让HMI设计更简单的方法-mapp View

让HMI设计更简单的方法-mapp View

贝加莱工业自动化(中国)有限公司 任晓玲

软件变得越来越重要

　　现代机器设备很难仅仅依靠机械技术和电子技术来实现日益复杂的过程控制要求。对灵活性无止境的追逐，使得越来越多的过程控制需要通过软件形式得以实现。mapp View正是贝加莱帮助客户在这一趋势中处于时代前沿的利器。

图1 新机器新系统设计中，软件开发的占比直线上升

　　而在这些软件开发中，HMI的画面设计往往又是耗费工程师时间的重要部分，因为经常性的变更需求：客户的需求变化、程序里的变量、流程、连接方式的调整都会需要HMI上对应做出调整。

当Web遇到自动化

　　贝加莱开发了mapp View技术用于解决这些问题，采用开放的Web技术结合OPC UA，其聚焦于如何为机器、产线提供一种全新的HMI开发与显示新方案。通过运行于控制器上用Web技术开发的控件—远程设备可以通过任意的移动终端如iPhone、Andriod平台智能手机、IE浏览器等访问机器上的数据。

mapp View提供了全新的HMI设计理念：

图2 互联网遇到自动化 成就贝加莱mapp View

*提供直接登录互联网的技术方式

*无需网络开发的专业知识，mapp View是自动化工程师有力直观的HMI开发工具

*100%借力网络标准化，可以在任何输出设备上完美显示内容

*所有GUI功能封装在功能块中，动动鼠标就能完成配置

*内容和设计完全分开，最大程度满足客户的定制需求

*机器控制器和HMI应用完全分开，可重复使用和修改HMI软件或单独GUI部件

*降低维护费用，提高整体质量。

手势控制

　　新版mapp View支持手势控制来完成HMI应用。例如，仅仅通过点击HMI屏幕进行操作，或者用两根指头完成某趋势曲线细节的放大操作等。这一新功能让HMI应用的创建变得前所未有的简单。

　　更快，更容易，更直观，这是手势控制带来的新体验。通过手势控制，可以使UI按钮的设计更富现代感和流线型，也不会再混淆放大/缩小按钮和页面导航按钮。双手操作更是确保了重要的输入数值，预防设备误启动。

图3 手势控制让机器操作变得更快，更容易，更直观

为不同用户显示所需内容

　　作为多用户系统，一个mapp View HMI应用可以针对不同的用户权限自动同步地显示不同内容。对HMI开发者而言，只需预先定义好某个用户角色的权限即可。用户角色即可按设定的权限对内容进行读写、修改等操作。不同的客户化HMI内容不需要进行单独编程，却可按权限同步显示在不同HMI上，操作的用户彼此独立，非常方便。例如，管理者的平板电脑上正在显示KPI整体概况，而技术人员正在自己的笔记本电脑上修改机器设置。

　　mapp View采用基于角色的访问控制，涉及用户，角色和权限三方面。权限由角色分配，角色与用户关联。用户可同时拥有不同角色。在整个系统中，用户是“真实”的人，有自己的身份验证信息，通过用户ID和密码在系统中证明自己的身份。角色用来描述用户与系统特定任务的关系，如管理员，服务工程师或机器操作员。不同的角色对应不同的权限，完成不同的任务。当“真实”的用户职责发生变化，只需赋予用户新角色就能让他拥有新权限，完成新任务。贝加莱应用了一个新的编辑器来提供数据点和用户角色之间的链接概览，从而方便分配操作权限，极大简化复杂的多用户应用。

图4 mapp View 100%借力网络标准化，可以在任何输出设备上完美显示内容

为更好设计HMI推出的新控件

　　mapp View中模块化的控制元素被称为小控件，可以被方便地拖来拖去进行配置。2017年，贝加莱新推出了100多个小部件。

图5 mapp View开发界面

　　对于可视化机器数据而言，表格和示意图的使用越来越广泛。用于高级报表服务的新mapp View小部件可以在客户的HMI应用中增加各种类型的表格和示意图。线型图、条形图、饼状图、点状图都可采用2D或3D的形式进行展现。另外，还可清晰提供重要数据和KPI的实时概览。由于基于HTML5，使用mapp View图表小部件具有动画效果，如点击即可放大显示图表中的详细信息。HMI开发者在使用这些功能时，无需掌握专门的编程语言，只需定义好需要使用的数据即可。

