Strutturare e riutilizzare le informazioni nelle applicazioni HMI - Programmazione a oggetti, tipi e widget
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Strutturare e riutilizzare le informazioni nelle applicazioni HMI Programmazione a oggetti, tipi e widget
In evidenza Contenuti Questo approfondimento mostra come è agevole sviluppare e mantenere Introduzione 3 applicazioni HMI in UNIQO HMI grazie allo Gestione efficiente di applicazioni HMI simili 3 sviluppo orientato agli oggetti e ai tipi. Strutturare i dati 4 Le applicazioni HMI che condividono Dalla programmazione tradizionale alla informazioni di funzionamento e modalità programmazione a oggetti 4 di visualizzazione possono infatti essere Centralizzare la gestione di elementi comuni 6 mantenute in modo centralizzato e Sfruttare la potenza degli oggetti 6 conveniente. Gestire con efficienza gli elementi grafici 7
Introduzione
Gestione efficiente di applicazioni
HMI simili
Applicazioni HMI simili difficili da mantenere
La standardizzazione nella progettazione e produzione dei macchinari è da sempre un
obiettivo perseguito dai costruttori per ottimizzare i flussi all’interno delle aziende,
diminuire i costi e ridurre il time to market. Per essere efficace, la standardizzazione deve
riguardare tutti gli ambiti della progettazione: meccanico, elettrico, e software.
In molte realtà industriali la standardizzazione è carente soprattutto nella progettazione del
software dei sistemi automatici, incluso quello legato ai sistemi di visualizzazione che
costituiscono le interfacce uomo-macchina.
In generale è altamente probabile che macchinari prodotti dalla medesima azienda, anche
se per applicazioni diverse, siano costituiti da componenti meccanici, elettrici e software
ripetuti e riutilizzabili. Soprattutto nell’ambito del software, la duplicazione di componenti
modulari senza una gestione centralizzata genera ben presto notevoli problematiche nella
manutenzione delle applicazioni stesse.
Perché UNIQO HMI è innovativo
UNIQO HMI offre funzionalità e meccanismi innovativi tra gli strumenti di sviluppo attuali:
l Programmazione a oggetti: configurazione di modelli di dati che descrivono oggetti
chiaramente identificabili
l Tipi: configurazione centralizzata di qualsiasi tipo di informazione destinata al riuso
l Widget: insiemi riutilizzabili di elementi grafici e strutture dati
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© 2020 ASEM S.r.l.Strutturare i dati
Dalla programmazione tradizionale
alla programmazione a oggetti
Strutturare per riutilizzare
Strutturare significa classificare e organizzare. Un'informazione classificata e organizzata è
un'informazione facilmente rintracciabile, quindi riutilizzabile o rielaborabile. Strutturare le
informazioni in uno strumento di sviluppo per applicazioni HMI significa preparare il terreno
per una gestione efficiente di elementi comuni.
Strutturare i dati forniti dai PLC
Le informazioni di funzionamento dei macchinari sono spesso non strutturate. Nascono dai
PLC e si usano a cascata negli strumenti di sviluppo.
UNIQO HMI permette di strutturare queste informazioni direttamente nell'ambiente di
programmazione e superare i possibili limiti di alcuni PLC nello strutturare le informazioni.
Diventa così possibile associare strutture dati ricorrenti a oggetti grafici specifici, e adottare
meccanismi di riutilizzo che accelerano lo sviluppo delle applicazioni.
Importare dati e strutture dai programmi PLC
Se i dati sono già strutturati sul PLC, UNIQO HMI può importare le strutture dati e
mantenere così perfettamente allineati i due mondi. UNIQO HMI infatti implementa degli
importatori di variabili compatibili con i vari software di programmazione dei PLC. Gli
importatori riconoscono automaticamente modifiche o aggiunte ai dati del PLC e
propongono l’allineamento delle variabili importate nell’applicazione HMI.
Dall'oggetto fisico all'oggetto software
UNIQO HMI implementa la programmazione orientata agli oggetti, un cambio di paradigma
conveniente e intuitivo rispetto allo sviluppo tradizionale. Grazie alla programmazione a
oggetti è infatti possibile rappresentare un oggetto della realtà fisica come un insieme di
dati strutturati. Questo consente di centralizzare la gestione dei dati quando ricorrono
all'interno della stessa applicazione o su più applicazioni.
Ad esempio, si pensi a un oggetto elettromeccanico come un motore. Esso è definibile
come un insieme di caratteristiche quali velocità, coppia, accelerazione, potenza ecc. Ogni
caratteristica fisica è rappresentata da una variabile: il motore è pertanto un oggetto,
costituito e descritto da una struttura di dati o variabili. Si realizza pertanto il concetto di
informazione strutturata.
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© 2020 ASEM S.r.l.5 © 2020 ASEM S.r.l.
