Овен ПЛК110[M02]-MS4, HMI, OPC и SCADA, или сколько человеку нужно Ромашкового чая. Част 2

Добър ден, приятели. Втора част на прегледа настига първата, и днес пиша преглед на горния нивото на системата, обозначено в заглавието.

В групата на инструментите на горно ниво влизат всички софтуерни и хардуерни средства, стоящи над мрежата PLC (IDE за PLC, HMI, утилити за честотни модули и т.н., тук не включваме).

Структурата на системата от първа част ще приложа отново, за да бъде по-лесно да се разбере за какво става дума.

И така, към горното ниво принадлежи:

• PC шлюз, маршрутизиращ трафика между две мрежи (мрежа PLC и LAN на предприятието)
• OPC-сървър — софтуер, събиращ данни от Modbus TCP мрежата и интерпретиращ ги за обработка в SCADA и БД
• SCADA — комплекс от софтуер, включващ сървър и клиенти. Нашият графичен интерфейс за мониторинг и управление на процесите
• СУБД — софтуер, позволяващ ни да архивираме данните, постъпващи в SCADA и, при необходимост, да ги извличаме за преглед на графики, логове, формулиране на отчети

Корпоративната мрежа (КС) на предприятието няма да пипам, тъй като тя е в компетенцията на нашия системен администратор, но ще разкажа как съм взаимодействал с него, какви задачи съм поставял, когато описвам реализирането на системата, а не преглед.

И така, да започнем

Първо, ще реализираме физическия хардуер, който ще работи при нас. Апаратура, за функциониране в две различни мрежи на компютъра са необходими два, всъщност, мрежови адаптера. Първият е вграден адаптер (за работа в КС), а вторият (за работа в Modbus-TCP) го вкарах в PCI-E порт и изведох патчкорд към рутера (просто за да не разхвърлям кабелите от шкафовете с PLC до компютъра по бюрото. От страна на PLC, разбира се, също слагаме рутер.).

Всъщност, това е достатъчно, за да функционира компютърът в всяка от мрежите, но по подразбиране мрежите няма да виждат една друга, трябва да натиснете допълнителни бутони.

Важно е да се настроят мрежовите връзки:

1. Свързването в КС не трябва да става с получаване на адрес от DHCP сървър, нужно е да се зададат настройките на адаптера ръчно (адресът не трябва да попада в диапазона на адресите на DHCP) с задължително указване на мрежовия шлюз. По-късно това е много важно при организиране на отдалечен достъп.
2. Не се опитвайте да правите мрежов мост между адаптерите, цялата маршрутизация се извършва чрез активиране на съответната услуга на Windows.
3. Ако искате да имате достъп до PLC мрежата от всяко компютърно устройство, маршрутизацията трябва да бъде настроена към основния шлюз на мрежата.
4. За организиране на дистанционен достъп препоръчвам да се използват нестандартни свободни портове, за да се отсеят недоброжелателите.
5. Не е необходимо да инсталирате допълнителен софтуер, всичко се извършва с стандартните средства на Windows.

Програмно осигуряване

Исках да избера продукти, които отговарят на определени критерии:

• Вътрешен производител — дори и да мога да получа достъп до англоезична техническа поддръжка по всякакви достъпни канали, не всички мои колеги могат да се похвалят с това. Обслужването на системата трябва да е достъпно за всички, за да не трябва да ме обаждат от почивка.
  Също така, отбелязвам, че цената на вътрешния софтуер е по-близка до нашата реалност и е приемлива за клиентите.
• Относително нов, но все пак малко проверен, просто защото искам да съм в крак с времето.
• Приятен, естетичен интерфейс — не всеки SCADA може да се похвали с това. За съжаление, дизайнът в средствата за автоматизация ще отнеме време, а потребителските качества на крайния продукт трябва да бъдат на високо ниво.
• Лесна взаимна интеграция на OPC, SCADA и СУБД (без излишни трудности, минимум натискания на бутони), за да може да изпратите на Камчатка (в пряк смисъл, имаме заводи на клиенти там) обикновен техник на АСУТП, а не системен архитект.

OPC-сървър

Докато се запознах с MasterSCADA 4D, докато тестването на PLC беше активно, посещавах сайта на производителя и видях, че те предлагат собствени OPC-сървъри почти за всеки протокол за предаване на данни. За Modbus протокола имат отделно предложение. Master OPC Universal Modbus Server, т.е. той може да комуникира само в Modbus.

По-долу е скриншот на интерфейса: доста лаконичен, на мое мнение няма излишни елементи, но, може би, на опитен потребител може да му липсва нещо.

Ограничение на безплатната версия — 32 тагa., но аз вкарах булеви променливи в регистрите и ги изпращах с един таг LONG INT, а в SCADA, вече „разделях“ на битове, малко трик, надявам се да не ми идват на посещение. Между другото, не всички SCADA системи могат да се обръщат към отделни битове на дума, така че решението не е универсално.

На приемането на първия REAL type таг след инсталирането на OPC ми отне около минута, затова не търсих повече, простотата ми хареса. Обаче е справедливо да се отбележи, че този софтуер дори предвижда изпълнение на потребителски скриптове за приемане на данни, което може съществено да разшири функционалността в умелите ръце.

SCADA система

Под този въпрос аз имам предвид не само създаването на красива и функционална среда за потребителя, но и удобството за разработчика, тъй като програмистът, който ще преглежда документацията поне 15 минути на час, за да търси нужната информация, губи на ден (чисто аритметично) до 2 часа, което представлява 25% от работния ден. Искам да отбележа, че не считам избора си абсолютно обективен, на вкус и цвет, както се казва...

