操作界面收缩、扩展和Web-Connect

令人兴奋的新技术正在使更大的平板显示器和更清晰的图像成为可能。第一批技术源自网络的产品(万维网或Internet)正在出现。微型plc的流行为小型操作界面设备打开了市场,而技术正在给它们一个新的、改进的外观。

通过Gary A. Mintchell,控制工程 一九九八年四月一日
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欢迎来到实时制造时代

令人兴奋的新技术正在使更大的平板显示器和更清晰的图像成为可能。第一批技术源自网络的产品(万维网或Internet)正在出现。微型plc的流行为小型操作界面设备打开了市场,而技术正在给它们一个新的、改进的外观。

软件和操作系统的进步将推动未来操作界面的使用(参见Michael Goeke关于面向对象编程如何改变控制编程的边栏)。

如图所示,公司正在寻找将硬件和软件技术集成起来的方法,以便在整个产品系列中形成一致的界面。

未来是什么?

Cutler-Hammer/Eaton (Westerville, O.)的操作界面产品线经理Jim Thorpe说:“平板显示技术正在迅速发展。平板显示器比crt具有更好的可靠性,并且在分辨率、清晰度和视角等重要领域正在迎头赶上。它们还占用更少的空间。”

索普还认为,向开放平台的转变至关重要,开放平台可以连接到制造业中的各种网络。嵌入芯片的操作系统将允许制造商在更小的设备中植入更多的功能。

NemaSoft Inc.(密歇根州安娜堡)软件工程副总裁米克(Robert Mick)看到了网络技术带来的更多好处。手持技术将大大降低小型操作员界面设备的成本。从微软的Palm PC和3Com的Palm Pilot到网络计算机,网络技术正被广泛地集成到各种消费产品中。工厂系统从开放式架构和可移植性中获益良多,这是web系统的关键。”

web技术的两个例子现在已经成为现实产品。

安娜堡科技公司(安娜堡,密歇根州)拥有WebLink。这台工厂级网络计算机有Sun Sparc IIep处理器,Java操作系统和13.8英寸的内存。有源矩阵TFT(薄膜晶体管)显示。

Dynapro (Delta,不列颠哥伦比亚省,加拿大)提供了一种嵌入式微软Windows CE的无磁盘PC。有源矩阵TFT平板显示器配有电阻式触摸屏或可选的专利近场成像触摸屏。

罗克韦尔软件公司(Rockwell Software, Mayfield Heights, O.)应用工程经理Joe Zons认为,客户希望能够以一致的格式共享公司中从最低级别到最高级别的信息。这将推动Windows CE的出现,它将允许一个小而便宜的设备看起来像微软的Windows 95或NT显示器。他接着说:“操作员界面与客户的MES/MRP/ERP系统有效互操作的能力将在整个行业中越来越普遍。”

网络、图形

Xycom公司工业计算机产品业务经理丹尼斯•瓦尔登迈尔认为,全个人电脑的优势在于它们能够方便地联网和扩展图形功能。使用Windows CE允许使用Windows环境,同时降低成本,因为所需的内存、大容量存储和处理器性能更少。

从微软提供的操作系统来看,从小型设备(使用Windows CE)到大型网络系统(使用Windows NT),都有可能出现类似的操作界面。(参见图表改编自罗克韦尔软件公司,威斯康辛州西艾利斯。)

反映这一愿景,罗克韦尔自动化/艾伦-布拉德利(密尔沃基,威斯康星州)现在有6- 15英寸的彩色平板显示器。还有20英寸的。CRT显示器都使用一个通用的软件配置。

cutter - hammer /Eaton正在开发一系列操作界面产品,以增强PanelMate系列并提供一致的界面。刚刚推出的PanelMate PC 7000系列将软操作界面与PC绑定到单个工作站。与PanelMate Power系列完全兼容,PC 7000经过配置、测试并准备运行。该产品利用DDE(动态数据交换)和dll(动态链接库)来增强与Microsoft Windows应用程序的通信,并与所有主要制造商的plc兼容。

Richard Galera,施耐德自动化公司(马萨诸塞州北安多弗)HMI市场经理认为人机界面(HMI)将成为自动化业务的中心位置。诸如软件集成(从操作界面到管理系统的控制)和信息技术的进步(如带有互联网/内部网的web浏览器)等动力都是由消费市场的PC技术驱动的,这些技术功能越来越丰富,成本越来越低。

施耐德自动化正在将Magellis操作界面产品线扩展到一系列产品,从小型文本显示到基于pc的网络应用软件包。

随着微控制器的普及,对更小、更经济的OIs的需求也在增加。利用基于大型pc接口的一些技术和图形知识,制造商已经推出了大量小型设备,从手持接口到5.5- 10英寸的图形平板显示器。的范围内。一些小型设备现在甚至有颜色功能。

