Как только машина и ее ЧМИ введены в действие, даже небольшое изменение может иметь серьезные последствия. Вся производственная линия стоит, пока разработчик программного обеспечения, которому пришлось выехать на вызов, пытается наладить работу программного обеспечения машины после сбоя. Эффективный способ избежать лишних трат на обслуживание – пользоваться модульным ПО. Приложения, функции которых встроены в модульные элементы, существенно проще и дешевле в обслуживании.
"В течение срока службы машины, – поясняет Вольфганг Португаллер, начальник группы архитекторов систем B&R, – вы тратите гораздо больше на адаптацию и обслуживание программного обеспечения, чем вы потратили при его разработке в самом начале". К прямым затратам, например, на сервисные вызовы на объект, могут быстро добавиться последующие, если машина или целая линия потребует отключения, или если при обновлении ПО в систему будут переданы новые ошибки. Пытаясь снизить стоимость жизненного цикла оборудования, производители оригинального оборудования ищут способы сделать программное обеспечение проще и дешевле в обслуживании.
Современная архитектура программного обеспечения
Самые передовые архитектуры ПО сегодня позволяют отсоединить приложение ЧМИ от логики управления машины. "Традиционные решения ЧМИ тесно взаимосвязаны с приложением машины, – поясняет Португаллер. – Это значит, что при внесении вами изменения в логику управления вам также придется обновить приложение ЧМИ. И, наоборот, если вы переходите на обновленный, более удобный пользовательский интерфейс, вы также должны адаптировать логику управления".
Например, чтобы отобразить значение определенной переменной процесса, саму переменную часто требуется связать ссылкой напрямую с соответствующим элементом пользовательского интерфейса (UI). Никаких проблем – если машина работает без изменение в течение 20 лет. "К сожалению, так бывает очень редко", – говорит Португаллер. Переименовываются переменные процесса; переставляются экраны UI; добавляются новые пользователи. Даже небольшое изменение часто может стать причиной неожиданно большого объема перепрограммирования.
Один из способов устранения этой проблемы – соблюдение принципа проектирования ПО: разделение ответственности (SoC). В контексте программных средств ЧМИ SoC означает четкое разграничение между компоновкой экранов UI и отображаемыми на них данными.
Обмен данными через OPC UA
"Мы неуклонно применяем этот принцип к каждому аспекту нашего нового решения ЧМИ mapp View", – поясняет Португаллер. Для коммуникации между приложениями управления и приложениями ЧМИ mapp View опирается на независимый стандарт OPC UA. Например, чтобы отобразить значение температуры, приложение ЧМИ запрашивает не переменную процесса в управляющем приложении, а значение, предоставляемое сервером OPC UA на контроллере машины.
Сниженный потенциал ошибок
"Преимущества этого типа архитектуры становятся особенно очевидными, – замечает Португаллер, – когда приходит время повторно использовать один из компонентов, создать новый вариант машины или внести изменения во время обслуживания". Чтобы изменить диапазон значений для переменной процесса – даже если это одно и то же значение, выводимое на 10 разных экранах UI, – вам просто нужно однократно внести изменение на сервере OPC UA Это практически устраняет вероятность ошибок копирования и вставки или пропущенных инстанций.
Использование OPC UA дает еще одно очень важное преимущество. Вместо простой выдачи необработанных данных, оно также обеспечивает контекстную информацию в виде метаданных. С точки зрения температурной переменной это значит, что вы получаете не только числовое значение, но и физические значения, которые вам нужно интерпретировать, исключив вероятность ошибок пересчета. Единицы измерения можно изменять простым щелчком или нажатием на экране UI, независимо от того, какие единицы измерения используются в приложении управления.
Вольфганг Португаллер, начальник группы архитекторов систем, B&R
Безопасное изменение уставок
Возможность передавать пределы значений также очень полезна. Пользовательский интерфейс незамедлительно оповещает оператора, если он ввел уставку вне допустимого диапазона, т. е. нет необходимости запрашивать управляющее приложение в явной форме. Если специалист по обслуживанию добавляет новый хладагент, уставки в управляющем приложении настраиваются автоматически, и сервер OPC UA на контроллере машины автоматически предоставляет измененные данные приложению ЧМИ.
Легкое управление доступом
"Права доступа – еще одна важная тема, связанная с изменениями уставки", – добавляет Португаллер. Информация о том, каким ролям разрешено изменять какие значения, включена в состав вместе с метаданными OPC UA. Система управления ролями B&R упрощает определение и управление ролей, уровней доступа и пользователей. "При выполнении рабочего цикла вы можете свободно добавлять пользователей и назначать им роли в любой момент. Нет необходимости вносить изменения в саму систему управления ролями".
Компания B&R впервые представила mapp View на выставке SPS IPC Drives 2015 года. Решение ЧМИ является опциональным компонентом инженерного ПО Automation Studio, доступного с версией 4.2.5 LTS или выше. Пользователи пилотной версии уже год пользуются mapp View, а первые машины эксплуатируются и обслуживаются. "Наших заказчиков вдохновляет легкость обслуживания ПО с помощью mapp View, – говорит Португаллер. – Они удивляются, видя, как сильно архитектура их программного обеспечения ЧМИ может влиять на общую стоимость обслуживания их установок и систем".
Автор: Штефан Хензель