Вътрешният пазар на SCADA системи ни предлага:

• Simple SCADA
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ
• КАСКАД

Признавам, че не търсех повече, може да има и нещо друго. Като вземем предвид, че направих избора си, значи операцията премина успешно. Нека разгледаме тези системи, припомняйки критериите, описани по-горе:

1. КАСКАД — веднага получи най-ниска оценка за визуализация, дори не сваляне дистрибутив. Излезлите от Win95 елементи на управление поставиха за мен дебела точка на този софтуер.
   Без оценка
2. ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ — също не свалих, но причините не са само в интерфейса, макар и той, ми се струва, да оставя желаещо. Първо, продуктите на ОВЕН след полумесец тестиране и отстраняване на неизправности в PLC с модулите будят у мен справедливи опасения относно надеждността и гъвкавостта. А на второ място, тази SCADA е позиционирана като система за мониторинг и управление в енергийни разпределителни мрежи, на първо място. За моите нужди в хранителната промишленост не е съвсем подходяща (дори ако тя може всичко, маркетолозите все пак сами стесниха целевата аудитория). Затова минавам.
   Без оценка
3. MasterSCADA 4D — на пръв поглед, това е най-очевидният и прост вариант. Обяснявам:
   • Не изисква отделна инсталация на OPC сървър при работа с PLC ОВЕН, драйверите са вече вътре.
   • Като цяло, интерфейсът е доста приятен и красив, а елементите на контролите също получават оценка 4/5.
   • Удобна среда за проектиране

   Всичко изглежда отлично и добре, разглеждах тази система без алтернатива, когато взех контролера в ръцете си. НО:

   В един прекрасен ден отворих проекта в режим RunTime (симулация на работа), а имам 4 празни прозореца, търкам очи, затварям, проверявам проектния мениджър, рестартирам — същото. След това ред стандартни манипулации като анализиране на изпълнените промени, рестартиране на компютъра и т.н., които не водят до резултат. Резултатът: премахвам инсталацията до по-добри дни, нямам желание да се занимавам, ненадеждно.

   Оценка: 3.5/5 Добра опаковка, но съдържанието не е на ниво.

4. Simplight — признавам, очарован съм от съотношението функционалност/цена в техническия бюлетин на сайта на производителя. Там е и Уеб сървър и SMS, E-mail и много клиенти, много свързани OPC, всичко това струва около 5000лв към момента на писането на статията — нищо. А ако сте разработчик и направите отделно запитване в онлайн анкетата на сайта, ще ви изпратят версия на инсталацията на 200 тагове без каквито и да било ограничения, което според мен е наистина страхотно. Това, без съмнение, е плюс.

   А сега минусите:

   Основният: IDE е набор от автономни утилити, които имат ограничена функционалност, поради което при работа по един проект, ще трябва да държите отворени 3-4 прозореца + помощ + документация, което не е удобно дори на система с множество монитори.

   • Външният вид е под средното ниво, като че ли е рисуван в Paint.
   • Помощта е много оскъдна.
   • Функционалността е значително компресирана, което личи при настройката на трендове и графики.
   • Редакторът на скриптове изглежда пикселизиран, което дразни очите.
   • Настройването на софтуерните тагове е истинско удоволствие.
   • Ако искате просто да пренесете проекта на флашка за редактиране на друг компютър, това е доста сложно. Непонятна файловата структура на проектите.
   • Търговците настойчиво нахлуват в живота ви, което става досадно.

   На изображението: редакторът на скриптове Simplight.

   
   
   Оценка: 3.0/5 Съдържанието е добро, но опаковката е напълно отсъстваща.

5. Simple SCADA — това е моят избор, тук вероятно ще бъда пристрастен, но все пак. Производителят предлага на избор 2 типа DEMO: С ограничение от 64 външни тагове и незначително намален функционал или пълнофункционална с ограничение Runtime от 1 час (след което сървърът SCADA трябва да бъде рестартиран). Цената на дистрибутива в най-простата версия започва от 6900 рубли към момента на написване на статията.

   
   
   Плюсове:

   • Много красив както IDE, така и контролните елементи.
   • Богата документация, всичко е описано от и до.
   • Лесна интеграция на данни от OPC сървър.
   • Най-прост интерфейс, дори интуитивно понятен.
   • Лесна интеграция на СУБД.
   • За стартиране на отдалечен клиент. не се изисква. наличие на проект.
   • Отличен генератор на отчети.
   • За всички обекти съществуват събития от типа OnClick, OnMouseEnter и т.н. В общи линии IDE наподобява опростен редактор Delphi Embarcadero, а редакторът на скриптове има подказчик.

   Недостатъци:

   • Не толкова много контролни елементи, които могат да се използват (има възможност за създаване на потребителски).
   • Тъй като SCADA е практически Plug and Play, мисля, че съществуват ограничения на функционалността, но не съм се сблъсквал с тях.
   • Тенденциите с пълна конзола за управление (мащабиране, пауза, превъртане) се показват само в отделен прозорец.
   • За. пълнофункционална. лицензията ще струва добре (от 38000 рубли и нагоре).

   Оценка: 4.5/5. Съдържанието е добро, опаковката е добра.

База данни.

Тук изборът беше много по-лесен, Simple SCADA предлага за използване два продукта MS SQL Server и MySQL. Втората за мен се оказа по-близка, тъй като преди съм работил с нея, на това се спрях.

Мога да отбележа, че цялата настройка на архивирането се свежда до инсталиране на пакета от Oracle и неговата лесна настройка, а след това свързването с едно кликване в SCADA.

Следва да изберем в мениджъра на тагове какво да архивираме и какво не и да се наслаждаваме.

Благодаря на всички за вниманието.

Следва цикъл от статии с последователно описание на решенията на проблемите, с които се наложи да се сблъскам и, в крайна сметка, създаването на системата Стъпка по стъпка.

Източник: habr.com