基於 HTML5 的 PID-進料系統可視化界面

時間 2020-05-08

標籤基於 html5 html pid 進料系統可視化界面欄目 HTML5 简体版

原文原文鏈接

前言

　　隨着 工業物聯網 和 互聯網技術 的普及和發展，人工填料的方式已經逐漸被機械設備取代。工業廠商減少誤操做、提高設備安全以及追求高效率等製造特色對設備的要求越發高標準、嚴要求。同時機械生產之後還需聽從整個項目流程的規範管理，如何實行管理與交接也是一大嚴峻的挑戰。所以，整個生產流程中還應該制定一套關於管理流程的可視化界面。html

　　在工業過程控制中，按被控對象的實時數據採集的信息與給定值比較產生的偏差的比例、積分和微分進行控制的控制系統，簡稱 PID 控制系統。PID 控制生產環境具備適應性強，魯棒性強，使用方便等特色。進料系統則涉及到超高壓技術，在流水線系統中普遍應用，可以實現設備半自動化或自動化送料做業，解決傳統進料方式計量不許、工做環境污染以及工人勞動強度高等問題，從而實現高效的流水線加工。結合 PID 和自動化部署，能夠爲電力、機械、冶金、化工、食品、紡織等工業或者民用行業供需。Hightopo（如下簡稱 HT ）的 HT for Web 產品上提供了豐富的 2D 組態，本篇文章經過搭建危險廢物進料系統的 2D 場景以及數據界面展現，幫助咱們瞭解如何使用 HT 實現一個可視化的 PID 控制進料系統。web

效果預覽

項目地址預覽：http://www.hightopo.com/demo/PID-feed-system/json

總體協做場景

抓鬥操做場景

進料場景

代碼構建

搭建場景

該文主要實現的是 2D 場景，咱們須要用到拓撲組件的相關 api 搭建基礎場景：api

// 數據容器，用來存取數據節點 Node
dataModel = new ht.DataModel(); 
// 拓撲組件
graphView = new ht.graph.GraphView(dataModel); 
// 將組件添加到 body 中
graphView.addToDOM();

　　上述代碼添加組件到body中所用的是addToDOM()方法，HT組件通常會嵌入 BorderPane、SplitView 和 TabView 等容器中使用，而最外層的HT組件則須要用戶手工將 getView() 返回的底層 div 元素添加到頁面的 DOM 元素中，這裏須要注意的是，當父容器大小變化時，若是父容器是 BorderPane 和 SplitView 等這些HT預約義的容器組件，則HT的容器會自動遞歸調用孩子組件 invalidate 函數通知更新。但若是父容器是原生的 html 元素，則 HT 組件沒法獲知須要更新，所以最外層的 HT 組件通常須要監聽 window 的窗口大小變化事件，調用最外層組件 invalidate() 函數進行更新。安全

　　爲了最外層組件加載填充滿窗口的方便性，HT 的全部組件都有 addToDOM() 函數，其實現邏輯以下，其中 iv() 是 invalidate() 的簡寫：網絡

addToDom = function(){
    var self = this,
        // 獲取組件的底層 div
        view = self.getView(), 
        style = view.style;
    // 將組件底層 div 添加到 body 中
    document.body.appendChild(view); 
    // 默認全部組件的 position 都設置爲 absolute 絕對定位
    style.left = '0'; 
    style.right = '0';
    style.top = '0';
    style.bottom = '0';
    // 窗口改變大小，調用刷新函數
    window.addEventListener('resize',function(){ 
        self.iv(); 
    }, false); 
}

　　將視圖默認方法重置：app

// 禁用經過鼠標拖拽進行平移操做
graphView.setPannable(false); 
// 禁用拓撲上進行框選操做
graphView.setRectSelectable(false); 
// 禁用移動過濾器函數
graphView.setMovableFunc(()=>{false});

