Rozszerzona rzeczywistość w procesach sterowania

Pracownik wyposażony w gogle do rzeczywistości rozszerzonej może skontaktować się bezpośrednio ze służbami utrzymania ruchu, aby przekazać lub otrzymać stosowne instrukcje niezbędne do usunięcia awarii, wraz z dopełniającym je interaktywnym 
hologramem. Źródło: Iconics

Producenci szukający sposobów na szybkie rozwiązywanie problemów związanych z produkcją czy sterowaniem procesami coraz częściej sięgają po rzeczywistość rozszerzoną (Augmented Reality).

Urządzenia tworzące hologramy są obecnie w stanie wygenerować obrazy 3D rozszerzonej rzeczywistości (Augmented Reality – AR) procesów przemysłowych, które mogą być wykorzystane do współpracy z interfejsami operatorskimi HMI systemów sterowania nadrzędnego SCADA. Dla zrozumienia zalet tych nowych narzędzi ciekawe może okazać się prześledzenie ewolucji sterowania procesami technologicznymi.

Sterowniki PLC pojawiły się ok. 50 lat temu i ich wpływ na dzisiejsze rozwiązania w obszarze automatyki jest bardzo wyraźny. Niedługo później stworzono systemy oparte na komputerach PC, początkowo zarządzane oprogramowaniem tekstowym. Systemy operacyjne Windows i interfejsy graficzne umożliwiły monitorowanie i sterowanie urządzeniami w technice 2D, z upływem lat wzbogacając się o wiele rozwiązań. Procesory ewoluowały z 32- do 64-bitowych, co z kolei miało znaczący wpływ na efektywność systemów sterowania.

Parametrem krytycznym była zwiększona prędkość działania, która umożliwiła przekształcenie obrazów 2D, widocznych na monitorach systemów SCADA, w obrazy 3D, zawierające mieszankę obrazów rzeczywistych i generowanych przez komputer. Wraz z ciągłym rozwojem, systemy oparte na komputerach PC wypierają stopniowo sterowniki PLC, co skutkuje dalszym rozwojem systemów graficznych (GUI) przyjaznych dla operatorów. Następny etap to wykorzystanie techniki hologramów zawierających cyfrowe kopie rzeczywistych urządzeń obiektowych.

Rozszerzona funkcjonalność

Kompatybilność z systemami holograficznymi to jedna z wielu cech rzeczywistości rozszerzonej i mobilności danych w obszarze sterowania procesami. Inne funkcje związane z nowoczesnymi rozwiązaniami HMI/SCADA to m.in.:

➡ NFC (Near Field Communication) – umożliwia komunikację z dedykowanymi urządzeniami bez konieczności fizycznego połączenia i pozwala na monitorowanie lub konfigurowanie urządzeń automatycznie, bez potrzeby rozwijania infrastruktury.

➡ GPS (Global Positioning System) – precyzyjnie lokalizuje urządzenia i sprzęt. Użytkownik wyposażony w urządzenia mobilne może otrzymywać informacje spersonalizowane pod kątem jego położenia.

➡ OCR (Optical Character Recognition) – umożliwia urządzeniom mobilnym zdobywanie informacji przez skanowanie zapisów alfanumerycznych.

➡ Kody kreskowe – ich skanowanie pozwala na bardziej precyzyjną identyfikację urządzeń niż z tabliczek znamionowych.

➡ QR kody (Quick Response Codes) – umożliwiają skanowanie kodów QR konkretnego urządzenia i pozyskiwanie danych dotyczących jego aktualnych parametrów oraz informacji historycznych.

Zalety stosowania rzeczywistości rozszerzonej

Typowy scenariusz dotyczący rzeczywistości rozszerzonej związanej z technologią Przemysłu 4.0 zawiera takie elementy, jak m.in. szkolenia, symulacje, serwis, działania z obszaru utrzymania ruchu czy zdalnego wsparcia. Operator, używając odpowiednich rozwiązań zintegrowanych z istniejącymi interfejsami HMI, może np. wykorzystać sufit jako ekran, na którym wyświetlą się informacje dotyczące ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, a także konfiguracji interesujących go systemów czy kluczowych parametrów, w rodzaju ciśnienia lub przepływu. W ten sam sposób mogą być również wizualizowane obrazy instalacji i urządzeń wraz z prezentacją ich aktualnych statusów, dzięki czemu każdy błąd czy awarię da się wykryć i usunąć szybko oraz sprawnie.

Jeżeli wentylacja działa nieprawidłowo, przyczyna może wcale nie dotyczyć wentylatora, lecz układu zasilania, co jesteśmy w stanie błyskawicznie zobaczyć w środowisku AR. Operator może wówczas zażądać wglądu w odpowiednią dokumentację, aktualny stan urządzeń i instrukcje obsługi – w dodatku wszystko przedstawione będzie w najwygodniejszej dla niego formie.

Dzięki AR mamy również dostęp do prezentacji rozwiązań zaistniałych problemów. Pracownik wyposażony w odpowiedni sprzęt, taki jak zintegrowane HMI, jest w stanie skontaktować się natychmiast ze służbami utrzymania ruchu, aby przekazać lub otrzymać stosowne polecenia, wraz z dopełniającym je hologramem niezbędnym dla usunięcia awarii.

Dalej niż rzeczywistość rozszerzona

Firmy rozwojowe i użytkownicy przesuwają granice zastosowań rzeczywistości rozszerzonej. Tak jak ewoluowała technologia wytwarzania i sterowania produkcją – od sterowników PLC, poprzez systemy DOS, grafikę 2D i 64-bitowe procesory, tak nieunikniony jest rozwój rzeczywistości rozszerzonej w stronę nieznanych dziś jeszcze możliwości.

Melissa Topp jest dyrektorem rynków globalnych w firmie Iconics Inc.