Operator panels worden
Embedded Internet Appliances

Voor operator panels en embedded systemen, zijn alle ogen gericht op Windows CE en NT Embedded. In combinatie met een aantal standaarden, zoals OPC, daalt de openheid – of noem het de vrijheid van keuze – af naar de HMIs op de werkvloer. Met Unity InterACTIVE zorgt eMation thans ook voor een open softwareomgeving om ‘Embedded Internet Appliances’ te configureren en beheersen.

Version française

Alle discussies over echte realtime en determinisme ten spijt, is NT intussen uitgegroeid tot hét standaard besturingssysteem voor alle SCADA- en procesbeheersystemen. Lager in de netwerkhiërarchie, tussen SCADA of hoger en het sensorniveau, blijven gesloten, ‘dedicated’ systemen met weinig of geen visualisatie en communicatie echter de regel. Om voor de hand liggende redenen wordt daarom uitgekeken naar volledig NT-compatibele besturingssystemen die integratie over de hele lijn een stuk eenvoudiger zouden maken. Op recente beurzen pakten diverse leveranciers al uit met operator panels en embedded systemen met CE en embedded NT aan boord. Die evolutie wordt ook met argusogen gevolgd door de onafhankelijke softwareontwikkelaars. Zij zijn voortrekkers, om de eenvoudige reden dat ze geen hardware of I/O leveren, en dus gebaat zijn bij openheid. eMation – dat tot voor kort nog als ‘PC Soft’ door het bedrijfsleven ging – legde een zestal jaren geleden al haar strategie vast, met het accent op schaalbaarheid en web-enabled. Een beslissing die ‘market driven’ was, want de méér dan verzadigde SCADA-markt liet geen ruimte meer voor groei. Zij kozen ook resoluut voor de visualisatie op de ‘werkvloer’, met andere woorden, alles wat in de netwerkhiërarchie onder het SCADA-niveau ligt (in tegenstelling tot een aantal concurrenten die het meer in MES (Manufacturing Execution Systems) en integratie met ERP gingen zoeken). Na WizFactory, een geïntegreerde softPLC/DCS-omgeving, pakte het bedrijf recentelijk uit met een complementair softwareproduct, Unity InterACTIVE, voor ‘Embedded Internet Appliances’.

Embedded Internet Appliances
Is weerom zo’n neologisme (we kunnen zelf niet meer bijbenen), dat een klassiek intelligent embedded systeem omschrijft, maar dan met ingebouwde Internetconnectie. Deze EIA verzamelt data over zichzelf of haar omgeving, en stuurt deze niet door naar een vooraf vastgelegde ontvanger, maar publiceert deze gegevens via een ingebouwde Webserver op het Internet of intranet. Wie een browser heeft, kan de gepubliceerde pagina’s oproepen, zonder bijkomende investering. Deze data kunnen bijv. diagnostische gegevens zijn, gebeurtenissen (events) of de status van het toestel. Vermits het dataverkeer bidirectioneel is, kan het systeem ook door de gebruiker aangesproken worden voor inspecties of controle.

Rijkdom aan mogelijkheden
Vergeleken met gewone embedded systemen, bieden de EIA een rijkdom aan mogelijkheden. Zowat elk toestel met een microprocessor of microcontroller en een Internetconnectie aan boord, kan een EIA worden. Dat geldt voor de industriële markt, maar evengoed voor toestellen allerhande in gebouwen, kantoorapparatuur, medische uitrusting, distributie, laboratoriumuitrusting, of voor thuisgebruik (wasmachines, klimaatregeling, energiebeheer,…). Een markt met toekomst dus, vooral door de perspectieven van schaalvergroting (en prijsdaling). Voor industriële automatisering kan dan gedacht worden aan operator panels, machinesturingen, frequentieregelaars, regelkleppen, instrumentatie, etc…

