SIEMENS TIA Portal — программный продукт для проектирования компонентов автоматизации SIMATIC!

Результатом многолетних усилий и значительных инвестиций, вложенных в разработку, стал новый программный продукт компании Siemens, получивший название Totally Integrated Automation Portal или кратко TIA Portal.

Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal)

Первая версия TIA Portal получила номер 11, как бы подчеркивая, гигантский шаг в развитии по сравнению с прошлым поколением. В нем, как в единой программной платформе, удалось объединить ВСЁ что необходимо для работы со ВСЕМИ компонентами автоматизации SIEMENS на ВСЕХ этапах работы с проектом.

Разработка проектов для контроллеров и устройств распределённого ввода-вывода, конфигурирование систем человеко-машинного интерфейса и SCADA систем, параметрирование сетевых компонентов и модулей связи, отладка программных алгоритмов управления, а так же ввод в эксплуатацию приводов — все это объединено в общую структуру программного обеспечения и имеют унифицированный пользовательский интерфейс. Это не только ускоряет работу, но и позволяет создавать прозрачные решения, которые просты в обслуживании и диагностике, могут быть легко расширенны или трансформированы.

Во главу угла продукта TIA Portal поставлена простота использования продукта (Usability). Принципиально новый пользовательский интерфейс призван облегчить пользователю работу с платформой, а его унификация и стандартизация упрощают работу с разнообразным оборудованием. Это новое слово в разработке программного обеспечения. Основной упор сделан на наглядность, интуитивную понятность и отсутствие многократно вложенных структур.

Первый экран предлагает пользователю выбор доступных компонентов, как бы спрашивая «с чем будем работать?». Можно сразу перейти к параметрированию оборудования, написанию программ или разработки графических объектов человеко-машинного интерфейса. Если задействован дополнительный инструментарий, например, для параметризации приводов, он так же появляется на «портальной» странице.

При этом весь проект рассматривается как единое целое, а обработка отдельных функций проекта производится соответствующим инструментом. Можно, наоборот, переключиться в «проектный» вид, где представлена детализация и, уже в зависимости от решаемой задачи, выбирать инструментарий.

Совершенно по-новому в TIA Portal выглядит конфигуратор оборудования. Первое, что бросается в глаза, это фотореалистичное представление компонентов. Составленная конфигурация выглядит очень реалистично. Однако, это не главное новшество. Изменился подход к параметризации оборудования. Все характеристики находятся не во вложенных меню, а расположены в дополнительных окнах на рабочем столе.

Выбор набора характеристик осуществляется выбором объекта, к которому они привязаны. Например, выделив ЦПУ, мы получим доступ к общим настройкам процессора. Кликнув мышкой по его сетевому интерфейсу — работаем с конкретными характеристиками встроенных портов связи.

Очень логичная, наглядная и простая схема. Наряду с графической, сохранилась «древовидная» структура представления параметров. Такой подход очень гармонично дополняет графический интерфейс в случаях, когда параметров очень много и окно получается очень большим и «неохватным». Точно так же представлена сетевая структура проекта.

Центральный общий план и окна с параметрами выбранных сетей и интерфейсов. Сбоку расположено отдельное окно со справочной информацией, заказные номера, технические характеристики, краткое описание выделенного объекта.

В целом, интерфейс TIA Portal стал более удобным, интуитивным и «быстрым» в доступе к нужной функции. В центре расположено «главное окно», в котором представлен обрабатываемый объект, будь то аппаратная конфигурация или листинг программы. По периферии расположены дополнительные окна, в которых находится вспомогательная информация, детализация, операционные объекты или библиотеки. Причём основная работа может происходить как в центральном окне, так и во вспомогательных.

Вспомогательные окна разбиты на три зоны, правая, левая и нижняя. Если окон в зоне слишком много, срабатывает механизм ярлычков, когда скрытое под другими окно, выставляет сбоку ярлык-закладку с названием. Это — альтернатива многоуровневым вложенным меню, навигация по которым может быть очень долгой.

Здесь всё на виду! Даже неактивные функции всегда перед глазами и легко доступны, достаточно кликнуть мышкой в ярлык и нужное окно выходит наверх. Разумеется, присутствует чрезвычайно гибкий механизм управления окнами, их трансформацией. Можно перемещать, менять размеры, скрывать, прикреплять окна. Очень интересная функция автоматического сворачивания вспомогательных окон.

