一旦机器及其HMI应用程序运行，即使略微的调整也会引起严重后果。整条生产线都将停止，而软件开发人员 – 不得不为此额外出差 – 试图让机器软件重新运行。使用模块化软件是预防维护成本失控的一种有效方法。其功能被封装在模块化元件中的应用程序维护起来更容易且成本更低。
“在一台机器的服务生命周期中，”贝加莱系统架构总监Wolfgang Portugaller解释道，“与开发相比，你在软件改写和维护方面的花费更多。”除了像现场服务这样的直接成本之外，当机器或整条生产线需要关停时，亦或当软件更新将新的错误引入系统时，二次成本会迅速增加。当OEM厂商在试图降低总拥有成本时，他们也在想办法使软件变得更简单，维护成本更低。
现代软件架构
今天更先进的软件架构可以将HMI应用程序从机器的控制逻辑中分离出来。“传统的HMI解决方案与机器的应用程序紧密相连，”Portugaller解释道。“这意味着，如果你更改了控制逻辑，那么你也必须更新HMI应用程序。反过来，如果你重新设计了用户界面以使其更友好，那么你也必须改写控制逻辑。”
例如，为了显示过程变量的值，该变量本身通常被直接连接至相应的UI元件。而这完全没有问题 – 只要机器持续不变地运行20年。“不幸的是，这种情况几乎不会出现，”Portugaller说道。为过程变量改名；重新布置UI画面；添加新用户。即使一个微小的调整也往往会要求数量惊人的重新编程。
缓解该问题的一种方法是遵循关注点分离（SoC）的软件设计原则。在HMI软件中，SoC意味着将UI界面的布局与在其上显示的数据明确分离。
通过OPC UA交换数据
“在我们新的mapp View HMI解决方案的每一个方面中我们都严格执行这个原则，”Portugaller解释道。对于控制和HMI应用程序之间的通信而言，mapp View依赖于独立的OPC UA标准。例如，为了显示温度值，HMI应用程序不会查询控制应用程序中的过程变量，而是会查询机器控制器上的OPC UA服务器所提供的值。
减少潜在出错可能
“在重复使用组件，建立新机型或在维护期间实施变更时，”Portugaller指出，“这种架构的优势显而易见。”为了修改过程变量值的范围 – 即使同时显示在10个不同的UI界面上 – 你也只需要在OPC UA服务器上修改一次即可。这实际上消除了潜在的复制和粘贴错误以及被忽略的情况。
使用OPC UA还有一个非常重要的好处。它还可以以元数据形式提供上下文信息，而非简单的原始数据。对于温度变量而言，这意味着你得到的不仅是一个数值，而且还有你需要解释的物理单位，因此不可能出现转换错误。无论在控制应用程序中使用何种单位，通过简单点击或在UI画面上轻敲就可以改变单位。
Wolfgang Portugaller，系统架构总监，贝加莱
安全更改设定值
传输限定值的能力也非常有益。如果输入的设定值超出允许范围之外，那么UI就会立即提醒操作员，因此没有必要明确查询控制应用程序。如果维护技术人员添加了新的冷却剂，那么控制应用程序中的设定值就会自动调整，而且机器控制器上的OPC UA服务器会将改变后的数据自动提供给HMI应用程序。
轻松管理访问
“访问权限是另一个与设定值变化相关的重要议题，”Portugaller补充道。哪些角色被允许更改哪些值的相关信息被包含在OPC UA元数据中。贝加莱的角色管理系统可以方便地定义管理角色、访问级别和用户。“在运行时，你可以随时自由添加用户并为其分配一个角色。没有必要在角色管理系统中做出更改。”
贝加莱在2015 SPS IPC Drives展会中首次推出mapp View。HMI解决方案是Automation Studio工程软件4.2.5 LTS版或更高版本的一个可选组件。现在，试点客户已经使用mapp View大约一年时间，而且首批机器已投入使用和维护。“我们的客户对于使用mapp View能够使软件维护变得如此轻松都感到非常高兴，”Portugaller说道。“他们惊奇地看到他们的HMI软件架构会对其机械设备的维护总成本产生如此巨大的影响。”
作者：Stefan Hensel