozici profily editoru, předdefinované experty z řad uživatelů. Tyto profily zajišťují optimální rozvržení oken podle právě zvolené činnosti. Je možné je vyvolat stisknutím tlačítka myši nebo je lze plně automatizovat: např. kliknutím na položku „obrazy“ se automaticky otevře návrhová oblast v celoobrazovkovém režimu s plovoucími okny prvků, jejich vlastností a formátu nebo se u položky „proměnné“ použije tabulkové zobrazení pro editaci proměnných (obr. 1, obr. 2).
 
Každý uživatel počítače je zvyklý přizpůsobit si svou pracovní plochu podle svých preferencí – individualizované barevné schéma systému, pozadí plochy i systémové ikony zpříjemňují pracovní prostředí, aplikace používané každý den jsou vhodně rozmístěny na ploše, aby k nim byl snadný a rychlý přístup, okna v aplikacích jsou nastavena tak, aby byl náhled na pracovní oblast optimální, uživatel se cítil pohodlně a tím byla podporována jeho produktivita.
 
Při přihlášení do operačního systému se automaticky načítá uživatelem vytvořený profil. V případě firemní sítě je tento profil distribuován, a uživatel se tak po přihlášení do systému na jakémkoliv počítači vždy ocitne ve svém preferovaném prostředí. Tento princip je nyní dostupný i v systému Zenon od verze 6.50. Uživatel je po přihlášení do systému v prostředí s vlastním nastavením, protože runtime si pamatuje jeho poslední rozmístění a velikost oken, nastavené barevné schéma, velikost a typ fontu, zobrazované ikony, jazykovou mutaci apod. Tato funkce umožňuje vytvořit kompletně přizpůsobené prostředí pro dosažení dostatečné úrovně uživatelského komfortu s ohledem na individuální preference.
 

Nové grafické možnosti

 
Vzhled aplikace musí být na profesionální úrovni. Zenon má v této oblasti vlastnost, kterou softwaroví vývojáři nazývají využitelnost (usability) – bez nutnosti vynaložit velké úsilí při projektování a bez dodatečných nákladů lze vytvářet graficky vyspělá a moderní řešení. Libovolně upravitelné tvary obrazových šablon umožňují navrhnout zcela jasné a přehledné uživatelské rozhraní. Snadno tak lze vytvářet např. navigaci pomocí záložek nebo tzv. řečové bubliny, nastavovat průhlednost, barevné přechody i úhel nasvícení. U grafických prvků je možné tyto vlastnosti měnit přímo v obraze za použití metody uchopení a přetažení. V praxi nejde jen o pouhý vizuální efekt, ale z pohledu funkce také o předpoklad pro menší chybovost uživatelů a vyšší produktivitu jejich práce.
 

Chameleon Technology

 
Firma Copa-Data představila Chameleon Technology již ve verzi systému Zenon 6.50. Chameleon Technology umožňuje uzpůsobit vzhled systému podle osobních preferencí za pomoci předem definovaných barevných palet. Jednou vytvořené palety vytvářejí zcela dynamické prostředí, a uživatel tak má možnost měnit vzhled celé aplikace pouhým kliknutím. Současně lze přepínat mezi různými fonty, jazyky i jednotkami, včetně jejich správného přepočtu. Systém Zenon se tak stává
zcela univerzálním a adaptabilním (obr. 3).
 

Projektování v editoru

 
Vývojové prostředí systému Zenon je nástroj, který je schopen se přesně adaptovat na preference a požadavky projektových inženýrů. Díky modulární konstrukci systému Zenon lze vždy používat a licencovat pouze takový soubor funkcí, který je pro daný projekt požadován. Každý tak získává přínos z maximální škálovatelnosti a značného stupně flexibility – od projektů pro malé operátorské terminály určené k ovládání jednotlivých strojů, přes jednoduché získávání výrobních dat až po projekty komplexních řídicích systémů s několika sty tisíci proměnných. S jediným nástrojem je možné vytvářet aplikační programy pro všechny operační systémy MS Windows, od Windows CE, přes Windows 2000 až po Windows XP, Vista a 7.
 
Správa několika souvisejících projektů v rámci jednoho pracovního prostředí usnadňuje vytváření komplexních distribuovaných systémů se zachováním velmi dobré přehlednosti a jednoduché správy. Při využití tzv. zastřešujícího projektu lze specifikovat, které informace budou viditelné na konkrétní úrovni nebo stanici. Sdílené typy objektů, jako jsou např. šablony, písma, jazykové tabulky, palety barev apod., lze v rámci pracovního prostředí vymezit na úrovni globálního projektu a všechna tato nastavení potom budou k dispozici pro všechny vnořené individuální projekty.
 
U rozsáhlých projektů, na kterých pracuje několik projektantů souběžně, lze využít propracovanou metodu distribuovaného projektování. V takovém případě je projekt uložen v centrálním úložišti na serveru a jednotliví projektanti k němu přistupují ze svých lokálních stanic. Projektant, který potřebuje pracovat např. s proměnnými, si je zablokuje. Ostatní uživatelé okamžitě vidí, jaká část projektu je právě blokována a upravována. Po ukončení editace projektant proměnné uvolní, provedené změny se uloží na server a následně jsou zavedeny i v lokálních stanicích.
 

