Forprosjektrapport. HMI Lab løsning for industriell IT Gruppe 21. Tor Arne Trogersen, Ajwan Mamshi, Karzan Salihi

Transkript

1 Forprosjektrapport HMI Lab løsning for industriell IT Gruppe 21 Tor Arne Trogersen, Ajwan Mamshi, Karzan Salihi 17. januar 2014

2 1 Prosjektgruppen Tor Arne Torgersen Utdanner seg som dataingeniør, fordi han alltid har hatt dette som interesse. Kom til Høgskolen via Y- vei, nemlig yrkesfaglig vei, og var en del av det første kullet som hadde denne muligheten på Remmen. Holder til i Mysen og Halden. Karzan Salihi Studerer dataingeniør og holder til i Sarpsborg. Grunnen til at han valgte dataingeniør var fordi det er den mest spennende linje, og han har alltid vært nysgjerrig på teknologien og hvordan ting fungerer. Han måtte ha ekstra matte og fysikk for å komme inn. Med tilbudet som heter tress som Høgskolen i Østfold tilbyr så ble kravet oppfylt. Ajwan Mamshi Kommer fra Moss og studerer informatikk på Høgskolen i Østfold. Informatikk har vært interessant for han, fordi alt som har med utvikling av systemer å gjøre har fascinert ham. 2 Oppdragsgiver Oppdragsgiver er Høgskolen i Østfold i samarbeid med Invensys. Invensys er et internasjonalt firma som utvikler og leverer industrielle IT verktøy og plattformer til all mulig industri over hele verden. I Norge så jobber de med salg av Wonderware 1 plattform til mange industrier og i gjennom 40 forskjellige partnere som bruker denne plattformen. Wonderware plattformen brukes i alt fra maskin- og robotstyringer, til energiovervåking i bygg og overvåking/kontroll av produksjonsbedrifter og oljeplattformer. Invensys har også folk som jobber med teknisk støtte og support til partnere og sluttkunder. Deres hovedkontor ligger i USA. 1 Wonderware er en samling av programvarer brukt mye i industrien, som styrer produksjon og overvåkning. 1

3 På høgskolen er det Robert Roppestad som står for oppdraget. Han foreleser i faget industriell IT, og vil gjerne se om det er mulig å ta i bruk dette systemet i hans fag. Det skal derfor implementeres en profesjonell industriell IT plattform mot modellbyen som står på lab- rommet på Høgskolen. Med bakgrunn i dette skal vi bruke InTouch (beskrivelse følger anm.), og ved å ta i bruk dette i undervisning, vil studentene ha en veldig moderne plattform, som sikrer studiekvaliteten. InTouch HMI 2 - programvare er en åpen og utvid-bar representant HMI og SCADA 3 -løsning som gjør det mulig og raskt lage standardiserte, gjenbruksvisualiseringsprogrammer og deretter distribuere dem over hele bedriften uten å måtte forlate kontoret 4. Et moderne grensesnitt for prosesser. 3 Oppdraget Det blir en HMI- løsning som er et grafisk grensesnitt. Det skal kobles opp mot PLS 5 en som styrer modellbyen 6 på data laben. Landsbyen er av lego og er bygd av tidligere studenter, og har forskjellige enheter koblet til seg. Disse enhetene består av trafikklys, vannpumpe, og smart hus. Det kommer også til å bli satt inn en heis. Alt dette kan styres via PLS. HMI er grensesnittet mellom selve prosessen og brukeren (operatøren). PLS, som står for Programmerbar Logisk Styring, er en slags mini- PC som styrer prosesser ved hjelp av varierende strøm eller spenning, og digitale bit som enten gir ut sann, usann eller ett tall. Programvaren Wonderware, som er en veldig anerkjent industriprogramvare, kobles opp mot PLS en til modellbyen, slik at vi kan styre landsbyen fra en PC og, eventuelt også nettbrett og mobiltelefoner. Vi kommer til å bruke OPC serveren som skolen har, til å hente ut tagger. En OPC server er en maskin som kan gjøre prosesser lettere tilgjengelig for mange programvarer ved hjelp av tagger. Tagger er betegnelsen på signaler som hører til de forskjellige prosessene. Ved f eks å sette tag for lys høy verdi via OPC, skrur lyset seg på. Litt om Wonderware: 2 HMI (Human Machine Interface) er et grafisk grensesnitt/gui (Graphical User Interface) som brukeren kan styre prosesser med. 3 SCADA står for Supervisory Control And Data Aquisition, og samler data og styrer prosesser. 4 Kilde: 5 Programmerbar Logisk Styring 6 Liten legoby med veibane og hus styrt av en PLS. 2

