Alles mit einer Software

Prüfsysteme - Eine Entwicklungsumgebung reicht für Anwendungen in der Steuer- und Regeltechnik, sagt National Instruments. Im Beitrag wird erklärt, wie mit einem Softwarewerkzeug Human Machine Interfaces sowie Steuer- und Regelalgorithmen gemanagt werden.

07. April 2006

Die Entwicklung von Steuer- und Regelapplikationen fordert dem Anwender Fachkenntnisse in verschiedenen Bereichen ab, darunter in der Prozesslogik und der Erstellung von Steuer- und Regelalgorithmen sowie von komfortablen Benutzerschnittstellen. Werden speicherprogrammierbare Steuerungen (SPSen) und herkömmliche Softwarewerkzeuge verwendet, müssen sich die Entwickler sowohl mit Werkzeugen für die logische Programmierung als auch mit HMI-Software (HMI, Human-Machine Interface) auskennen.

Nur eine Entwicklungsumgebung

Die Software ›LabVIEW‹ von National Instruments bietet für logische und HMI-Programmierung alternativ eine einzige Entwicklungsumgebung. Programmierer profitieren von der einzigartigen Kombination einer interaktiven Benutzeroberfläche in Form eines Frontpanels und der grafischen Datenfluss-Programmierumgebung. Neue Funktionen in der aktuellen Version Lab- VIEW 8, wie etwa das LabVIEW-Projekt und die Umgebungsvariable, erleichtern das Erstellen von HMI-Anwendungen sogar noch weiter. Speziell für die Realisierung solcher Mensch-Maschine-Schnittstellen hat NI drei neue Hardwarezielsysteme auf den Markt gebracht. Diese neuen HMIs und industriellen Touch- Panels ermöglichen zusammen mit ›NI Lab- VIEW 8‹ die Entwicklung von Logik, HMIs sowie Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungssystemen mithilfe eines einzigen Entwicklungswerkzeugs. Um Benutzerschnittstellen für Windowsbasierte Systeme, beispielsweise auf Basis von PXI, bereitzustellen, steht ein einfach zu integrierendes Touchscreen-Display zur Verfügung. Für Embedded-Echtzeitzielsysteme stellen Windows-CE-Geräte robuste Displays dar, die mit dem LabVIEW PDA Module programmiert werden können. Ein Computer mit einem integrierten Touchscreen bietet PC-basierte I/Os für Datenerfassungssysteme oder ein Systemdisplay, das mit anderen PACs (Programmable Automation Controllers) zu einem verteilten Automatisierungssystem verbunden werden kann. Das LabVIEW Datalogging and Supervisory Control (DSC) Module ergänzt diese HMI-Applikationen um Überwachungs- und SCADA- Funktionalität. Durch Hinzufügen eines Touchscreens können in LabVIEW erstellte Benutzeroberflächen visualisiert werden. Das System ›NI FPT-1015‹ mit einer Diagonalen von 15 Zoll bietet ein Display, das über einen Standard-VGA-Anschluss angesprochen wird, und einen interaktiven Touchscreen für die Bedienung über USB. Der ›FPT-1015‹ ist ein industrietauglicher Touchscreen für jeden PC, CompactPCI/PXI oder industriellen PC mit ›Windows XP/2000‹, einem VGA- und einem USB-Anschluss. Eine typische Anwendung für den FPT-1015 wäre eine Benutzeroberfläche für PXI-basierte Prüfsysteme in der Produktionsstätte.