Когда окна не нужны, то они уезжают с экрана, оставляя ярлычки с названиями, и, как чёртик из табакерки, выскакивают при наведении мышки на специальный ярлычок. Присутствует специальный элемент управления, позволяющий менять масштаб изображения в окне и просматривать положение отображаемого участка относительно полной картины.

Информативность интерфейса TIA Portal очень высокая! Даже стандартный указатель мыши обладает полезными функциями. Если задержать его на каком либо объекте, появляется контекстная подсказка, которая может иметь активные гиперссылки не только информативного характера, но и давать быстрый доступ к определённым функциям. Ну и, стандартное контекстное меню по правой кнопке открывает доступ к привычному меню. Привычные элементы интерфейса так же присутствуют: сверху располагается традиционное меню со множеством вложенных пунктов, работают «горячие» сочетания клавиш, в боковом окне можно вывести «древовидное» представление объекта и всех его функций и так далее.

TIA Portal предоставляет, в этом плане, широчайшие возможности. Можно пойти классическим путём и заполнить таблицу переменных, привязав их к физическим адресам. Редактор предлагает богатый выбор возможностей в плане автозаполнения и импорта — экспорта готовых таблиц из внешних редакторов, например Excel. Можно вызвать контекстную функцию назначения переменных прямо из редактора, в момент первого обращения к переменной. Таблица переменных в этом случае формируется автоматически.

Можно писать программу пользуясь символьными переменными не привязывая их ни к чему, редактор позволяет это делать. И появилась ещё одна интересная возможность, можно зацепить переменную мышкой и «перетащить» её на изображение модуля в аппаратном конфигураторе. Привязка и заполнение таблице переменных в этом случае так же произойдёт автоматически. Наглядность этого действия потрясающая! Если попытаться использовать физические адреса напрямую, то редактор всё равно присвоит символьные имена по собственному разумению.

Редактор кода TIA Portal окончательно стал интерактивным. Даже, можно сказать, гиперинтерактивным. Графические представления, такие как контактный и функциональные планы, изначально ориентированы на работу с мышкой. Максимальное количество операций происходит по механизму «перетащил-бросил» (drag-and-drop). Присутствуют дополнительные панели, на которых можно сформировать свой, наиболее удобный для конкретной задачи, инструментарий, натаскав часто используемых операций из необъятных библиотек.

Можно вырезать, копировать и перетаскивать операции и группы команд из одного сегмента программы в другой. Курсор в это время постоянно выдает дополнительную информацию. Будучи наведённый на объект, он предлагает то контекстную подсказку, то выбор подходящей переменной, то выбор типа функции. Всё ориентировано на быструю и комфортабельную работу мышью. Можно даже вызвать маленькую экранную клавиатуру. И даже «текстовый» набор команд требует только ручного ввода оператора, операнд может быть выбран из выпадающего контекстного списка.

Редактор бдительно следит за синтаксисом, сразу выделяет все опечатки и не позволяет вольно обходится с типами данных. В любой момент и в любом месте можно получить контекстную справку по работе того или иного элемента. Но, в то же время, окончательное слово всегда остаётся за программистом, редактор позволяет сохранить результаты работы, если кусок программы не завершен или в нём есть «неправильности».

HMI часть продукта TIA Portal унаследовала функциональные возможности как WinCC flexible (операторские панели и одиночные компьютеры), так и WinCC (SCADA с возможностями клиент-серверных конфигураций), но графический интерфейс редакторов в TIA портале, более похожий на интерфейс WinCC flexible, стал единым для этих двух пакетов. Сначала предлагается выбор и настройка аппаратной части. Можно сразу установить соединения с выбранными контроллерам и их переменными.

Потом можно запустить специальный диалог и создать основу проекта на базе набора стандартных экранов. «Системные» экраны можно гибко подстроить под свои нужды и скорректировать дизайн. Можно полностью отказаться от шаблонов и создавать индивидуальные решения и формировать собственные библиотеки визуальных элементов. Фантазия ограничена только пиксельным разрешением экранов. База переменных проекта общая — можно напрямую выбирать переменные из контроллера, есть прямой доступ в таблицу переменных проекта и вносимые изменения отражаются сразу во всех его частях. Это очень удобно, поскольку нет операций экспорта-импорта и можно разрабатывать алгоритм управления и интерфейс оператора параллельно. Предусмотрена поддержка нескольких языков с возможностью быстрой их смены в среде исполнения. К одному объекту привязывается сопроводительный текст на разных языках (который наглядно обрабатывается в специальном редакторе) а отображается языковой набор выбранный пользователем.