　　在 2D 編輯器上建立 2D 圖形會生成 JSON 文件，引入生成場景須要進行反序列化：運維

ht.Default.xhrLoad('displays/industry/PID-進料系統.json',function(text){
    // 解析爲 JSON 對象
    var json = ht.Default.parse(text); 
    // 反序列化爲場景
    dataModel.deserialize(json); 
})

　　在 HT 中，Data 類型對象構造時內部會自動被賦予一個 id 屬性，可經過 data.getId() 和 data.setId( id ) 獲取和設置，Data 對象添加到 DataModel 以後不容許修改 id 值，可經過 dataModel.getDataById (id ) 快速查找 Data 對象。可是通常建議 id 屬性由 HT 自動分配，用戶業務意義的惟一標示可存在 tag 屬性上，經過 Data#setTag( tag ) 函數容許任意動態改變 tag 值，經過DataModel#getDataByTag(tag) 可查找到對應的 Data 對象，並支持經過 DataModel#removeDataByTag( tag ) 刪除 Data 對象。咱們這邊經過在 JSON 中設置 Data 對象的 tag 屬性，在代碼中經過 dataModel.getDataByTag( tag ) 函數來獲取該 Data 對象：異步

{
    "c": "ht.Node",
    "i": 407,
    "p": {
        "displayName": "抓手的結",
        "parent": {
            "__i": 403
        },
        "tag": "gripKnot",
        "image": "symbols/symbol factory/垃圾處理/抓手的結.json",
        "position": {
            "x": -569.62125,
            "y": -117.05025
        },
        "width": 50,
        "height": 25
    },
    "s": {
        "select.width": 0
    }
}

var gripRightPaw = dataModel.getDataByTag('gripRightPaw');
var girpLeftPaw = dataModel.getDataByTag('grapLeftPaw');
var gripKnot = dataModel.getDataByTag('gripKnot');

展開動畫

　　HT 對動畫封裝了ht.Default.startAnim()函數，經過設置 duration 獲取動畫時長， action 函數裏爲執行的動畫屬性，以及 finishFunc 動畫執行後的回調函數，該案例共置8個動畫，包含自驅動以及異步動畫。下面舉第八個動畫（循環水流動）爲例來理解 ht 內置動畫效果：webstorm

// 循環水流動
function animation() {
    var lineJson = {};  
    var name = ''; 
    var speed = 20,
        lastTime = Date.now();
    // 循環獲取水流 tag，並設置初始化 shape.dash.offset 爲0
    for (var i = 1; i <= 9; i++ ) {
        if (i != 8) {
            name = 'line'+i;
            lineJson[name] = 0;
        }
    }
    ht.Default.startAnim({
        duration: 5000,
        action: function () {
            var time = Date.now(),
            　　 deltaTime = (time - lastTime) / 1000;
            for (var tags in lineJson) {  
                if (tags.split('e')[1] % 2) {
                    lineJson[tags] += deltaTime * speed;
                } else {
                    lineJson[tags] -= deltaTime * speed;
                }
                var lines = dataModel.getDataByTag(tags);
                lines.setStyle('shape.dash.offset',lineJson[tags]);
            }
            lastTime = time
        },
        finishFunc: function () {
            animation();
            // TODO... 也能夠在這裏異步調用下一個動畫
        }
    })
}

　　該例首先根據已建立的循環水流（已綁定 tag 標籤）經過 for 循環以及 dataModel. getDataByTag 動態獲取 Data 節點，經過標籤名攜帶的數字判斷水流方向，最終使用 Data.setStyle（能夠簡寫爲 Data.s ）設置虛線部分的偏移距離。

　　上面的循環水流爲例，若是 lineJson[tags] += value (定值) ,當用戶放大視圖時圖元數量減小，會多調用幾回 anim 中的 action 函數，流動速度增快，縮小同理。所以採用 value = speed * deltaTime 的解決方式，解決視圖在不一樣縮放 zoom 的狀況下播放速度不一致的問題，具體原理以下：

