Poprawa wydajności komunikacji sterownika przemysłowego z panelem operatorskim HMI w środowisku inżynierskim CPDev

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_235/35

send Dariusz Rzońca Politechnika Rzeszowska, Katedra Informatyki i Automatyki

Download Article

Streszczenie

Panele operatorskie HMI są powszechnie stosowane w systemach automatyki przemysłowej. Pozwalają na wizualizację sterowania procesem przemysłowym, jak również na zmianę parametrów. Wartości prezentowane operatorowi na ekranie procesowym pochodzą ze sterownika, bądź sterowników, połączonych łączem komunikacyjnym. Wydajna komunikacja między HMI a sterownikiem jest niezbędna dla prawidłowego działania systemu automatyki. W artykule przeanalizowano kilka aspektów takiej komunikacji i zaproponowano rozwiązania pozwalające na skrócenie czasu cyklu komunikacyjnego. Opisane metody zostały zaimplementowane w pakiecie inżynierskim CPDev.

Słowa kluczowe

hmi, komunikacja, panel operatorski, plc, sterownik przemysłowy

Performance Improvement of PLC - HMI Communication in CPDev Engineering Environment

Abstract

HMI (Human-Machine Interface) panels are commonly used in industrial automation systems. They facilitate the visualization of industrial process control as well as enable the change of parameters. The values displayed on a HMI are read from a controller or controllers connected by a communication link. Thus efficient PLC – HMI communication is essential for proper functioning of the whole automation system. Several aspects of such communication are analyzed in the paper and some solutions proposed to reduce the communication cycle. The described methods have been implemented in the CPDev engineering environment.

Keywords

communication, hmi, industrial controller, operator panel, plc

Bibliography

  1. Rzońca D., Sadolewski J., Stec A., Świder Z., Trybus B., Trybus L., CPDev engineering environment for control programming, [in:] Trends in Advanced Intelligent Control, Optimization and Automation (W. Mitkowski, J. Kacprzyk, K. Oprzędkiewicz, P. Skruch, eds.), (Cham), Vol. 577, 303–314, Springer International Publishing, 2017, DOI: 10.1007/978-3-319-60699-6_29.
  2. Jamro M., Rzońca D., Sadolewski J., Stec A., Świder Z., Trybus B., Trybus L., CPDev Engineering Environment for Modeling, Implementation, Testing, and Visualization of Control Software, [in:] Recent Advances in Automation, Robotics and Measuring Techniques (R. Szewczyk, C. Zieliński, and M. Kaliczyńska, eds.), (Cham), Vol. 267, 81–90, Springer International Publishing, 2014, DOI: 10.1007/978-3-319-05353-0_9.
  3. IEC 61131-3 - Programmable controllers – Part 3: Programming languages, 2003, 2013.
  4. Silva M., Pereira F., Soares F., Leão C.P., Machado J., Carvalho V., An Overview of Industrial Communication Networks, [in:] New Trends in Mechanism and Machine Science (P. Flores and F. Viadero, eds.), (Cham), Vol. 24, 933–940, Springer International Publishing, 2015, DOI: 10.1007/978-3-319-09411-3_97.
  5. Thomesse J., Fieldbus Technology in Industrial Automation, “Proceedings of the IEEE”, Vol. 93, No. 6, June 2005, 1073–1101, DOI: 10.1109/JPROC.2005.849724.
  6. IEC 61158 - Industrial Communication Networks – Fieldbus Specifications, 2007.
  7. Jestratjew A., Kwiecień A., Using HTTP as Field Network Transfer Protocol, [in:] Computer Networks (A. Kwiecień, P. Gaj, P. Stera, eds.), (Berlin, Heidelberg), Vol. 160, 2011, 306–313, Springer Berlin Heidelberg, DOI: 10.1007/978-3-642-21771-5_33.
  8. Jestratjew A., Kwiecień A., Performance of HTTP Protocol in Networked Control Systems, “IEEE Transactions on Industrial Informatics”, Vol. 9, No. 1, 2013, 271–276, DOI: 10.1109/TII.2012.2183138.
  9. Gaj P., Jasperneite J., Felser M., Computer Communication within Industrial Distributed Environment – a Survey, “IEEE Transactions on Industrial Informatics”, Vol. 9, No. 1, 2013, 182–189, DOI: 10.1109/TII.2012.2209668.
  10. Stój J., Real-Time Communication Network Concept Based on Frequency Division Multiplexing, [in:] Computer Networks (A. Kwiecień, P. Gaj, P. Stera, eds.), (Berlin, Heidelberg), Vol. 291, 2012, 247–260, Springer Berlin Heidelberg, DOI: 10.1007/978-3-642-31217-5_27.
  11. Fiset J.-Y., Human-Machine Interface Design for Process Control Applications. Instrumentation, Systems and Automation Society, 2009.
  12. Zhang P., Human-machine interfaces, [in:] Advanced Industrial Control Technology (Zhang P., ed.), 527–555, Oxford: William Andrew Publishing, 2010.
  13. VDI/VDE 3699 Process control using display screens, 2015.
  14. Oshana R., Human Factors and User Interface Design for Embedded Systems, in Software Engineering for Embedded Systems (R. Oshana, M. Kraeling, eds.), 417–440, Oxford: Newnes, 2013.
  15. Nachreiner F., Nickel P., Meyer I., Human factors in process control systems: The design of human–machine interfaces, “Safety Science”, Vol. 44, No. 1, 2006, 5–26. Safety and Design, DOI: 10.1016/j.ssci.2005.09.003.
  16. Jamro M., Trybus B., Configurable Operator Interface for CPDev Environment, “Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 17, Nr 2, 2013, 426–431.
  17. Jamro M., Trybus B., IEC 61131-3 programmable human machine interfaces for control devices, [in:] 6th International Conference on Human System Interactions (HSI), 2013, 48–55, DOI: 10.1109/HSI.2013.6577801.
  18. Rzońca D., Stec A., Trybus B., Control Program Development in CPDev Using SFC Language, HMI and Runtime Environment, [in:] Automation 2018 (R. Szewczyk, C. Zieliński, and M. Kaliczyńska, eds.), (Cham), 223–232, Springer International Publishing, DOI: 10.1007/978-3-319-77179-3_21.
  19. Jamro M., Rzońca D., Sadolewski J., Stec A., Świder Z., Trybus B., Trybus L., Structure and Functionalities of Ship Autopilot Simulator, [in:] Challenges in Automation, Robotics and Measurement Techniques (R. Szewczyk, C. Zieliński, and M. Kaliczyńska, eds.), (Cham), 2016, 223–231, Springer International Publishing, DOI: 10.1007/978-3-319-29357-8_20.
  20. Jamro M., Rzońca D., Agile and hierarchical round-trip engineering of IEC 61131-3 control software, “Computers in Industry”, Vol. 96, 2018, 1–9, DOI: 10.1016/j.compind.2018.01.004.
  21. Jamro M., Rzońca D., SysML-based Optimisation of Global Variables Arrangement for Visualisation in Distributed Control Systems Oriented Towards Communication Performance, [in:] MATEC Web Conf., Vol. 252, 2019, DOI: 10.1051/matecconf/201925201005.