图6 使用新的mapp View小部件，可以在HMI中设计清晰生动的表格和示意图

　　对软件开发者而言，模块化生产线的频繁变更是一个颇具困难的挑战。使用新的mapp View小控件可以自由调整生产顺序，让这一挑战变得简单。在编程过程中，机械单元被定义为机器相对应的不同模块和功能。在运行过程中，操作者只需拖动彼此独立的步骤，将其放于需要的地方就能调整生产过程。这一调整可共享到系统中不同的HMI上。各步骤按需要进行串联或并联，在生产流程开始前，机器软件会先确认技术可行性。

图7 新的mapp View小部件为模块化机器提供最大灵活性

　　另外，新推出的mapp View中还提供全文本编辑器小部件，可以在结构文本中对简单算法或整个机器人/CNC应用进行编程。这种编程可以在机器运行时进行，无需使用特别的软件开发工具。

用户自定义小部件

　　mapp View除了提供大量标准小部件，主题和样式外，还允许客户创建自己的小部件，修改已有小部件的尺寸和样式。OEM厂商可以借此功能创建自己的小部件库，重复应用到不同新机器上。

　　除了单独的小部件，mapp View用户还可以将多个小部件存储为一个组，例如将两个输入栏和一个按钮存为一组，用作输入用户名，密码及确认。通过这样的方式，对常用界面内容进行一次设计，就能多次反复使用，极大节约了开发时间。

　　未来，贝加莱还将推出更多新功能，让用户存储自定义事件，动作和数据，并链接到小部件组中，以供随时调用。

用于整个页面的WYSIWYG编辑

　　WYSIWYG，所见即所得。即用户在视图中所看到文档与该文档的最终产品具有相同样式，也允许用户在视图中直接编辑文本、图形、或文档中的其他元素。现在，mapp View中也提供用于小部件定位和设计的可视化编辑器，该编辑器适用于整个页面。这一工具特别适用于针对不同输出媒介的HMI应用设计。

　　对于典型应用，贝加莱提供预先设计的模板。HMI开发者只需在可视化编辑器中打开这些模板，就能很快按自己的需要完成设计。

图8 WYSIWYG编辑器，让HMI设计更直观

通过HMI应用方案进行严苛时限操作

　　在一些特殊应用场合，如对机器人或运动轴进行手动控制时，要求机器在操作者输入后立即做出响应。现在，贝加莱推出的实时mapp View小控件，可以满足通过HMI应用来实现严苛时限操作的需要。

　　采用专门的浏览器技术，确保在明确定义的时间范围内将信号传输到控制器。很多情况，实时小控件会忽略专门的手持式操作设备的请求，以区别实时小部件和常规小部件。当然，两种小部件可以组合起来使用。

图9 借助mapp View，HMI应用方案可以进行严苛的时限操作

　　mapp View使用公认的HTTPS和OPC UA标准，能确保数据传输安全。与贝加莱用户角色管理系统相结合，保证仅有得到授权的用户才能进行相应操作，同时，也确保数据不会受到系统外部的干扰。

图10 mapp View支持基于OPC UA的访问

　　在mapp View应用中可以直接使用任何来在于OPC UA服务器的数据。在共享的HMI环境中可以对来自不同厂商的控制器进行监控和操作。

关于贝加莱

　　贝加莱是一个总部位于奥地利并拥有遍布全球分支机构的创新驱动型自动化企业，2017年7月，贝加莱成为ABB集团的一个业务单元。作为全球工业自动化领域的领导者，贝加莱融合了前沿技术与先进的工程能力，为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。通过工业物联网通信标准如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及贝加莱强大的Automation Studio软件开发环境，贝加莱不断重新定义自动化工程的未来。贝加莱保持持续的创新精神，为客户提供更为简化以及超出预期的工业自动化领域前沿技术与方案。

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