Moravské přístroje, a. s., zdroj: http://www.mii.cz/art?id=770&lang=405, vytištěno: 21.10.2017 23:31:11

Hlavní stránka  Produkty  Programový systém Control Web

Control Web – všestranný pomocník pro tvůrce aplikačních programů
 Programový systém Control Web je jednotným programovým prostředím pro vývoj a provozování aplikací v oblastech automatizačních a informačních technologií. Rozhodně není pouhým SCADA systémem.

Pro někoho může Control Web být cenově přístupným nástrojem, který umožní levně realizovat řízení např. malé vodní elektrárny. Pro někoho jiného je to prostředek tvorby rozsáhlé podnikové distribuované aplikace s desítkami tisíc měřených bodů a obsahující stovky operátorských obrazovek, pracující na řadě počítačů zapojených do sítě. Pro studenty je to nástroj, který jim ušetří spoustu práce s laboratorními pracemi, neboť dokáže úlohy modelovat, simulovat a vizualizovat a také automaticky měřit a tisknout protokoly. Jednotné prostředí poskytuje autorům aplikací komponenty a služby včetně grafického vývojového prostředí pro rychlé vyřešení veškerých požadavků kladených na současné moderní automatizační systémy.

Control Web je škálovatelný ve velikém rozsahu sahajícím od malých kompaktních vestavěných řídicích jednotek až po rozsáhlé redundantní clusterové serverové systémy.

Vnitřní architekturou a principy činnosti se Control Web odlišuje od běžných SCADA systémů. Ty se utvářely a přicházely na trh v době, kdy počítač sloužil k pouhé vizualizaci technologických dat pro operátorské řízení a programové vybavení automatizačních systémů bylo vestavěno do PLC a řídicích jednotek strojů. Veškerá funkčnost SCADA systémů je obvykle pevně naprogramována a lze ji pouze do jisté míry modifikovat prostřednictvím konfiguračních dat.

Předchůdce současného prostředí Control Web – systém Control Panel – vznikl na počátku devadesátých let minulého století z potřeby řešit komplexní automatizační úlohy, na které stávající dostupné SCADA programy nestačily. Počítače byly již tehdy dostatečně výkonné, spolehlivé a levné, ale programové vybavení za rozvojem počítačů zaostávalo. Nová koncepce sestavování aplikačních programů z předem neznámé a principiálně neomezené sady dynamicky připojovaných komponent se ukázala nečekaně mocná. Vznikl tak progresivní produkt, jehož komponentová a objektově orientovaná koncepce se do dnešní doby ukazuje jako velmi silná a řada výrobců se ji pokouší napodobit.

obr.1: Control Web může díky své škálovatelnosti vystupovat v mnoha rolích

obr.1: Control Web může díky své škálovatelnosti vystupovat v mnoha rolích

Tvorba aplikačních programů byla maximálně zjednodušena díky grafickému editoru, ve kterém lze pomocí myši vybírat jednotlivé komponenty z nabídkových palet a skládat je do struktur vzhledů a algoritmů. Control Web začal být oblíben nejen pro snadnost použití a rychlost vývoje aplikací, ale především pro svou schopnost zvládnout i největší a nejkomplikovanější úlohy. V oboru automatizace se rozšířil natolik, že se stal de-facto průmyslovým standardem.

Rozsah, funkčnost a vlastnosti aplikace nejsou systémem nijak předen určeny ani omezeny. Aplikaci si každý může vybudovat podle svých požadavků – vybere si pro ni komponenty a definuje mezi nimi vazby. Výsledný běžící program má strukturu kódu i dat v paměti počítače velmi podobnou, jako by byl na míru napsán a přeložen např. prostřednictvím překladače jazyka C++. Má také podobnou rychlost a výkon. Přitom se neztrácí snadnost použití, jednoduchou aplikaci lze stále vytvořit během několika minut.