4 Som nevnt over, Wonderware er en programvare som er veldig anerkjent i industrien, men det er ikke så mange mennesker som har faglig kunnskap om her i Norge. Hovedpoenget med programvaren Wonderware er at den er kompatibel med forskjellige systemer og drivere som brukes i industrien, og den har et veldig enkelt oppsett av tilkoblinger med tagger. Wonderware er egentlig en pakke med programvarer og den delen vi skal bruke heter InTouch, som vi lager grensesnitt med. Grunnen til at vi skal gjøre dette er for å modernisere deler av undervisningen i industriell IT, da oppdragsgiver Robert Roppestad gjerne vil se om denne programvaren kan brukes til å holde undervisning for dataingeniørstudenter. Han vil gjerne ha det som en lab- oppgave for 3. års studenter, alt etter hvordan det går med dette prosjektet. Kjernen i oppgaven blir å sette opp et program på PC og nettbrett som kan hjelpe en bruker og styre modellbyen sine prosesser. Det skal også lages en brukerveiledning som beskriver hvordan man setter opp dette systemet fra bunn av, som detaljert beskriver hva man må gjøre i Wonderware InTouch for å få det opp å gå mot en PLS som f eks landsbyen på laben på skolen. Brukerveiledningen kan bli en del av undervisningen og oppgaver knyttet til dette i Robert Roppestad sitt fag, Industriell IT. 3.1 Formål Hovedmål 1:Sette opp HMI programvaren Wonderware InTouch mot PLS en som styrer landsbyen nede på data- laben, slik at vi kan styre landsbyen fra dette programmet. Delmål 1.1:Installere og få Wonderware opp å gå på PC og koble den mot PLS og OPC Delmål 1.2: Teste ut at vi kan styre landsbyen rett fra vår PC Delmål 1.3: Utvikle et brukervennlig HMI på PC-en vår som kan styre det meste i landsbyen Delmål 1.4: Få opp en løsning på nettbrett og telefoner. Hovedmål 2: Lage en brukerveiledning som beskriver hvordan man installerer og konfigurere Wonderware for senere studenter, slik at de kan gjøre noe av det samme som vi gjør i dette prosjektet. Delmål 2.1: Dokumentere med tanke på brukerveiledning underveis mens vi jobber med prosjektet. Delmål 2.2: Utarbeide en brukerveiledning ut i fra dokumentasjonen fra forrige delmål. 3

5 Hovedmål 3: Skrive en rapport som beskriver alt vi har gjort, og hvordan det fungerer. 3.2 Leveranser Utvikle og sette opp Wonderware InTouch HMI mot PLS i modellbyen: Vi skal lage en profesjonell løsning, og sannsynligvis bruke skolen sin OPC server. Lage et HMI for nettbrett eventuelt også telefoner. Det skal være kompatibelt med forskjellige plattformer for nettbrett og smartmobiler. Ikke et krav men bør være med. Rapport som beskriver gjennomføringen av prosjektet: Her vil vi dokumentere alt vi har gjort i prosessen, og legge ved alt av materiale vi har laget og tilegnet oss. Brukerveiledning for andre studenter: Denne skal inneholde en omfattende beskrivelse av hvordan man setter opp InTouch HMI fra bunn av og kobler dette mot PLS eller OPC server. Den skal skrives slik at det er forståelig og kan brukes av andre dataingeniørstudenter ved høgskolen. Eventuell kildekode og bilder: Hvis vi lager noen programkode, vil vi også legge dette ved i rapporten vår. Bilder kommer også i rapporten. 3.3 Metode Vi skal jobbe jevnt under hele prosjektperioden, og dokumentere godt underveis. Vi må sette oss inn i og lære programvaren vi skal bruke. Vi må også sette oss inn i landsbyen, PLS en til denne og rapporten som er laget om det. Vi skal på kurs som varer i 3 dager som gir en innføring i Wonderware. Gjennom kurset vil vi få en innføring i programmet vi skal bruke. Dette kan hjelpe oss betraktelig. Vi skal også holde jevn kontakt med Aksel fra Invensys og Robert fra Høgskolen i Østfold, og spørre de hvis vi står fast. Det blir gjennom programvaren Wonderware InTouch vi skal nå målet. Vi skal også skrive logg og dokumentasjon så kan vi spore tilbake hva som ble gjort hvis noe ikke skulle fungere etterhvert. Fremgangsmåten: Sette opp utstyr som PC med InTouch HMI, og gjøre denne klar for bruk. Lære om programvaren via seminaret og nettkilder, og sjekke hjelpesider eller Aksel fra Invensys. 4