手持设备

现在推出的手持设备越来越多地来自第三方制造商,而不是由PLC制造商提供的专有设备。掌上电脑市场的公开竞争并不是唯一值得关注的事情。看看当地UPS或联邦快递司机使用的技术。在不久的将来,如果看到Windows CE或Java系统类似地嵌入到工厂车间的小型设备中,请不要感到惊讶。

三菱电机自动化公司(Vernon Hills, Ill.)的产品营销工程师John Browett说:“随着微型plc的功率和功能的增加,低成本的OIs,如我们的E200也显示出更大的增强。现在提供的功能包括报警处理、实时时钟和串行通信端口,价格没有大幅上涨。软件能够在不增加大量成本的情况下最大限度地发挥基本硬件平台的功能。”

Two Technologies Inc. (Horsham, Pa.)现在提供HV-30手持终端。这种ASCII终端具有串行连接(rs - 232,422),有一个2行乘40字符的LCD设备。超扭液晶和背光液晶也可。30键膜键盘具有可配置的功能键。这是一款经济的入门级系统,售价仅200多美元。

Euchner-USA(新泽西州Hibernia)提供了Lauer TSN 100 PLC调制解调器,为手持操作界面添加了一个有趣的功能。此操作界面是为服务技术人员设计的,他们可能位于与控件不同的位置。一台tsn100连接到机器上的PLC。技术员拿着另一个。当被要求排除机器故障或下载新程序时,技术人员插入电话服务,呼叫另一个调制解调器,并执行必要的工作。tsn100也将连接到劳尔PCS操作员面板。

来自西门子能源和自动化公司(Alpharetta, Ga.)的TD17文本显示器是一种只使用液晶文本显示器,可以使用两种字体大小。6毫米和11毫米的字体可以在一行上混合使用,也可以只用一行来强调或在屏幕上显示更多信息。TD17是在Windows 95下使用当前Pro Tool软件编程的。它不仅有西门子Simatic产品的驱动器,也有其他几个品牌plc的驱动器。

PLCDirect公司(佐治亚州卡明)OptiMate操作界面系列是低成本的LCD界面,具有用户可配置的功能键,各种颜色的指示灯和设定值显示功能。

色彩增加冲击力

迫使屏幕缩小颜色的力量不仅仅是为了好看的画面。西门子能源与自动化应用专家Chris Meunch指出:“可用性研究已经证明,彩色显示器和符合人体工程学的选择颜色(如灰色和淡绿色表示良好状态,红色、黄色或任何其他攻击性颜色表示不良状态)可以减少植物的故障次数。作业人员能够更快、更准确地识别故障状态。”他还认为网络界面风格将主导未来操作界面显示数据的方式。

Aromat Corp.(新普罗维登斯,新泽西州)已经在D30图形触摸面板中加入了双色背光lcd。分页功能创建屏幕变化,如闪烁的红灯报警。D30可以显示文本、图形、符号和柱状图。该产品最多可存储256个消息屏幕,每个屏幕最多32个功能键。

GE发那科自动化公司(Charlottesville, Va.)在其Cimplicity HMI产品线中为每个显示站建立了网络。在低端,Datapanel 160仍然支持图形、消息、报警、数据缩放、可重定义功能键和膜键盘数据输入。支持Profibus、Genius等现场总线网络。Datapanel 1000系列将彩色有源矩阵TFT降至10.4英寸。显示。GE发那科的工程师认为,Windows CE将为低端设备增加更多功能,同时市场也将推动制造商生产更大的平板显示器。

更大更锋利

为工厂车间制造的更大的平板显示器开始进入市场。Total Control Products (Melrose Park, Ill.)推出了马拉松系列的个人电脑、显示器和外围设备。显示器采用TFT彩色技术,具有SVGA (800 × 600像素)和XGA (1024 × 768像素)分辨率。显示屏高达14.9英寸。有源矩阵TFT和17.7英寸。被动的液晶。

很多时候,缺少合适的软件驱动程序会导致新的显示器毫无用处。Christensen显示产品公司(Seattle, Wa.)推出了一系列平板显示器,设计用于各种视频卡和驱动程序。

该公司副总裁里克•汤姆弗尔德表示:“大多数时候,用户只需插入显示器,对硬件进行一些调整,就可以使用了。

有时显示在显示器上的图形的分辨率对于更高分辨率的屏幕来说不够高。交错的全动态、视频和逐步扫描的计算机图形是一个挑战。计算机动力学(格林维尔,南卡罗来纳州)开发了Vamp-SmartSize。可在计算机动力学的面板6.4- 15英寸。, Vamp-SmartSize提供平滑的图像大小调整,使VGA图像现在将填充整个SVGA或XGA屏幕。可以显示来自NTSC视频源(如CCD摄像机、录像机或任何类型的电视信号)的视频。自动校准,更容易获得屏幕上的最佳图像。