Objektově orientovaná parametrizace místo programování

 
Projektování v systému Zenon je založeno na nastavování parametrů použitých objektů. Veškeré funkce jsou již implementovány v systému, a proto je stačí pouze bezpečně vybrat a nastavit. Použití skriptů je možné, ale není pro vytvoření vlastního projektu nezbytné. Díky přehledné a jasně dané struktuře objektů je možné existující projekty velmi rychle pochopit a rozvíjet. Projektový inženýr tedy nepotřebuje zkoumat neznámý kód, ale může se plně soustředit na vlastní implementaci požadovaných změn či rozšiřování projektu.
 
Při požadavcích na speciální funkce či vytvoření vlastního rozhraní do jiných aplikací lze použít integrované vývojové prostředí VBA (Visual Basic for Application) a od verze 6.50 také VSTA (Visual Studio Tools for Application). VBA i VSTA jsou integrovány jak v programu runtime, tak i v editoru. Právě v editoru hrají významnou roli při automatizovaném projektování. Pomocí předdefinovaných průvodců lze plně automatizovat řadu opakujících se aktivit, minimalizovat dobu potřebnou pro projektování a zamezit výskytu chyb. Mezi základními průvodci lze najít např. průvodce vytvořením projektu, generováním či importem proměnných, importem projektu z jiného vizualizačního systému, vytvořením projektové dokumentace, vytvořením jazykových tabulek a další. Všechny tyto průvodce lze modifikovat podle individuálních potřeb.
 

Centrální správa místo lokální

 
Konzistentní objektově orientovaná struktura má tu výhodu, že vlastnosti jsou stanovovány a měněny pouze na jednom místě. Když např. symbol, který je použit u stovek motorů, dostane novou vlastnost nebo novou charakteristiku, je nutné tuto změnu nakonfigurovat pouze jednou. Změna je pak automaticky přenesena na všechny propojené symboly umístěné na obrazech. Jestliže šablona, která je základem pro několik obrazů, změní svou velikost, změní se velikost i všech těchto obrazů. Tento centralizovaný přístup opět podporuje zachování plné transparentnosti projektu.
 

Podpora optimalizace výroby

 
Systém Zenon je možné použít pro kteroukoliv oblast průmyslu. Jeho snadné intuitivní používání a vybavenost funkcemi umožňují vytvářet technologicky vyspělé, bezpečné a spolehlivé aplikace pro výrobu automobilů, potravin, nápojů a spotřebního zboží, výrobu a distribuci energií, vodohospodářská zařízení, řízení budov a další sektory. Právě výroba nápojů a potravin má své specifické charakteristiky a požadavky, jako např. navýšení produkce při nižších nákladech, dodržování bezpečnostních norem při výrobě nebo integraci různých systémů a zařízení od různých výrobců. Systém Zenon nabízí nejen dostatečnou flexibilitu a otevřenost pro existující heterogenní prostředí, ale také mnoho modulů pro optimalizaci a synchronizaci celého procesu výroby s důrazem na sledování klíčových ukazatelů výkonnosti (KPI).
 
Zenon je uzpůsoben pro bezpečnou a efektivní implementaci např. standardů Weihenstephan nebo normy FDA 21 CFR Part 11. Protokolování, archivace a omezení přístupu na základě uživatelských práv zabezpečují splnění regulatorních požadavků bez potřeby použít programy třetích stran a bez nadbytečného úsilí při projektování. Jednoduché ovládání, snadná rozšiřitelnost a bezpečné zasíťování různých zařízení a výrobních linek pomáhají zvyšovat celkovou efektivitu výroby a současně konkurenceschopnost mnoha významných producentů z této oblasti (obr. 4, obr. 5, obr. 6).
 

Flexibilita systému Zenon

 
Společnost Copa-Data, která veškerou svou činnost věnuje vývoji a technické podpoře systému Zenon, vyhlašuje jako své hlavní motto „dělejte to po svém“ (do it your way!). Systém Zenon umožňuje bez potřeby nadbytečného úsilí a s vysokou mírou spolehlivosti a bezpečnosti vyvíjet komplexní a flexibilní řešení pro libovolnou oblast automatizace procesní výroby. Díky svému otevřenému a nezávislému přístupu si jej cení mnoho významných výrobců po celém světě, díky čemuž počet instalací přesáhl 70 000. Nové vlastnosti pro individuální přizpůsobení editoru i runtime implementované v aktuální verzi ulehčují práci projektantům a přinášejí možnost vytvářet profesionální řešení „šitá na míru“ konkrétním uživatelům.
 
Ing. Tomáš Lípa,
 
Obr. 1. Optimalizovaný tabulkový náhled pro vytváření a úpravu proměnných
Obr. 2. Celoobrazovkový režim vhodný pro vytváření obrazů
Obr. 3. Přizpůsobitelné zobrazení při využití různých barevných palet
Obr. 4. Sledování a optimalizace spotřeby médií
Obr. 5. On-line sledování výroby na plničce lahví
Obr. 6. Analýza celkové efektivity zařízení pomocí „vodopádových“ diagramů