// global
var lastTime = Date.now();
// 距離
var distance = 0; 
// 速度
var speed = 20; 
// action
ht.Default.startAnim({
    duration:5000,
    action:function(){
        var time = Date.now();
        var deltaTime = (time - lastTime) / 1000; 
        distance += speed * deltaTime;
        lastTime = time;
    },
    finishFunc:function(){//TODO}
})

　　　　ht 實現動畫不只可使用 startAnim 來驅動，也能夠採用按調度 addScheduleTask 進行實現，代碼以下：

dataModel.addScheleTask({
    // 調度間隔
    interval, 
    // 調度開始以前的動做
    beforeAction(){}, 
    // 調度任務
    action(){}, 
    // 調度結束以後的動做
    afterAction(){} 
})

　　也可使用 callLater 進行實現，ht 內置函數封裝了很是多關於動畫有趣且實操性強的 api ，有興趣能夠進入官網 ( https://www.hightopo.com )進行了解和學習，也能夠線上申請 framework 的試用包。若是想要了解更多HT封裝的動畫進行操做，能夠參考 http://www.javashuo.com/article/p-xegcqwyu-gs.html 等其餘文章。

可操做

　　固然，HT 也汲取了訂閱-發佈模式的自然優點，經過驅動數據更改視圖，更加直觀地感覺到數據與視圖的綁定過程。如下提供2種 HT 提供的可操做界面，第一種是經過建立面板組件， HT 內部提供了包含 formPane 、borderPane、TablePane 等一系列通用面板組件，此處咱們以 formPane 爲例，首先在 index.html 主頁面中引入 ht-form.js ，該文件封裝了 formPane 面板的 api ，相關僞代碼以下：

// 建立面板對象
var fp = new ht.widget.FormPane(); 
fp.setWidth(200); 
fp.setHeight(100);　
// 面板行高
fp.setRowHeight(30);　
fp.setPadding(16);　
// 節點設置類名後能夠直接在 style 中設置屬性，說白了 fp.getView() 就是一個普通的 DOM 節點
fp.getView().className = 'main'; 
// 經過 addRow 方法添加文本以及進度條等內容
fp.addRow([{ 
    id:'text',
    element:'Current Speed === 20',
    align:'center'
}],[0.1]);
fp.addRow([{
    id:'speed',
    // 進度條
    slider:{ 
        min:0,
        max:100,
        // 當前進度值
        value:20, 
        step:1,
        // value改變時觸發函數
        onValueChanged(){ 
            var speed = fp.v('speed');
            fp.v('text','Current Speed === ' + speed);
        }
    }
}],[0.1]);
document.body.appendChild(fp.getView());

　　此時，咱們只要把以前定義的 speed 指向 fp.v('speed') ，就能夠簡單地實現數據視圖綁定：

function animation(fp){
    var lineJson = {};
    var name = ''; 
    var lastTime = Date.now();
    var speed;
    for (var i = 1; i <= 9; i++ ) {
        if (i != 8) {
            name = 'line'+i;
            lineJson[name] = 0;
        }
    }
    ht.Default.startAnim({
        duration: 5000,
        action: function () {
            speed = fp.v('speed'); 
            var time = Date.now(),
                deltaTime = (time - lastTime) / 1000;
            for (var tags in lineJson) {  
                if (tags.split('e')[1] % 2) {
                    lineJson[tags] += deltaTime * speed;
                } else {
                    lineJson[tags] -= deltaTime * speed;
                }
                var lines = dataModel.getDataByTag(tags);
                lines.setStyle('shape.dash.offset',lineJson[tags]);
            }
            lastTime = time;
        },
        finishFunc: function () {
            animation(fp);
        }    
    })
}