obr.2: Příklad síťového propojení a synchronizace dat mezi aplikacemi systému Control Web

obr.2: Příklad síťového propojení a synchronizace dat mezi aplikacemi systému Control Web

Snadnost použití s plochou učící křivkou, pro začátek práce se systémem není nutno překovávat žádnou vysokou znalostní bariéru, činí z prostředí Control Web velmi dobrý nástroj, s jehož pomocí se studenti technických oborů seznamují s automatizačními a komunikačními technologiemi. Interaktivita vývojového prostředí spolu s rychlostí dosažených výsledků dělají studium zábavnějším. Přitom skutečnost, že v systému neběží nic skrytě a samo od sebe, že pracuje jen vytvořený aplikační program, vede ke správnému pochopení principů. Control Web byl rovněž prvním produktem, který do oboru průmyslové automatizace přinesl schopnost zobrazování virtuální reality prostřednictvím třírozměrného vykreslovacího systému. Tento systém je postaven na principu klient-server. Vykreslovací server běží ve vlastním vlákně a je schopen v reálném čase vykreslovat i velmi složité scény s mnoha efekty v téměř fotorealistické kvalitě. Využívá nejnovějších technologií počítačové grafiky, včetně shaderů běžících v grafických procesorech – umožňuje tak aplikačním programům rozumně využít mohutného masivně paralelního výpočetního výkonu současných grafickým procesorů, které se staly samozřejmou součástí každého počítače. Tato nejdokonalejší současná technologie počítačové grafiky může podstatně zvýšit rychlost, působivost i přehlednost vizualizací.

obr.3: Editor 3D scény s několika otevřenými pohledy ve vývojovém prostředí systému Control Web

obr.3: Editor 3D scény s několika otevřenými pohledy ve vývojovém prostředí systému Control Web

Přitom, pokud není v aplikaci žádný 3D virtuální přístroj, nic z vykreslovacího systému není zaváděno do paměťového prostoru procesu – vykreslovací systém je do systému dynamicky zabudován až spolu s nezávislými 3D virtuálními přístroji,není tedy součástí jádra systému. Proto nijak neomezuje použitelnost prostředí Control Web na malých vestavných řídicích jednotkách nevybavených grafickými procesory. Ze schopnosti využívat výkon grafického procesoru plyne řada výhod i pro práci s digitálním obrazem, získaným z připojených kamer nebo z jiného zdroje přístupného v počítačové síti. Programovatelný grafický procesor umožňuje provádět s proudem obrazových dat v reálném čase takové operace, které jsou jinými prostředky nerealizovatelné. Díky tomu je digitální obraz v prostředí Control Web zpracováván bez jakýchkoliv kompromisů mezi kvalitou obrazu a propustností. Také veškeré operace, které provádí hlavní procesor počítače a které jsou paralelizovatelné, jsou systémem automaticky rozděleny do několika paralelních proudů pro jednotlivé jádra procesoru.

obr.4: Editor aplikací strojového vidění VisionLab ve vývojovém prostředí systému Control Web

obr.4: Editor aplikací strojového vidění VisionLab ve vývojovém prostředí systému Control Web

Také komponenty pro řešení úloh strojového vidění a vizuální inspekce jsou k systému připojovány dynamicky a jsou dodávány v podobě samostatných knihoven. Obdobně jako je tomu u ovladačů vstupně/výstupních zařízení, mají i komponenty pro strojové vidění otevřené a zdokumentované rozhraní a tak každý zručný programátor si může v případě potřeby vytvořit komponenty své a zařadit je do systému. I aplikační programy strojového vidění lze vytvářet v pohodlném prostředí grafického editoru, který rovněž umožňuje vybírat komponenty z nabídkových palet a interaktivně sestavovat, zkoušet a okamžitě pozorovat výsledky řešené úlohy.