Benutzerschnittstellen und Frontpanels

Nach Entwicklung eines Prüfsystems setzen Ingenieure oftmals die ausführbare LabVIEW-Datei und eine NI-TestStand-Sequenz als endgültiges System im Herstellungsprozess ein. Anwender benötigen intuitive Benutzeroberflächen, die Gut/ Schlecht-Ergebnisse und Prüfinformationen darstellen. Mithilfe von LabVIEW können diese parallel zum Prüfprogramm entwickelt werden. LabVIEW-Real-Time-Controller werden mithilfe von ›NI LabVIEW Real-Time‹ von einem Standard-PCs aus programmiert und bieten deterministische und robuste Programmausführung. Für das Erstellen von Benutzeroberflächen gibt es unterschiedliche Optionen für Windows und für industrielle Windows-CE-Anzeigen basierend auf: Web-Netzwerkpanels für Windows-Browser, Industrielle Windows-CE.NET-Touchpanel- Systeme Das ›LabVIEW Web Publishing Tool‹ generiert automatisch HTML-Code und veröffentlicht dann ein vom Anwender erstelltes LabVIEW-Frontpanel als interaktive Webseite auf dem LabVIEW-Web-Server. Von mehreren PCs aus kann gleichzeitig auf dieses LabVIEW-Frontpanel zugegriffen werden und einem PC kann jeweils die Steuerung des Systems zugewiesen werden. Unterschiedliche Level von Zugriffsrechten können bestimmten IP-Adressen zugeordnet werden, so dass unterschiedliche Anwender die Applikation ohne Sicherheitsrisiko überwachen oder steuern können. Um interaktive Frontpanels zu erstellen, die keinen kompletten Windows-PC benötigen, kompiliert das LabVIEW PDA Module LabVIEW-Anwendungen für industrielle Windows-CE.NET-Touchpanels wie den neuen ›NI TPC-2006‹ Touchpanel-Computer. Standard-Netzwerkprotokolle, wie etwa TCP/IP, IrDA, Bluetooth und 801.11 sorgen für die Kommunikation zwischen PDA-Anwendungen und LabVIEW-Echtzeitcontrollern. Das ›LabVIEW PDA Module‹ umfasst den ›LabVIEW PDA Project Wizard‹, Beispiel- VIs und ›LabVIEW-PDA‹-Vorlagen für die schnelle Entwicklung von Benutzerschnittstellen auf industriellen Touchpanels. National Instruments hat auch einige ›Whitepaper‹ über den Aufbau der TCP/IP-Kommunikation von Echtzeit-PACs veröff entlicht, die dem Anwender die Erstellung der Applikationen erleichtern. Diese Whitepaper enthalten einen Überblick über das LabVIEW PDA Module und eine detaillierte Analyse des Aufbaus einer TCP/IP-Kommunikation mithilfe des TCP/IP-Übertragungsprotokolls und einer anspruchsvolleren, befehlsgestützten Architektur, die auf dem einfachen TCP/IP-Übertragungsprotokoll aufbaut.

Industrie-PCs mit Touchscreens

LabVIEW kann auf Industrie-PCs mit integrierten Touchscreens, wie dem neuen Panel- PC NI PPC-2015, ausgeführt werden. Der PPC-2015 ist gleichzeitig eine HMI und ein Industrie-PC, der unter Windows XP auf einem Pentium 2.0 GHz Prozessor läuft. Die Kombination von LabVIEW und dem PPC- 2015 eignet sich hervorragend für die zwei folgenden typischen Anwendungsgebiete: Verteilte I/O-Systeme mit PACs von NI sowie integrierte PC-basierte Datenerfassungssysteme Die Entwicklung verteilter Systeme wird durch das LabVIEW-Projekt vereinfacht, da dieses den Zugriff auf verteilte Hardwarezielsysteme von einem einzigen LabVIEWProgramm aus erlaubt. Die Umgebungsvariable in LabVIEW ermöglicht einfachen Zugang zu den I/Os auf verteilten PAC-Systemen. Der PPC-2015 kann Host für Umgebungsvariablen von verschiedenen Zielsystemen sein, darunter ›Compact-FieldPoint‹, ›CompactRIO‹ und ›PXI Real-Time‹. Die Erstellung der HMI-Anwendung für diese Echtzeitzielgeräte wird dann realisiert, indem die Umgebungsvariable per Drag& rop vom LabVIEW-Projekt zu einem Frontpanel auf dem Panel-PC gezogen wird, wo automatisch ein Frontpanel-Bedien- oder Anzeigeelement erzeugt wird. Für die Erstellung von integrierten computergestützten Datenerfassungssystemen stellt der Panel-PC von NI fünf USB-Schnittstellen und zwei PCI-Steckplätze mit halber Länge zur Verfügung. Integrierte Systeme lassen sich mithilfe der neuen USB-basierten Datenerfassungsgeräte erstellen. Dazu stehen eine große Auswahl von NI-Datenerfassungshardware der M-Serie sowie industrietaugliche digitale I/O-Hardware mit Softwareunterstützung durch ›LabVIEW

und NI-DAQmx‹ bereit.

Robert Jackson, National Instruments

FAKTEN

- Neue HMIs und industrielle Touch-Panels ermöglichen mit NI LabVIEW 8 die Entwicklung von Logik, HMIs sowie Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungssystemen mit einem einzigen Entwicklungswerkzeug.

- Sie bieten Betriebssysteme, Displaygrößen, Anschlusszielsysteme, Optionen für Verbindungen und Treiber.

Erschienen in Ausgabe: 02/2006