6 styre. Sette oss inn i rapporten for modellbyen og finne ut av alle prosessene vi kan koble Nå er vi klare til å starte med å designe og teste InTouch mot modellbyen ved å oss til OPC serveren og prøve å aktivere tagger via InTouch. Når vi har klart dette kommer vi til å starte designet av selve HMI et, første versjon. Vi vil teste ut funksjoner og prøve å få kontakt med alle tagger. Når vi føler vi mestrer programmet nok kan vi videreutvikle første versjon til å få et mer profesjonelt preg, slik at det ser bra ut. Rapport og brukerveiledningen vil vi lage underveis, og jobbe med den hele tiden. Vi vet at det lønner seg å skrive fortløpende, ikke spare alt til slutt. Brukerveiledningen skal kunne beskrive alt fra bunn av slik at andre kan gjøre det likt bare ved å følge den. Levere produkt med vedlegg. Fullføre prosjektet. Problemer: Det kan være vanskelig å koble opp mot OPC server eller eventuelt direkte mot PLS. Vi må sørge for at utstyret som vi skal bruke fungerer som det skal, og spørre Robert som kjenner til systemet hvis vi sliter. Det kan bli problemer med å lære de forskjellige funksjonene i InTouch HMI. Her må vi bare prøve og feile, dette er nytt for høgskolen, og noe nytt for oss som vi må lære på egen hånd. Ting fungerer ikke som de skal, kan være en av de mest tidskrevende oppgaver å finne ut av. Det er ofte de småfeilene som tar mest tid og ressurser. Vi får bare prøve oss frem på dette, og satse på at vi kommer i mål. Laben kan være opptatt i noe tidspunkter siden det er flere klasser som bruker det. Vi prøve å jobbe i de tidspunktene er minst aktivitet der. Vi kan også bruke (TeamViewer eller ekstern skrivebord) 7 for fjerntilgang til serveren vår. 7 Programvare for fjerntilgang 5

7 4 Prosjektplan Prosjektplanen består av atten aktiviteter. Aktivitet 1: Hjemmeside Start: Slutt: Leveranse: Hjemmeside oppe på frigg Beskrivelse: Sette opp en hjemmeside for prosjektet. Aktivitet 2: Forprosjektrapport. Start: Slutt: Leveranse: Dokument. Beskrivelse: Skrive en prosjektrapport som inneholder en plan om hvordan prosjektet kommer til å gjennomføres. Aktivitet 3: Introduksjon til prosjektarbeid. Start: Slutt: Leveranse: Notater for videre bruk i prosjektet. Beskrivelse: Intro kurs for til prosjekt tilbys av Høgskolen i Østfold. Aktivitet 4: Wonderware kurs. Start: Slutt: Leveranse: notater. Beskrivelse: Kurs for kruk av Wonderware programvare. Aktivitet 5: Skrive rapportdokumentet. Start: Slutt:

8 Leveranse: Når rapporten er ferdig vil den leveres sensor, veileder og oppdragsgiver. Beskrivelse: Jobbe med rapporten jevnt under hele prosjektperioden. Sørge for at den alltid er oppdatert. Aktivitet 6: Skrive brukerveiledning. Start: Slutt: Leveranse: Brukerveiledning leveres som en del av resultatet Beskrivelse: Her vil vi lage et dokument som beskriver for andre brukere etter oss hvordan de kan programmere seg opp mot landsbyen via OPC serveren. Dette er et krav fra oppdragsgiver. Aktivitet 7: Installasjon og oppsett av Wonderware på PC. Start: Slutt: Leveranse: Ingen. Beskrivelse: Få programvaren opp å gå på PC-en vår. Sette oss inn i programmet. Aktivitet 8: Koble til PLS og teste via OPC. Start: Slutt: Leveranse: Ingen. Beskrivelse: Koble opp mot PLS en til landsbyen og begynne å teste de forskjellige taggene som er tilgjengelig, gjennom OPC server. Aktivitet 9: Begynne å utforme et HMI for PC. Start: Slutt: Leveranse: HMI grensesnitt fungerende på PC. 7

