近年来,人们对人机界面的要求越来越高。一台设备的操作界面外观应该有吸引力,传达企业形象。此外,用户体验必须满足现代人的审美需要,同时优化编程和开发时间。TwinCAT HMI 满足了所有这些要求,并为下一代 HMI 的发展开辟了道路。
倍福是首批将 HTML5 用作底层技术的 HMI 供应商之一,而不是使用一个人们通常使用的依赖于平台的框架。无论使用哪种操作系统,基于 Web 的 HMI 几乎可以在所有平台上显示,唯一需要的是一个支持 HTML5 功能的浏览器。界面可以采用响应式布局,以便自动适应不同显示器的分辨率和方向,即自适应面板、平板电脑或智能手机。
TwinCAT HMI(TE2000)的特点是它在所有层面都有模块化扩展选项,可以通过编程接口开发专用的控制和服务器扩展。此款产品满足人们对 HMI 的普遍要求,包括用户管理、消息系统、国际化以及配方管理和历史数据记录,产品分为 HMI Creator、HMI Framework 和 HMI Server。
TwinCAT HMI Creator
TwinCAT HMI Creator 提供一个开发环境,与 TwinCAT 3 类似,所有工具都集成在 Microsoft Visual Studio® 中。高效工程是 HMI 开发中的一个重要问题。HMI Creator 遵循 .NET/WPF 中人们所熟悉的 Visual Studio® 图形配置方法。因此,HMI 界面的开发不需要开发人员事先具备 Web 相关技术知识。专业人员仍然拥有完全访问项目源代码的权限,并能够通过编程接口实现具体的应用要求。HMI Creator 提供实时预览功能,以便测试工程中或相应目标设备上的应用。这样不仅能够节省时间,而且能够直接访问可用的浏览器诊断工具。诸如 Git 或 TFS 等常见的源代码控制系统支持团队协作。
TwinCAT 的无缝集成允许在同一个环境中开发和测试 PLC 及 HMI。TwinCAT Automation Interface 也可提供用于 TwinCAT HMI,允许通过编程接口(如.NET)自动生成包含 I/O 配置、PLC 代码和 HMI 的完整的 TwinCAT 项目。TwinCAT HMI 支持微软 Nuget 用作软件包管理器,为 HMI 组件创建软件包,例如控制功能库或服务器扩展。这些软件包可以通过微软的官方 Nuget 服务器分配,或分配在本地部署的自主管理型 Nuget 服务器上。
TwinCAT HMI Framework
倍福开发的特定框架让基于 Web 的用户界面也可以在 CPU 性能等级较低的设备上运行。TwinCAT HMI Framework 能够实现与开发系统和服务器的通信,提供满足特定要求的编程接口和一个全面的控制功能库。它所提供的标准控件已经经过优化,可用作设备操作界面。比如用于方便地显示多媒体信息(视频、音频和文字)的控件,以及用于图表和趋势显示的控件。
此外还有用于 TwinCAT 和 TwinCAT HMI 功能的专用控件,如消息系统或配方和用户管理。TwinCAT HMI Framework 可以通过基于 HTML5、CSS、JavaScript 和 TypeScript 等流行的 Web 技术的自定义控件进行扩展。此外,还可以创建用户控件,以组合现有的控件并添加逻辑,所有这一切都无需编程。随后可以通过“主题”调整控件的显示。通过使用 TwinCAT HMI Creator 中的主题编辑器可以交换图形、调整 CSS 定义,或者定义特定的显示相关属性。通过扩展的 API 可以访问 TwinCAT HMI Framework 和 Server 功能。HMI Framework 通过 websocket 与 HMI Creator 和 HMI Server 通信,也可以为 HMI 服务器单独选择间隔时间和访问过程。
TwinCAT HMI Server
倍福自主开发的 Web 服务器能够支持所有所需的操作系统和架构。服务器可用于 Windows、Windows CE 和 TwinCAT/BSD 操作系统,并可提供用于 x86/x64 和 ARM 平台。此外,它还可以充当 HMI 和 SCADA 应用程序的应用服务器。这些功能在服务器扩展中提供,满足 PLC 数据访问、用户管理和消息系统方面典型的 HMI 要求。HMI 的消息系统集成了 TwinCAT Eventlogger,可以读出多个有关本地系统和远程系统的事件。HMI Server 的用户管理基于授权方案,在这个方案中,用户被分配给不同的组。此外,HMI Server 还能够通过 LDAP 服务器扩展让用户集中登录到 Active Directory 中,因此用户可以从一个中央位置进行全公司管理。
HMI Server 支持 TwinCAT ADS 和 OPC UA 协议,即所有 TwinCAT 设备和第三方系统都可轻松连接至 HMI Server。用户可以添加自己的扩展功能,以方便地映射用户特定的过程。这些扩展功能可以通过扩展的 .NET 标准 API 访问 HMI Server 功能。除了能够将多个 HMI 客户端和目标设备连接至服务器之外,多个 HMI 服务器之间还可以相互交换数据。HMI Server 与 Framework 或其它服务器之间的通信默认通过安全可靠的 websocket 连接器实现。此外,用户可以添加自定义证书进行加密,并且可以启动同一个系统上的多个 HMI Server 集中布署多个 HMI 项目。
对未来的展望
TwinCAT HMI 的所有产品都还在持续开发中,因此,高效工程对于降低开发成本至关重要。TwinCAT HMI 项目生成器可用于在选择模板并配置分辨率和导航结构后创建一个 HMI 项目。这些模板都由专业设计师设计,因此可以进一步提升与应用工程师的合作以及具体的客户项目中的可用性。
未来,倍福将会根据项目要求和客户需求继续开发 TwinCAT HMI Framework 及其 API。具有诊断功能的新控件可以进一步扩展控制功能库。EtherCAT 主站和从站的拓扑结构可以通过 EtherCAT 诊断程序自动生成,并用于编程和服务。此外,TwinCAT HMI 将包含倍福产品中的更多组件。HMI 组件已经可以用于 TwinCAT Analytics、TwinCAT Scope、TwinCAT Speech、TwinCAT Vision 和 XTS 系统。此外,倍福还可提供针对特定行业的 HMI 解决方案,如娱乐设备和舞台控制、楼宇自动化、塑料机械及流程工业。