И так, какие же преимущества предлагает нам TIA Portal?

• Первое, это интерфейс. Он оптимизирован для быстрого выбора и комбинирования необходимых компонентов и функций. Хотя возможность прямого ввода команд сохраняется, работа мышью оказывается гораздо производительнее. Это объясняется продуманной иерархией компонентов и минимизацией глубины вложения. Всё, что может понадобиться в данный момент расположено в одном клике мышкой. Логичная и наглядная структура, которая не требует изучения и запоминания. Не нужно искать по меню или изучать справку в поисках «редкой» функции. Единый подход для совершенно различных инструментов и функций. Постоянный контроль корректности действий программиста исключает чисто человеческие ошибки и опечатки, но не препятствует сохранению проделанной работы. Просто «неправильные» места будут ярко выделены и снабжены рекомендациями по устранению коллизий. Контекстные подсказки и контекстное ограничение выбора, когда заведомо неприменимые операции выпадают из предлагаемого списка и не отвлекают ресурсы. Всё это значительно ускоряет и упрощает работу.
• Второе. Единый подход ко всему многообразию решаемых задач. Нет отдельно программ, графических картинок, списков оборудования, сетевых топологий. Всё это заключено в единое пространство унифицированного проекта. Это позволяет получить действительно бесшовную интеграцию различных, зачастую очень разнородных компонентов. Ярче всего это проявляется на примере работы с базой переменных проекта. Она единая, доступна из всех задачеориентированных инструментов и все изменения внесенные, например, в графическом дизайнере HMI интерфейса сразу отражаются во всех остальных редакторах. Это исключает ошибки ввода, избавляет от необходимости экспорта-импорта данных и позволяет вести одновременную работу с разными частями проекта.
• Третье. Широкое использование и простая и наглядная интеграция библиотек и служебных компонентов, предлагаемых как производителем, так и создаваемых пользователем. Можно не просто сохранять куски машинного кода и функциональные блоки для дальнейшего использования. Предусмотрена возможность создавать комплексные библиотеки, содержащие композиционные элементы, состоящие из исполняемого кода для контроллеров и графических образов для устройств человеко-машинного интерфейса. Можно формировать законченные технологические участки, включая компоненты сетевой инфраструктуры, контроллеры и панели оператора со всеми алгоритмами и настройками, комбинировать и интегрировать их между собой.

Какие функции реализованы и какое оборудование поддерживается?

Программное обеспечение TIA Portal предназначено для решения задач комплексной автоматизации на базе контроллеров SIMATIC S7-1200/-300/-400/WinAC (включая failsafe-приложения). Поддерживается оборудование последнего и предпоследнего поколения. Для программирования этих контроллеров в TIA Portal присутствуют следующие языки: LAD, FBD, STL, SCL, GRAPH (для S7-1200 только LAD, FBD и SCL).

HMI в TIA Portal может быть реализован на базе SIMATIC Panel 70-ых, 170-ых, 270-ых, 370-ых, KP, KT, и KTP серий, а так же в виде Runtime систем на базе РС, вплоть до клиент-серверных SCADA архитектур.

Существует «лёгкая» версия TIA Portal предназначенная только для программирования SIMATIC S7-1200 и «базовых» панелей оператора ориентированных на работу с S7-1200. Активация той или иной функциональности TIA Portal происходит установкой лицензии. Следует отметить, что стоимость лицензий была снижена по сравнению с пакетами прошлого поколения с аналогичным функционалом.

Оболочка TIA Portal (включая справочную систему) реализована на пяти европейских языках.

Полноценная поддержка русского языка запланирована в версии 12, причём перевод готовится при активном участии специалистов российского подразделения SIEMENS.

Для осуществления защиты инвестиций SIEMENS предлагает своим клиентам обширную программу модернизации. Предусмотрена возможность перехода от различных версий STEP7 V5.x к TIA Portal со значительными скидками. Сам TIA Portal имеет специальный инструмент для миграции и работы с проектами, созданными в STEP7 и WinCC в рамках поддерживаемого оборудования. В будущем планируется увеличить перечень поддерживаемого старого оборудования и полностью перейти на новое программное обеспечение.

TIA Portal — это совершенно новый программных продукт с совершенно новым подходом к разработке проектов автоматизации, который несомненно поможет проектировщикам и программистам сэкономить время, деньги и усилия на всех этапах работы с компонентами автоматизации SIMATIC фирмы SIEMENS.