9 Beskrivelse: Lage ett første utkast av et HMI som fungerer på vår test PC. Designe, implementere, teste og dokumentere det vi har laget med programvaren Wonderware. Aktivitet 10: Ferdigstille et HMI for PC. Start: Slutt: Leveranse: HMI grensesnitt ferdig versjon på PC. Beskrivelse: Ferdigstille HMI så profesjonelt som vi klarer. Dokumentere hva vi har gjort. Aktivitet 11: Utforme et HMI for nettbrett og telefoner. Start: Slutt: Leveranse: HMI grensesnitt på nettbrett og telefon. Beskrivelse: Prøve å få opp et HMI på nettbrett og telefoner. Aktivitet 12: Feilsøking og ferdigstillelse av produkt. Start: Slutt: Leveranse: Produktet vi ble bedt om å lage. Beskrivelse: Her vil vi gjøre oss ferdig med jobben og produktet, og rette opp feil. Aktivitet 13: Første versjon av hovedprosjektrapporten. Start: Slutt: Leveranse: Leverer første utkast av prosjektet. Beskrivelse: Gjør ferdig første versjon av prosjektet. Aktivitet 14: Andre versjon av prosjektrapporten. Start:

10 Slutt: Leveranse: Levere andre versjon av prosjektet. Beskrivelse: Ganske likt første utkast men med redigering og eventuelt mer informasjon. Aktivitet 15: Media strategi. Start: Slutt: Leveranse: Annonsere i en avis, eventuelt pressemelding. Beskrivelse: Legger ut prosjektet for media. Aktivitet 16: Hoveddokument med vedlegg pluss ferdig produkt. Start: Slutt: Leveranse: Leverer alt av prosjektrapport og eventuelt andre materialer. Beskrivelse: Ferdig produkt skal leveres som er selve prosjektet og resultatet, rapporten og brukerveiledningen. Aktivitet 17: Oppheng av prosjektplakat. Start: Slutt: Leveranse: Henge opp plakater på høgskolen. Beskrivelse:Henge opp plakater rundt bygget for å informere om prosjektet. Aktivitet 18: Presentasjon og sensur. Start: Slutt: Leveranse: PowerPoint. Beskrivelse: Presentasjonsdag for gruppen. 9

11 5 Gjennomføring Gruppen har tenkt å sette seg ned på laben i IT avdelingen og koble seg mot modellbyen. Gruppen består av gruppeleder, nestleder og referent. Rollene rullerer hver måned. Backup blir gjort på Google disk og hjemmeområde på hiof sine servere. Det ble skrevet kontrakt mellom medlemmene i gruppen slik at en må gi beskjed om det skulle dukke opp noen hindringer. Det blir satt en eier til hver aktivitet slik at vedkommende skal ha oversikt over aktiviteter og blir gjort til riktig tidspunkt. Gruppeleder og medlemmene jobber tett sammen det som skiller leder og medlemmene i dette prosjektet er at gruppeleder tar ansvar for at oppgavene blir gjort til riktig tidspunkt. Det blir møter med veileder annenhver uke, og møter med oppdragsgiver annenhver uke. Det blir opprettet kontakt med fagpersoner hos Invensys og det er der vi vil henvende oss hvis vi får problemer vi sliter med å finne ut av. Gruppeleder sørger for at det blir sendt møteinnkalling til gruppemedlemmer, veileder og oppdragsgiver. Innkallinger blir sendt tre dager før møte finner sted. Veilederen har gruppen hatt som foreleser i to fag og kjenner til han godt. Det er satt opp veiledningstimer med veileder annenhver mandag kl Gruppen skal sende et utkast av hver innlevering til veileder en dag før innleveringsfrist for og på peke eventuelt mangler eller komme med ideer. Kontakten mellom veileder og gruppen blir personlig oppmøte og mail. 6 Vedlegg Gantt- diagram Risikoanalyse Ansvarkart 10

12 11

13 12

14 13