Zelf doen
De beslissing om de nodige software voor een Embedded Internet Appliance uit te besteden of zelf te doen, is belangrijk, vooral met het oog op de time-to-market. In veel gevallen valt eigen softwareontwikkeling duur en lang uit, omdat ook de nodige softwareopleiding moet ingecalculeerd worden. eMation ziet een markt in deze evolutie, en zet met Unity InterACTIVE een oplossing op de markt die gebruiksvriendelijk is én weinig opleiding vereist. Wat schuilt er onder de term? Drie luiken: UnityBuilder, Uwatch en Uweb. Via deze drie componenten wordt het mogelijk applicaties vanuit een NT ontwikkelingsomgeving te downloaden naar een hele waaier gediversifieerde besturingssystemen en platformen, om het even waar deze zich bevinden. Met UnityBuilder kan de ontwerpingenieur grafische applicaties bouwen die geschikt zijn voor een brede waaier embedded platformern, zoals Windows NT, NTE en CE, maar ook VxWorks en Linux. Doelbestanden worden automatisch gecreëerd. De grafische interfaces (HMIs) zijn configureerbaar (object based met bijhorende aanpasbare bibliotheken) en vragen geen programmeerkennis. Wanneer een applicatie klaar is en de doelbestanden vastliggen, kan het met de runtime software UWatch uitgevoerd worden, ongeacht het besturingsysteem van de hardware CE, NT of NT Embedded is. De eigenlijke software draait gescheiden van het hardwareplatform (momenteel SH3, SH4, MIPS, ARM en x86), zodat hardwarematige opwaarderingen in de toekomst geen invloed hebben op de softwareapplicatie zelf. Voor communicatie gebruikt UWatch het OPC-protocol (de OLE for Process Control-standaard van Microsoft). Vanuit de configuratiesoftware kan als alternatief een Java Applet gemaakt worden van de schermconfiguratie, die identiek is met de UWatch runtime applicatie. Vermits het om een Java Applet gaat, kan het door elke browser opgepikt en gevisualiseerd worden. De Applet wordt op de ingebouwde webserver van het embedded systeem opgeslagen, wat onderhoud en aanpassingen uiteraard sterk vereenvoudigt. Aan de client-zijde maakt het geen verschil of het om PCs, UNIX-machines, Macintosh of PDAs gaat.

Les pupitres opérateurs deviennent
‘Embedded Internet Appliances’

En ce qui concerne les pupitres opérateurs et les systèmes embarqués, tous les regards se portent sur Windows CE et NT Embedded. Combinée à plusieurs standards comme l’OPC par exemple, l’ouverture ou plutôt la liberté de choix, descend vers les HMI présents sur le terrain. Le Unity InterACTIVE d’Emation assure désormais aussi un environnement logiciel ouvert permettant de configurer et maîtriser les ‘Embedded Internet Appliances’. 

Malgré toutes les discussions sur le véritable temps réel et le déterminisme, NT est devenu le système d’exploitation standard de tous les systèmes SCADA et de gestion de processus. Plus bas dans la hiérarchie du réseau, entre le SCADA ou tout autre système situé plus haut et le niveau du capteur, se trouvent les systèmes fermés, ‘dédicacés’, n’offrant que peu ou pas de visualisation et de communication. Pour des raisons évidentes, on cherche dès lors des systèmes d’exploitation entièrement compatibles NT qui faciliteraient sensiblement l’intégration sur toute la ligne des différents systèmes. Plusieurs fournisseurs montraient déjà, lors des derniers salons, des pupitres opérateurs et des systèmes embarqués intégrant Windows CE et NT embedded. L’évolution est également suivie de près par les éditeurs indépendants. Ceux-ci sont évidemment précurseurs, pour la simple raison qu’ils ne fournissent pas de matériel ou d’I/O et qu’ils ont tout à gagner de l’ouverture. Emation – mieux connu précédemment sous le nom de ‘PC Soft’ – a bâti toute sa stratégie, voici six ans déjà, en mettant l’accent sur l’évolutivité et la compatibilité Web. Une décision stimulée par la situation du marché puisque, saturé, le marché du SCADA ne permettait d’envisager plus aucune croissance. La société a résolument opté pour la visualisation sur le ‘terrain’, en d’autres termes, pour tout ce qui se trouve hiérarchiquement sous le niveau du SCADA (contrairement à plusieurs concurrents qui se positionnaient plus dans le MES et l’intégration avec l’ERP). Après WizFactory, un environnement intégré de softPLC/DCS, la société a récemment sorti un logiciel complémentaire, Unity InterACTIVE, destiné aux ‘Embedded Internet Appliances’.

