運用 CompactRIO 展示呈現資料視覺效果:最佳多功能控制器

許多控制與量測系統皆須採用操作介面呈現視覺效果並與系統互動。 根據不同的產業此視覺化工具亦稱為使用者介面 (UI) 或人機介面 (HMI)。 設計 UI 或 HMI 時,用於呈現系統資料視覺效果的軟硬體都有許多選擇。從近端顯示器 (如元件顯示器或螢幕) 到支援網路存取功能、只要有網路連線就能存取資料的遠端用戶端,全都屬於這類架構。

CompactRIO 平台能整合近端、遠端或行動等不同的顯示方式呈現資料視覺效果,也能與系統互動。  不論使用以 RS232 控制的簡易元件顯示器、經 DisplayPort 直接連接控制器的高解析度螢幕,或是遠端/行動網路服務架構的精簡型用戶端,都能設計出品質一流、能互動且功能豐富的 UI,還能直接將 UI 與 CompactRIO 直接連接,不需要另外使用 HMI 控制器就能呈現資料視覺效果,讓操作介面更加精簡。 

 

圖 1.  CompactRIO 平台能整合近端、遠端或行動等不同的顯示方式呈現資料視覺效果。

 

CompactRIO 平台的顯示選項可歸納分成 2 大類:近端和遠端。  近端顯示選項含元件層級的顯示器與監視器。  元件層級顯示器是大型系統的元件,能直接整合於最終的機械設計。 這類顯示器通常屬機板層級 (Board-level),經序列或 USB 連接埠連接,能提供像是軟體人機介面按鈕之類的基本功能,或者是基本的系統資料。 一般來說,元件顯示器不像 Windows 或 Linux 等作業系統能發揮影片串流或 1 kHz 更新率之類的顯卡功能。

 

圖 2.  元件層級顯示器能提供如軟體人機介面按鈕之類的基本功能,或是基本的系統資料,且通常會整合於最終機械設計。

 

相較於元件層級顯示器,螢幕能提供的 UI 體驗更加豐富。  一般來說,這類顯示器只能搭配 Windows 等通用作業系統。  不過,CompactRIO 平台提供強大的 Real-Time 作業系統與內建顯卡,支援透過內建的 DisplayPort 將螢幕直接與控制器連接,以利善用作業系統的精確度與 GPU 在顯示方面所能發揮的豐富功能。  

 

圖 3.  CompactRIO 平台的嵌入式 UI 功能直接將獨立式 HMI 整合於控制器,因此不需使用獨立式 HMI。

 

以遠端視覺呈現和操作介面來說,許多選項必須採行網路通訊標準,例如 TCP/IP、UDP、OPC 或網路服務。這些解決方案包括觸控式面板電腦 (TPC) 與精簡型用戶端,能在您需要安全的遠端顯示功能時,支援您將 HMI 與控制器分開。 TPC 和桌上型電腦均以專用處理器驅動 HMI 應用程式,因此能發揮更高的運算處理效能。 這類 HMI 能夠處理更複雜、更需要密集運用顯卡功能的作業。

 

圖 4.  TPC 和桌上型電腦均以專用處理器驅動 HMI 應用程式,因此能發揮更高的運算處理效能。

 

另一種可以選擇的遠端顯示方式就是精簡型用戶端。  精簡型用戶端不同於專用 TPC 或用戶端安裝的應用程式,這類用戶端會在用戶端上執行免安裝的 UI,而且十分仰賴伺服器進行資料檢索、分析以及邏輯執行。  這類 UI 支援您更加靈活地選擇資料存取位置。  常見的精簡型用戶端分為兩種:網路瀏覽器架構與行動裝置。  這幾類顯示器適用於分散式系統,也適用於需要在許多實體位置存取資料的情況。  

 


圖 5.  精簡型用戶端適用於分散式系統,也適用於需要在許多實體位置存取資料的情況。

 

在工業物聯網 (IIoT) 應用方面,檢視資料以及與部署好的系統互動是相當普遍的需求。  使用 LabVIEW 能夠迅速開發出效果絕佳的 GUI,用於發揮資料視覺效果並運用於操作輸入。  LabVIEW 含完整的拖放控制元件與指示元件,例如圖形和圖表、量表、按鈕、旋鈕、開關,以及其他更多項目,能支援您針對不同用途輕鬆建立使用者介面,不需使用第三方元件或從頭開始建立檢視畫面也能充分運用視覺效果呈現結果。

 


圖 6.  使用 LabVIEW 能夠迅速開發出功能豐富且效果絕佳的 GUI,用於發揮資料視覺效果並運用於操作輸入。

 

 

後續步驟

 

Linux® 註冊商標的使用方式係根據 LMI 的轉授權許可;Linus Torvalds 持有此商標在全球的擁有權、LMI 則取得了 Linus Torvalds 的獨家授權。