Systemy wizualizacji dla automatyki budynku są elementem graficznie reprezentującym stany poszczególnych obwodów. Oferowane przez różnych producentów prezentują często ogromne możliwości programistyczne nastręczając jednocześnie wielu kłopotów podczas programowania. W celu przybliżenia jednego z typowych rozwiązań i przekazania podstaw do własnych eksperymentów z tego typu aplikacjami w artykule przedstawione zostaną podstawowe etapy projektowania aplikacji wizualizacyjnej na przykładzie programu JUNG Facility Pilot 3.

Wizualizacja bazuje na projekcie systemu automatyki. Na podstawie jego funkcjonalności realizowane będą obiekty widoczne na ekranie graficznym, odzwierciedlającym działanie automatyki domu. Projekt do którego realizowana będzie przykładowa wizualizacja, można pobrać ze strony internetowej www. knxpolska.org w zakładce „Fachowy Elektryk”. W projekcie zrealizowano sterowanie i wizualizację następujących funkcji (w nawiasach podano adresy grupowe zrealizowane w programie ETS4):

Sterowanie oświetleniem głównym:

• załącz/wyłącz – (0/1/0),
• jaśniej/ciemniej – (0/1/1),
• ustawienie wartości – (0/1/2),
• potwierdzenie stanu załączenia/ wyłączenia – (0/1/3),
• potwierdzenie stanu wartości – (0/1/4)

Sterowanie oświetleniem bocznym (kinkiet):

• załącz/wyłącz – (0/0/1),
• potwierdzenie stanu załączenia/wyłączenia – (0/0/2),

Sterowanie roletą:

• podnoszenie/opuszczanie rolety – (1/0/0),
• zatrzymywanie rolety – (1/0/1),

Sterowanie temperaturą:

• pomiar temperatury w pokoju – (2/0/0),
• rozkaz sterowanie zaworem ogrzewania – (2/0/1).

Wszystkie rozkazy przesyłane są od przycisku sterującego do elementów wykonawczych za pomocą adresów grupowych, które są najważniejszym elementem umożliwiającym komunikację pomiędzy wizualizacją a systemem sterowania.

Dla potrzeb wizualizacji potrzebny jest opisywany w poprzedniej części artykułu, plik zawierający spis adresów grupowych wraz z typami danych przypisanych obiektów komunikacyjnych. Wszystkie informacje zawarte są w pliku „Projekt ETS4. esf”(rys. 1).

Etap 1 – instalacja programu JUNG Facility Pilot 3

Przykładowa wizualizacja zrealizowana jest za pomocą oprogramowania JUNG Facility Pilot 3, które może być zainstalowane na dowolnym komputerze klasy PC z zainstalowanym systemem operacyjnym Windows©. Plik instalacyjny programu udostępniony został w wersji demonstracyjnej na stronie internetowej www.knxpolska. org w zakładce „Fachowy Elektryk”. Posiada on pełną funkcjonalność, jednak ograniczony jest czasowo.

Instalacja programu przebiega w sposób analogiczny do standardowych aplikacji pracujących w systemie Windows. Konieczne jest wybranie ścieżki do miejsca w którym zainstalowana zostanie aplikacja – zalecane jest pozostawienie domyślnej ścieżki dostępu i potwierdzeniu warunków licencji.

Po uruchomieniu programu „JUNG Facility- Pilot control panel” na ekranie otwarte zostanie okno z modułami dostępnymi w aplikacji (rys. 2). Do realizacji wizualizacji niezbędne są:

• KNX editor,
• Process model editor,
• Visualization editor.

Etap 2 – import projektu z programu ETS4

Pracę z programem rozpoczynamy od przekazania danych obrazujących system sterowania do wizualizacji. W tym celu, poprzez dwukrotne kliknięcie, uruchamiamy moduł „KNX editor”. Otwarte zostanie okno (rys. 3), w którym tworzymy nowy (New) projekt procesu wizualizacji. Podajemy nazwę (Wizualizacja Fachowy Elektryk) i potwierdzamy naciskając przycisk „Create”.

Następnie uruchamiamy utworzony projekt, a w nowo otwartym oknie edytora KNX, z menu „File” wybieramy opcję „Import ETS project…” (rys. 4). Operacja ta umożliwia odczytanie danych przekazanych z projektu systemu sterowania utworzonego w programie ETS4. Dane przekazywane są za pomocą pliku „Projekt ETS4.esf”.

Etap 3 – przygotowanie zmiennych komunikacyjnych

Po wskazaniu i otwarciu pliku z danymi, należy sprawdzić i ewentualnie zmodyfikować typy danych komunikacyjnych (kolumna „Data point type”) poszczególnych zmiennych wprowadzanych do wizualizacji (adresów grupowych) oraz sprecyzować jednostkę (kolumna „unit”) w której wyrażone są zmienne komunikacyjne. Należy zauważyć, że część danych mam poprawnie zinterpretowane typy, jednak pozostałe należy sprecyzować ręcznie (rys. 5).

Widok poprawnie ustalonych parametrów przedstawiony został na rys. 6a – grupa oświetlenia, 6b – grupa sterowania roletami oraz 6c – grupa sterowania ogrzewaniem.