V mnoha nasazeních hraje Control Web roli spojovacího článku, prostřednictvím kterého je do jednotného integrovaného celku propojeno mnoho původně nespolupracujících zařízení a mnoho samostatného programového vybavení. Přitom se často nejedná ani o průmyslové automatizační systémy. Control Web např. dokáže každou technologii zpřístupnit v počítačové síti a zprostředkovat na ni webové rozhraní, dokáže ji napojit na databáze a podnikové informační systémy, umožní ji dálkově ovládat z mobilních sítí atd. Každý systém tak otevře světu současných informačních technologií a umožní mu další růst a rozvoj.

obr.5: Control Web jako integrující prvek komplexních systémů

obr.5: Control Web jako integrující prvek komplexních systémů

Control Web vždy byl a dodnes je cenově atraktivní, proto je používán nejen v rozsáhlých aplikacích ve velkých firmách, ale i v malých a vestavěných aplikacích a také ve školách, ve vědě a výzkumu. Struktura typických aplikací se v poslední době podstatně změnila. Postupně ubývá zakázek, ve kterých je požadováno jen prosté operátorské pracoviště s vizualizací a případným sběrem dat. Požadavek rozhraní pro webové klienty je již samozřejmostí. Většina současných systémů je zapojena, často bezdrátově, do počítačových sítí, obvyklá je spolupráce s nějakým databázovým informačním systémem. Stále častější jsou také požadavky na práci s digitálním obrazem z kamer. Také se často systémy skládají z více částí, které spolu musejí komunikovat. Stále větší výhodou se tak stává to, že i malý vestavný systém je vybaven veškerými komunikačními kanály a jeho programové vybavení dokáže pracovat se všemi současnými standardy výměny dat. I malá vestavěná řídicí jednotka tak má k dispozici Ethernet, USB, Wi-Fi, Bluetooth a může obsahovat internetový HTTP server, ale současně také webový klient, dokáže posílat e-maily, posílat a přijímat SMS zprávy, komunikovat přes GPRS nebo radiové mosty, spolupracovat s Plug-and-Play zařízeními na rychlé sběrnici USB i jednotkami na TCP/IP síti atd. V řadě případů dokáže malý a levný průmyslový počítač nahradit kombinaci PLC a počítače pro operátorské řízení. Zde pak výhoda jednoho programového prostředí pro vývoj aplikací nabývá na ceně.

Také se oproti minulému období výrazně zlevnilo veškeré technické vybavení, máme k dispozici levné a výkonné průmyslové počítače, vstupně/výstupní zařízení, digitální kamery, prvky síťové infrastruktury i akční členy. Naopak se ale zvýšil tlak na cenu a dobu vývoje aplikace. Přitom jsou zákazníky požadovány aplikace stále lépe vybavené a graficky působivé.

Control Web je programovým systémem, který dokáže vystupovat v mnoha rolích. Může pracovat v řídicích jednotkách strojů, může spojovat výrobní technologii s informačním systémem podniku, může být datovým serverem s mnoha webovými klienty, může modelovat a simulovat procesy, může řešit strojové vidění a vizuální inspekci, dokáže vytvářet náročné vizualizace, zajišťovat operátorské řízení a mnoho dalšího. Dokáže nám posloužit tak, jak zrovna potřebujeme.

Control Web je natolik bohatým a komplexním systémem, jehož veškeré možnosti a vlastnosti není možno uceleně vysvětlit. Jen základní dokumentace má přes 2000 stran. Nikdo také pravděpodobně nevyužívá produkt v celé jeho šíři. Pro efektivní tvorbu aplikací ale naštěstí není nutno znát vše. I když se obvykle zabýváme jen tím, co zrovna pro dokončení svého úkolu potřebujeme, může nás uklidňovat pocit, že jakmile vznikne nový nečekaný požadavek, Control Web nabídne řešení. Nemusíme využít všechno, ale je dobré mít to k dispozici.

Článek tak, jak vyšel v čísle 6/2011magazínu Automa je v PDF podobě zde: CW_pomocník_ Automa_6_ 2011.pdf.

rc