　　另外一種是經過 HT 的矢量圖形庫，矢量圖形採用點、線或多邊形的圖形描述方式，解決了 png 、jpg 等格式圖片在縮放過程當中出現失真現象。建立矢量圖形能夠經過常規編輯器如 webstorm、webstorm 經過代碼編寫，也能夠經過 HT-2D 編輯器直接建立圖形，基本上不須要操做代碼就能夠簡單地建立出圖形，有學過 3dmax 或者 CAD 製圖的同窗對此應該都不陌生。在編輯器的不斷完善下，內部已經有許多優秀的圖標和組件案例，這邊就能夠直接引用一些小案例，首先須要建立一張圖紙，而後直接拉取一個自制圖標，相似 legend 的效果都是繪線畫出來的，更改文字部分就能夠直接看到效果了。

　　關鍵的仍是功能性組件，圖標展現顯示界面，功能性組件支持事件的觸發，首先在控件裏面拉取 slider 圖標，而後到組件欄拉取 slider 組件，設置控件的最大值、最小值和默認值等一系列參數。

　　能夠得知咱們即將改變的值有兩個，一個是 slider ，一個是文本的值，默認20，咱們給這兩個 Data 對象綁定惟一標籤，分別爲 sliderValue 以及 textValue，先經過進度條的當前值改變文本的值：

var sliderValue = dataModel.getDataByTag('sliderValue');
var textValue = dataModel.getDataByTag('textValue');
// value 改變觸發事件
sliderValue.a('ht.onChange',function(){  
　　textValue.a('textValue',sliderValue.a('ht.value'));
})

　　而後animation拿到進度條的當前值，指向speed：

function animation(data) {
    var lineJson = {};  
    var name = ''; 
    var lastTime = Date.now();
    var speed;
    for (var i = 1; i <= 9; i++ ) {
        if (i != 8) {
            name = 'line'+i;
            lineJson[name] = 0;
        }
    }
    ht.Default.startAnim({
        duration: 5000,
        action: function () {
            speed = data.a('ht.value');
            var time = Date.now(),
                deltaTime = (time - lastTime) / 1000;
            for (var tags in lineJson) {  
                if (tags.split('e')[1] % 2) {
                    lineJson[tags] += deltaTime * speed;
                } else {
                    lineJson[tags] -= deltaTime * speed;
                }
                var lines = dataModel.getDataByTag(tags);
                lines.setStyle('shape.dash.offset',lineJson[tags]);
            }
            lastTime = time;
        },
        finishFunc: function () {
            animation(data);
        }
    })
}

　　固然也能夠自定義多個 slider 分別控制不一樣的動畫，具體如何實現仍是全憑需求而定。

　　不侷限於 2D 可視化場景，與 3D 相關生產環境的可視化場景模擬也有許多案例，以下：

3D水泥工廠工藝流程：http://www.hightopo.com/demo/CementFactory/

3D高爐鍊鐵工業流程：http://www.hightopo.com/demo/large-screen-puddling/

總結

　　經過可視化系統的維護，很大程度上節省了人力的資源和時間的成本，而且經過豐富的 2D 組態 也能夠呈現出一套完整的工藝流程。信息網絡的發展是 工業4.0 的趨勢化，而工業管控和數據可視化的集成，也是 工業互聯網 的核心所在，這能夠實現將一些複雜的行業標準經過一系列簡單清晰的動畫加上實時數據的反饋，搭建出一個工業領域上具備表明性的行業流程標準的可視化運維繫統。固然，HT 經過自身地不斷完善，產品上不只僅擁有可以使用戶輕鬆上手的 2D 組態，在 3D 組態 上更有許多有趣好玩的手法可供用戶搭建！

　　2019 咱們也更新了數百個工業互聯網 2D/3D 可視化案例集，在這裏你能發現許多新奇的實例，也能發掘出不同的工業互聯網：https://mp.weixin.qq.com/s/ZbhB6LO2kBRPrRIfHlKGQA

　　同時，你也能夠查看更多案例及效果：https://www.hightopo.com/demos/index.html