Etap 4 – utworzenie modelu procesu

Kolejnym etapem jest utworzenie modelu procesu systemu sterowania. W tym celu, z poziomu głównego okna programu otwieramy moduł „Proces modul editor”. W oknie modelu procesu, z menu „File” wybieramy opcję „Projects…” i tworzymy nowy projekt (rys. 7 i 8). Jako nazwę projektu wpisujemy „Wizualizacja Fachowy Elektryk”. Następnie zatwierdzamy przyciskiem „Create”

Następnie, uruchamiamy utworzony projekt modelu procesu i przypisujemy do niego utworzony wcześniej projekt KNX o nazwie „Wizualizacja Fachowy Elektryk” i zatwierdzamy przyciskiem „OK” (rys. 9).

W oknie modelu procesu możliwe jest precyzowanie wartości jakie przyjmuje zmienna procesowa w trakcie startu, działania i sytuacji awaryjnych pracy wizualizacji. Można tu przypisywać archiwa i wykresy zmiennych, precyzować sytuacje alarmowe jakie osiągane są przez wartości zmiennych oraz ustalać precyzję ich wyświetlania. Przykładowa konfiguracja przedstawiona została na rys. 10.

Tak przygotowany model procesu jest gotowy do wykorzystania w edytorze wizualizacji.

Etap 5 – realizacja wizualizacji.

Z głównego okna programu JUNG Facility Pilot uruchamiamy moduł „Visualization editor”. Następnie otwieramy naszą wizualizację w oknie „Visualization editor” poprzez dwukrotne kliknięcie na nazwie „Wizualizacja Fachowy Elektryk”. Projekt wizualizacji musi być skojarzony z wcześniej przygotowanym modelem procesu, zawierającym informacje o wizualizowanym systemie. Aby to wykonać, najeży postępować zgodnie z kolejnością przedstawioną na rys. 12.

Tak przygotowany program umożliwia realizację stron (ekranów) wizualizacyjnych. W tym celu z menu „Worksheet”, wybieramy opcję „Worksheets...”, której celem jest utworzenie strony wizualizacyjnej (rys. 13). W przedstawionym przykładzie będzie to strona reprezentująca oświetlenie w Salonie.

Do tak przygotowanej strony wizualizacyjnej możemy dodawać elementy odzwierciedlające stany poszczególnych obiektów w instalacji. Elementy wybieramy z katalogu elementów (zakładka „Catalog” z prawej strony ekranu) poprzez przeniesienie interesujących nas obiektów graficznych na tło wizualizacji (rys. 14).

Następnie w tej samej karcie „Catalog”, za pomocą zielonej strzałki widoczne u góry okna, przechodzimy do widoku „Process data”. Tutaj, po otwarciu projektu „Wizualizacja Fachowy Elektryk” mamy do dyspozycji przypisane wcześniej adresy grupowe. Przenosząc myszką poszczególne adresy na obiekty graficzne realizujemy połączenie z systemem. Jest to najważniejszy etap tworzenia wizualizacji. Tą operacją określone zostają poszczególne przypisania obiektów graficznych do funkcji w systemie (rys. 15). Kolejnym krokiem jest określenie parametrów wybranego obiektu graficznego. Na rys. 15 przedstawiony został sposób modyfikacji najważniejszego z nich, czyli sposób zachowania komunikacji. Mamy tu do wyboru: „update only” oraz „send value”. Pierwsza opcja dotyczy standardowych obiektów reprezentujących stany funkcji realizowanych przez system automatyki, druga umożliwia wysyłanie z obiektu graficznego do systemu określonych stanów, np. załączanie/ wyłączanie oświetlenia.

Biblioteka elementów graficznych pozwala na wizualizowanie stanów różnego typu. Począwszy od obiektów jednobitowych odzwierciedlających funkcje dwustanowe, a skończywszy na wykresach i wyświetlaczach, które można połączyć z funkcjami wielowartościowymi takimi jak wartość jasności, temperatury, czasu, daty czy znaków alfanumerycznych. Oprócz symboli graficznych przygotowanych przez producenta oprogramowania, można do wizualizacji dokładać własne rysunki w typowych formatach graficznych. Dzięki takiemu rozwiązaniu wizualizacja nabiera indywidualnego charakteru a jej ostateczny efekt uzależniony jest od preferencji użytkownika. W głównej zakładce projektu wizualizacji (menu „Format”, opcja „Background”), można uzupełnić widok o wcześniej przygotowane tło w postaci fotografii budynku lub pomieszczenia.

Przedstawiony sposób tworzenia wizualizacji dla systemu KNX jest poglądowy i służy zapoznaniu czytelnika ze sposobem realizacji przykładowego projektu. Aby możliwe było utrwalenie wiadomości nabytych podczas realizacji ćwiczenia, sugerowane jest jego powtórzenie w nowym projekcie.

W następnej części przedstawiony zostanie sposób połączenia zrealizowanej wizualizacji z systemem KNX oraz sposób jej działania. Ponieważ efekt pracy widoczny jest tylko po połączeniu z systemem, czytelnik Fachowego Elektryka będzie miał zdalny dostęp do przygotowanego w tym celu systemu.

Terminy szkoleń KNX:

Szkolenie podstawowe KNX
18-21 marca 2014, Wrocław
27-30 marca 2014, Warszawa

Wizualizacja w systemie KNX
4-6 kwietnia 2014, Warszawa

Andrzej Stachno
Certyfikowane Centrum Szkoleniowe KNX Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki
Politechnika Wrocławska

 

---