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云端人机界面HMI

2015-6-9 16:11| 编辑:电工学习网| 查看: 4921| 评论: 0|原作者: 华容

  传统的商业计算涉及硬件、操作系统、应用软件和基础设施。这种复杂性先需要有设施,然后需要专业工作人员来安装、配置和维护。现代商业计算的概念涉及到所有权外包给别人的问题;重点是需要做什么,而不是在基础设施和其他非必要的细节。有了这个重点,客户有两个重要的任务 -- 选择有兴趣的应用和选择能提供这种应用的公司。

  由于云是用来表示因特网中代表现代计算的网络图,当用户利用因特网连接访问"云厂商"的有趣应用时,通常就使用"云计算"这个词。
  服务供应商接口(SPI)框架是在云计算行业中最为接受的分类:软件为服务(SaaS),第一个"S"代表软件,第二个"S"代表服务;平台为服务(PaaS),这里"P"代表平台;基础设施为服务(IaaS)。这里"I"代表基础设施。
  本文介绍了如何把"云中人机界面hmi)"的想法转变为现实,其中SaaS是基础的组成部分。用软件的视角实施"去我的人机界面"(GoToMyHMI),基础设施和专业平台的一些元素与SaaS相互交织,实现了"云中HMI"的目标。他被认为是真正地跳出了盒子,走向了云中。
  传统的HMI设计和实施的重要步骤如下:设计师为用户创建HMI项目(标签数据库,画面对象等);随后把项目部署到目标平台上,由安装在该平台上的运行时软件把图形呈现给用户,为操作员和管理员创造收益。
  HMI服务器用于因特网的连接访问
  多数传统HMI运行时服务器也可以通过因特网支持远程运行时客户端(已安装在视窗Windows的平台上);然而,这里的重点是运行时客户端和基于浏览器的云节点。
  连接因特网需要做两件事情:
  ●域名服务器(DNS)把用户正在访问的域名解析为等效的IP地址;
  ●用户网络的网关连接到因特网。
  通过网关或路由器实现通信的主机不在相同的逻辑网络中(例如:不在一个IP子网中)。路由器在一个接口接收数据报文,然后使用路由表(逻辑网络位置)把报文路由到目的地。网关的功能可以通过一个硬件实现,就像这里的路由器,也可以由软件实现。

  云中HMI的网关
  软件网关的一个例子是,当用户使用HMI服务(监视、报警和控制)时,为了共享因特网连接,在HMI服务器上具有多个云节点。(云节点表示在一个适当的硬件平台上运行一个标准的Web浏览器会话,授权用户可登录访问HMI服务。)在这个例子中,GoToMyHMI网关不仅在网络上传递信息,他也执行"协议转换"(即把HMI项目中的屏幕和数据转换成浏览器中的屏幕和数据)。他还执行节点访问翻译,把HMI的数据包发送到他的目的地(自/至HMI服务器至/从云节点)。这样的网关提供多个云节点对HMI服务器的同时独立访问。
  云节点与客户端节点
  云节点模仿用户HMI服务器项目的屏幕(对象和标签值),仅使用一个标准的浏览器。他允许用户监视任何屏幕对象,查看并确认报警,并通过适当的屏幕对象进行控制(输入离散量和模拟量的值)。
  客户端节点是一个Windows平台(通常是PC),具有完全许可的HMI运行时软件,并且运行与HMI服务器相同的项目,把服务器作为数据源。他有能力运行一个与服务器不同的项目,因为他可以把HMI服务器作为代理服务器,访问控制器的标签,从而获得对象的标签信息。客户端节点可以通过因特网直接连接HMI服务器,实现客户端和服务器之间的信息交换。
  "云中HMI"的三个S
  第一个S -- 安全性:当涉及到安全问题时,该系统与链接中最薄弱的环节一样。在安全问题中最需要考虑的三个因素是:验证、授权和审计。
  验证,可以确信发件人的身份和消息的完整性。经过认证的安全网站是可以信任的,因为他有一张Web服务器证书作保证,所有浏览器的连接和交易都通过安全套接字层SSL(256位的安全套接字层加密)的保护。当用户使用任何标准浏览器访问网站(智能手机,平板电脑,笔记本电脑等)时,浏览器建立一个安全的链接,这在用户浏览器界面中用"锁住"的图标表示,并且在超文本传输协议中采用https:的字样表示(没有安全套接字层的超文本传输协议为http:)。
  授权,通常包括用户名和密码。所有远程浏览器访问HMI服务器(在防火墙的后面)时,都要受这个策略控制。用户的管理员可以设置指定端口访问防火墙后面的HMI服务器,用户也要按照公司的策略进行访问。

  审计,可以使用用户访问记录对用户操作进行责任划分。目的是使"云中HMI"的日常使用足够安全,又让用户感觉十分容易,同时具有可接受的性能和可靠性的特征。
  第二个S -- 简易性:易于使用和界面直观是用户认可的必要条件。构建一个复杂的堡垒且充满功能,如果缺乏用户的认可,一切都是徒劳的。
  建立对HMI服务器的云访问要像1-2-3一样的容易:
  ●用传统的方式安装和建立HMI服务器;
  ●与云供应商一起建立云服务的业务安排;
  ●建立用户访问的安全策略。
  用户已经准备好了。在任何设备上使用任何标准的浏览器 --无需下载,没有繁琐的程序安装,无论在哪里上网登录,用户的HMI就在自己的手中!切换画面,查看报警,并确认他们,甚至在允许数据输入的情况下进行远程控制。用户甚至可以使用一个网络摄像头,使用网络屏幕确认在工厂或现场的行动结果。
  第三个S -- 速度:在几秒钟内,就可获得浏览器HMI屏幕的更新,通常为5秒。采取控制行动通常要快得多(一秒),然后通过摄像屏幕进行验证。当然,其速度取决于因特网连接的速度、延时和网络流量。
  无论用户身在何处,都可以通过e-mail即时收到报警通知,点击在电子邮件中提供的链接,可以查看HMI报警画面,不需冗长的旅途和对局势的评估,就可立即采取行动。
  要注意的问题是:由于因特网的流量和延迟是不可预测的,所以"云中HMI"不应该用于危及生命或重要紧急的应用。
  其他因素
  带宽要求:上传速度为5 Mbps的高速因特网,可以从有线电视公司以合理的价格成交。更快的画面更新需要更高的带宽。
  成本:"云中HMI"的付费模式是按照"使用付费"的方式,是一种成本较低的HMI解决方案(每用户,每月)。

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