Centralizzare la gestione di
elementi comuni
Sfruttare la potenza degli oggetti
Gli oggetti diventano tipi
UNIQO HMI implementa appieno una caratteristica distintiva dello standard OPC UA: la
possibilità di tipizzare i dati e in generale gli oggetti. Ogni oggetto o elemento grafico può
essere reso un tipo, ovvero un elemento con cui istanziare e mantenere aggiornate altre
occorrenze dello stesso elemento. Le istanze infatti mantengono un legame costante con il
tipo e ne ereditano qualsiasi modifica.
Ad esempio, se in un macchinario sono presenti quattro motori dello stesso tipo, in UNIQO
HMI si creerà un solo oggetto motore tipo costituito da una struttura dati che lo descrive
fisicamente e funzionalmente. Si istanzierà poi quattro volte l'oggetto tipo per definire
nell'interfaccia di programmazione i quattro motori del macchinario, ognuno associato ai
relativi dati forniti dal PLC. Questo garantisce inoltre che ogni modifica alla struttura di dati
eseguita sul tipo viene propagata automaticamente a tutte le sue istanze.
Ereditarietà gerarchica
Il controllo e l’aggiornamento delle applicazioni HMI può diventare ulteriormente efficiente
se si creano delle relazioni tra oggetti simili.
In UNIQO HMI un tipo può contenere a sua volta altri elementi tipizzati, e questi possono
contenerne altri a loro volta, creando una gerarchia via via più articolata. Tutte le
caratteristiche di un tipo sono ereditate dai tipi contenuti a tutti i livelli. È quindi possibile
centralizzare la gestione di qualsiasi elemento condiviso da pagine od oggetti: ogni
modifica apportata sul tipo "padre" sarà ereditata da tutti i tipi "figli".
Ad esempio, prendiamo un macchinario con due motori standard e due sistemi
autofrenanti. In UNIQO HMI si creerà un tipo "motore" con le caratteristiche comuni a tutti i
motori e si istanzierà due volte per definire prima di tutto i motori standard.
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© 2020 ASEM S.r.l.Il tipo motore si istanzierà poi una terza volta. Questa istanza si personalizzerà con
l'aggiunta di caratteristiche specifiche del motore autofrenante (es. coppia frenante).
L'istanza personalizzata potrà diventare un nuovo tipo "motore autofrenante", che si userà
per definire in modo conveniente i due motori autofrenanti.
In questo scenario il tipo "motore autofrenante" eredita e propaga tutte le modifiche
apportate al tipo "motore". La gestione delle modifiche per tutti i motori è quindi
centralizzata.
Gestire con efficienza gli elementi
grafici
Realizzare template di sinottici
In UNIQO HMI è possibile replicare in modo estremamente efficiente porzioni di sinottico
relative ad elementi ripetitivi.
UNIQO HMI permette di associare strutture dati a specifiche rappresentazioni grafiche
(widget) costituite da uno o più elementi di interfaccia, anche eterogenei: testi, oggetti
grafici, layout, colori ecc.
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© 2020 ASEM S.r.l.Grazie all'ereditarietà dei tipi si riducono drasticamente i tempi di sviluppo relativi a
strutture dati ed elementi grafici di un'applicazione HMI.
Aggiornare un'applicazione HMI con nuovi dati
disponibili dal PLC
Con le soluzioni tradizionali può essere dispendioso integrare un'applicazione HMI con dati
aggiuntivi disponibili in un secondo momento sul PLC. Ad esempio, per aggiungere
un'etichetta associata al valore di una nuova variabile sarebbe necessario modificare tutte
le applicazioni HMI che fanno riferimento allo specifico componente/oggetto.
In UNIQO HMI è sufficiente aggiornare la struttura dati dell'oggetto e gli elementi grafici
del relativo widget per propagare automaticamente la modifica in tutte le istanze
dell'oggetto.
Adattare velocemente lo stile dell'interfaccia
In UNIQO HMI, grazie alla tipizzazione, è possibile centralizzare anche tutte le
caratteristiche di formattazione. Il concetto di tipo si può infatti applicare a tutti i tipi di
oggetti dell'applicazione HMI. Lo stile del contenuto di un'applicazione HMI è quindi
velocemente adattabile a seconda delle necessità del cliente.
Per esempio, è conveniente gestire dimensione, colore e posizione dei titoli di pagina in un
unico punto. In UNIQO HMI sarà sufficiente creare un elemento testo tipizzato (es. tipo
"Titolo pagina") e definire in esso le proprietà di stile. Ogni istanza di "Titolo pagina" sarà
formattata a seconda delle proprietà impostate sul tipo.
È possibile anche centralizzare la modalità di rappresentazione di oggetti grafici o tipi di
dati ricorrenti. Per esempio, per rappresentare un dato binario, ovvero con un valore
alternativo all'altro (es. modalità automatica o manuale) è possibile usare diversi elementi
grafici (switch, casella combinata ecc.). Grazie alla tipizzazione del dato di tipo binario, ogni
occorrenza di dato binario sarà rappresentata graficamente come da impostazione sul tipo.
La stessa tecnica può essere usata per innumerevoli altri scenari, per esempio per gestire il
layout di una barra di navigazione condivisa tra tutte le pagine dell'applicazione HMI.
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