如果是15英寸。显示器不够大,无法显示图形,艾丁显示器公司(Aydin Displays, Horsham,宾夕法尼亚州)给出了答案。AMLCD FPD为20英寸。有源矩阵液晶平板显示器,支持1280 x 1024像素的分辨率。

触摸屏多功能性

显示器上的触屏让设计师能够对屏幕上出现的彩色按钮和功能键进行编程。这样操作员就不用盯着屏幕寻找合适的功能键了。

结合更大的平板显示器的趋势和他们在触摸方面的专业知识,Elo Touchsystems (Fremont, california)现在正在发货两种新的平板,有源矩阵,TFT显示器。Trimline 12.1英寸。Touchmonitor的特点是Elo AccuTouch五线电阻式触摸屏,而14英寸。模型有一个表面声波触摸屏在NEMA 12配置。12.1 -。模型具有SVGA分辨率和14英寸。一个是XGA。

Inova Inc. (Richland, Wa.)将表面声波技术更进一步,并声称首次将其封装在NEMA 4X显示器中。12.1 -。有源矩阵,TFT显示有4096 × 4096个单独触点,从而实现超精细精度。午餐时粘在屏幕上的一团油脂或花生酱会发出错误的信号?Inova的工程师已经开发出一种算法,可以“看到”静止的物体并将其屏蔽。

用户喜欢颜色、功能

Helm Instrument Co. (Maumee, O.)生产压力机控制自动化系统,使用Allen-Bradley彩色Panelview 600作为操作界面。该公司副总裁玛丽·泰斯(Mary Tice)表示,操作员喜欢将多个不同操作界面设备整合为一个单元的彩色显示器。一个额外的好处是错误会用英文显示。安装和故障排除变得更快,增加了客户的产量。

最后,富士通微电子公司(加州圣何塞)发布了42英寸的ImageSite 42,这可能是未来产品的雏形。平板等离子显示。这种大型显示器还没有为工厂车间准备好,尽管最终有这样的计划,但只要想想屏幕上的工厂布局就可以了,因为有这么多可用的空间。

欢迎来到实时制造时代

新的对象技术,如用于过程控制的OLE (OPC)和分布式组件对象模型(DCOM),允许工业应用程序更加精细地分布,同时通过系统架构保持集成。集成体系结构中的分布式数据适合智能车间的分布式性质和覆盖业务系统的访问需求。

这些对象技术的影响将是巨大的。一些观察人士预测,“组件化”将允许许多不同的供应商在工业系统中独立地提供功能对象。在工业应用中,对象技术将降低供应商开发应用程序的成本、实现者集成应用程序的成本以及所有者培训和维护的成本。

OPC计划有望将OLE部署到工业环境中。在OPC服务器和客户端可用的地方,应用程序将能够使用标记和属性名在数据级进行交互。这种“标准化”的进程间通信使用了全套微软基于对象的技术。集成可以用更少的定制软件内容更紧密、更敏捷。

分布式组件对象模型允许对象“驻留”在网络上的分布式位置,并从任何地方一致地引用对象,从而提供了对象的精细分布。在屏幕上,可能会显示数据位于运行应用程序的计算机内。实际上,数据分布在网络上的许多智能设备上。

OPC和DCOM这两种技术是互补的,将消除用于从设备到应用程序以及从应用程序到应用程序连接数据的专有驱动程序。对于架构中HMI级别以上的工业应用,这些技术将被广泛接受。集成成本仍然很高的制造执行系统(MES)层将立即从这些技术中受益。目前集成服务内容超过40%的MES项目,在基础技术中提供“拖放”集成,将会有很大的改善。

在实时层,实时控制器和plc之间的联锁预计在一段时间内仍然是专有的。在广泛应用之前,必须完全满足确定性性能、速度和鲁棒性的控制要求。这些技术的开销和资源需求使它们不在许多控制应用程序的直接考虑范围之内。随着硬件速度-成本比的不断提高,这些技术也将在控制级别上被接受。

当OPC和DCOM与ActiveX、以太网、HTML和动态HTML、微web服务器和浏览器等其他支持技术相结合时,OPC和DCOM在工业自动化中的影响将进一步扩大。结合起来,随着这些新技术的采用,将会出现一系列新产品。

集成ERP系统和供应链自动化系统的信息需求最终可以通过这组技术得到满足。将称为车间的大型数据创建机器与较慢的业务流程集成一直是自动化的梦想。技术已经赶上来了。实时制造时代正在开始。