Embedded Internet Appliances
Le terme ‘Embedded Internet Appliances’ est un néologisme qui décrit un système embarqué intelligent, intégrant une connexion Internet. Cette EIA collecte des données sur elle-même ou sur son environnement et, au lieu de les envoyer vers un destinataire préalablement défini, elle les publie au travers d’un serveur Web en communication avec Internet ou un Intranet. Les personnes disposant d’un navigateur peuvent consulter les pages publiées sans investissement supplémentaire. Ces données peuvent être de type diagnostique, de type événementiel (events) ou peuvent simplement se rapporter à l’état de l’appareil. Puisque le trafic des données est bidirectionnel, l’utilisateur peut également s’adresser au système à des fins d’inspection ou de contrôle. Comparées aux simples systèmes embarqués, les EIA proposent une multitude de possibilités. Quasiment chaque appareil doté d’un microprocesseur ou d’un microcontrôleur et d’une connexion Internet peut devenir une EIA. Ce constat est valable non seulement pour le marché industriel mais aussi pour tous types d’appareils présents dans les bâtiments, le matériel de bureau, l’équipement médical, la distribution, l’équipement de laboratoire, ou l’utilisation à domicile (machines à laver, climatisation, gestion de l’énergie…). Un marché plein d’avenir, surtout grâce aux perspectives du facteur d’échelle (et de la diminution des prix). Dans le cadre de l’automatisation industrielle, on peut penser aux pupitres opérateurs, aux commandes machines, aux régulateurs de fréquence, aux vannes de régulation, à l’instrumentation, etc.

Développement en interne ?
La décision de sous-traiter le logiciel nécessaire à une Embedded Internet Appliance ou de se charger soi-même du développement, est très importante, surtout si l’on prend en considération la date de mise sur le marché. Dans de nombreux cas, le développement du logiciel en interne est long et coûteux, surtout au regard du temps de formation nécessaire au niveau logiciel. Vu ce contexte, Emation entrevoit un marché intéressant. En lançant Unity InterACTIVE, elle met une solution conviviale sur le marché, qui requiert peu de formation. Mais que cache ce terme exactement? Il cache trois volets : UnityBuilder, Uwatch et Uweb. Grâce au UnityBuilder, l’ingénieur de conception est à même de développer des applications graphiques adaptées à un large éventail de plates-formes embarquées comme Windows NT, NTE et CE mais aussi VxWorks et Linux. Les fichiers cibles sont automatiquement générés. Les interfaces graphiques (HMI) peuvent être configurées (object based avec bibliothèques adaptables) et ne requièrent aucune connaissance en programmation. Lorsqu’une application est prête et que les fichiers cibles sont déterminés, elle peut être exécutée par le logiciel runtime Uwatch, indépendamment du système d’exploitation du matériel, qu’il soit CE, NT ou NT Embedded. Le véritable logiciel tourne de façon distincte par rapport à la plate-forme matérielle (actuellement SH3, MIPS, ARM et x86) de sorte que toute modification apportée au matériel n’a aucune influence sur l’application logicielle en elle-même. En termes de communication, Uwatch utilise le protocole OPC (le standard OLE for Process Control de Microsoft). Au départ de ce logiciel de configuration, un Applet Java peut être réalisé générant l’équivalent de la configuration de l’écran, identique à l’application runtime Uwatch. Puisqu’il s’agit d’un Applet Java, il peut être chargé et visualisé par n’importe quel navigateur. L’Applet est stocké sur le serveur Web intégré dans le système embarqué, ce qui facilite considérablement la maintenance et les adaptations. Côté client, qu’il s’agisse de PC, de machines UNIX, de Macintosh ou de PDA, cela n’entraîne aucune différence.