Displays and Data Visualization With CompactRIO: The Ultimate Multipurpose Controller

Updated Dec 2, 2022

여러 제어 및 측정 시스템은 시스템을 시각화하고 시스템과 통신하기 위한 운영자 인터페이스가 필요합니다. 이러한 시각화를 위한 도구는 업계에 따라 UI(사용자 인터페이스) 또는 HMI(Human Machine Interface)라고 불립니다. UI 또는 HMI를 디자인할 때, 여러 종류의 하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처 중 선택하여 시스템 데이터를 시각화할 수 있습니다. 이러한 아키텍처는 컴포넌트 디스플레이나 모니터와 같은 로컬 디스플레이부터 네트워크 연결이 있는 곳이면 어디서나 데이터에 접근할 수 있도록 하는 웹 접근이 가능한 원격 클라이언트에 이르기까지 다양합니다.

CompactRIO 플랫폼을 사용하면 로컬, 원격 또는 모바일 디스플레이 옵션을 조합하여 데이터를 시각화하고 시스템과 통신할 수 있습니다. RS232로 제어하는 단순한 디스플레이, DisplayPort를 통해 컨트롤러에 직접 연결된 고해상도 모니터, 원격 또는 모바일 웹 서비스 기반 클라이언트 등 사용하는 디스플레이 형태에 관계없이, 다양한 기능을 갖춘 대화식 GUI를 설계하여 직접 CompactRIO에 연결하면 추가적인 HML 컨트롤러를 사용하지 않고도 데이터를 효율적으로 시각화하고 운영자 인터페이스를 구성할 수 있습니다.

그림 1. CompactRIO 플랫폼을 사용하면 로컬, 원격 또는 모바일 디스플레이 옵션을 조합하여 데이터를 시각화할 수 있습니다.

CompactRIO 플랫폼의 디스플레이 옵션은 로컬 및 원격의 두 가지 주요 범주로 요약할 수 있습니다. 로컬 디스플레이 옵션에는 컴포넌트 레벨 디스플레이 및 모니터가 포함됩니다. 컴포넌트 레벨 디스플레이는 최종 기계적 설계에 직접 통합할 수 있는 대규모 시스템의 컴포넌트입니다. 이러한 유형의 디스플레이는 일반적으로 보드 레벨이며 시리얼 또는 USB를 통해 연결되며 부드러운 전면 패널 버튼이나 기본 시스템 데이터와 같은 더 기본적인 기능을 제공합니다. 일반적으로, 구성요소 디스플레이는 비디오 스트리밍과 같은 그래픽 기능 또는 Windows나 Linux OS가 제공하는 1kHz 재생 속도를 제공하지 않습니다.

그림 2. 컴포넌트 레벨 디스플레이는 소프트 전면 패널 버튼 또는 기본 시스템 데이터와 같은 기본 기능을 제공하며, 일반적으로 최종 기계적 설계에 통합됩니다.

모니터는 컴포넌트 레벨 디스플레이보다 다양한 UI 환경을 제공합니다. 일반적으로 이러한 유형의 디스플레이는 Windows와 같은 범용 OS와 쌍으로 표시됩니다. 그러나 CompactRIO 플랫폼은 통합 그래픽을 갖춘 리얼타임 운영 체제의 강력한 기능을 제공하여 통합 DisplayPort를 통해 모니터를 컨트롤러에 직접 연결하여 운영 체제의 결정성과 GPU가 제공하는 다양한 디스플레이 기능을 활용할 수 있습니다.

그림 3. CompactRIO 플랫폼의 내장 UI 기능은 독립형 HMI를 컨트롤러에 직접 통합하여 HMI를 사용할 필요가 없습니다.

원격 시각화 및 운영자 인터페이스의 경우 TCP/IP, UDP, OPC 또는 웹 서비스와 같은 네트워크 통신 표준에 의존하는 많은 옵션이 있습니다. 이러한 솔루션에는 TPC(터치 패널 컴퓨터) 및 씬(Thin) 클라이언트가 포함되며 안전한 원격 시각화 기능이 필요한 컨트롤러에서 HMI를 분리할 수 있습니다. TPC와 데스크탑 PC는 HMI 어플리케이션을 구동하는 전용 프로세서가 있어 더 많은 컴퓨팅 프로세싱 능력을 제공합니다. 이러한 유형의 HMI는 더 복잡하고 그래픽 집약적인 작업을 수행할 수 있습니다.

그림 4. TPC와 데스크탑 PC는 HMI 어플리케이션을 구동하는 전용 프로세서가 있어 더 많은 컴퓨팅 프로세싱 능력을 제공합니다.

또 다른 원격 디스플레이 옵션은 씬(Thin) 클라이언트입니다. 전용 TPC 또는 클라이언트가 설치된 어플리케이션과 달리, 씬(Thin) 클라이언트 방식은 클라이언트에 무설치(zero-install) UI를 실행하며, 데이터 추출, 분석 및 로직 실행시 전적으로 서버에 의존합니다. 이러한 유형의 UI를 사용하면 데이터에 접근하는 위치를 더 유연하게 조정할 수 있습니다. 일반적인 씬(Thin) 클라이언트는 웹 브라우저 기반과 모바일의 두 가지 유형이 있습니다. 이러한 디스플레이 유형은 분산 시스템에 적합하거나 여러 물리적 위치에서 데이터에 접근해야 할 때 적합합니다.

그림 5. 씬(Thin) 클라이언트는 분산 시스템에 적합하거나 여러 물리적 위치에서 데이터에 접근해야 할 때 적합합니다.

데이터를 보고 배포된 시스템과 통신하는 것은 IIoT(산업용 사물 인터넷) 어플리케이션에 일반적으로 필요한 사항입니다. LabVIEW를 사용하면 데이터 시각화 및 운영자 입력에 사용할 수 있는 놀라운 GUI를 신속하게 개발할 수 있습니다. LabVIEW에는 포괄적인 끌어서 놓기 컨트롤 및 그래프와 차트, 미터, 버튼, 노브, 스위치 등과 같은 인디케이터 세트가 포함되어 있어 타사 컴포넌트를 사용하거나 처음부터 뷰를 구축하지 않고도 어플리케이션에 맞는 사용자 인터페이스를 쉽게 만들고 결과를 효과적으로 시각화할 수 있습니다.
다양한 기능을 갖춘 어플리케이션용 GUI 개발에 대한 자세한 내용은 NI LabVIEW 데이터 시각화 및 사용자 인터페이스 디자인을 참조하십시오.

그림 6. LabVIEW를 사용하면 데이터 시각화 및 운영자 입력에 사용할 수 있는 놀랍고 다양한 GUI를 신속하게 개발할 수 있습니다.