Imajući dosta iskustva u oblasti industrijske automatizacije, uvijek smo u potrazi za najboljim opcijama za rješavanje naših problema. Ovisno o tehničkim specifikacijama kupca, morali smo odabrati jednu ili drugu hardversku i softversku bazu. A ako nije bilo strogih zahtjeva za instaliranje Siemens opreme u kombinaciji s TIA-portalom, onda je, po pravilu, izbor pao na MasterSCADA 3.XX. Međutim, ništa ne traje vječno pod suncem...
O mom iskustvu prelaska na MasterSCADA 4D, preduslovi, karakteristike njenog rada na embedded računarima ARM arhitekture u rubrici ovog članka.
Preduslovi
Ne tako davno smo počeli da testiramo relativno novi razvoj kompanije Insat - MasterSCADA 4D. Za to je postojalo nekoliko preduslova. Prvo smo sproveli nekoliko nezavisnih istraživanja među stručnjacima iz oblasti industrijske automatizacije kako bismo saznali koji su SCADA sistemi najpopularniji (slika 1). Prema rezultatima istraživanja, MasterSCADA sistem zauzima prvo mjesto među domaćim sistemima.
Slika 1 — Rezultati istraživanja najpopularnijih SCADA sistema (na sliku je moguće kliknuti)
Drugi preduslov se može smatrati...
Sada pređimo direktno na sam MasterSCADA 4D. Sastoji se od dva softverska proizvoda, a to su: razvojno okruženje i runtime okruženje. U nastavku ćemo govoriti o tome kako svaki od ovih dijelova funkcionira.
Razvojno okruženje
Projekt sistema je kreiran u razvojnom okruženju MasterSCADA 4D, da biste to učinili, morate nabaviti besplatnu verziju na Insat web stranici i instalirati je prateći upute.
Slika 2 — Interfejs razvojnog okruženja (na sliku je moguće kliknuti)
Prva stvar koja vam upada u oči je ugodan interfejs razvojnog okruženja i zgodna hijerarhijska struktura projekta. Sada u jednom projektu možete kreirati program ne samo za automatizirano radno mjesto, već i za cijeli objekat, počevši od kontrolera do servera ili radne stanice operatera.
Razvojno okruženje radi samo na Windows OS-u, koji je relativno poznat i podnošljiv, ali nas je runtime okruženje (RunTime) prijatno iznenadilo svojom sposobnošću integracije u različite operativne sisteme i procesorske arhitekture, ali o tome kasnije.
Također sam bio zadovoljan velikom bibliotekom elemenata vizualizacije. Stručnjaci iz različitih oblasti moći će sami pronaći elemente vizualizacije bez pribjegavanja crtanju ili traženju ikona na Internetu.
Slika 3 — Elementi vizualizacije (na sliku se može kliknuti)
Komunikacijski protokoli
Sistem podržava različite drajvere (protokole za razmjenu), koji su po defaultu integrirani u MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU preko TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- mssql
- MySQL
- Merkur (zasebna biblioteka) itd.
Runtime okruženje
Runtime okruženje se može pokrenuti na različitim operativnim sistemima i arhitekturama personalnih računara; takođe možete pokrenuti RunTime na lokalnom računaru; instalira se zajedno sa razvojnim okruženjem i radi sat vremena (ili 32 oznake) bez ograničenja.
AntexGate uređaj
MasterSCADA Runtime je unaprijed instaliran kao zasebna opcija na AntexGate embedded PC s ARM procesorskom arhitekturom i Debian operativnim sustavom; mi ćemo provesti testove na ovom uređaju.
Slika 4 — AntexGate uređaj
Specifikacije proizvoda:
- CPU: 4-jezgarni x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2MHz RAM: LPDDR2 1024MB
- Nehlapljiva memorija: 8/16/32GB eMMC
Možete pročitati više o uređaju .
Pokrenimo program u izvršnom uređaju. Na primjer, kreirali smo prozivanje i kontrolu uređaja koristeći Modbus RTU protokol; proces postavljanja prozivanja je intuitivan i donekle sličan postavljanju poznatog OPC servera. Istina, sada RunTime ima ugrađene drajvere protokola za razmjenu podataka.
Kao primjer, napravimo jednostavan projekt za kontrolu tri pumpe i dva ventila za apstraktni proizvodni proces. U razvojnom okruženju to izgleda ovako, kao na slici 5.
Slika 5 - Projekat u razvojnom okruženju (na sliku je moguće kliknuti)
Kao rezultat, dobili smo jednostavan mnemonički dijagram (slika 6) koji radi u bilo kojem pretraživaču koji podržava HTML5.
Slika 6 — Mnemonički dijagram (GIF animacija se može kliknuti)
Варианты отображения информации HMI
Moguće je povezivanje sa okruženjem za izvršavanje putem WEB-a, ova opcija nas ne ograničava u izboru klijenta za pregled podataka na mnemodijagramu.
U našem slučaju, uređaj omogućava izlaz informacija putem HDMI, Ethernet, 3G.
Kada se povezujemo preko HDMI-a, pristupamo LocalHost 127.0 0.1:8043 preko ugrađenog pretraživača u AntexGate-u, ili se povezujemo na fiksnu IP:8043 adresu na Internetu ili lokalnoj mreži preduzeća sa drugim „tankim klijentom“.
Slika 7 — Struktura WEB nadzora (na sliku je moguće kliknuti)
Zanimljiva vijest je bio dugo očekivani MQTT protokol, koji obično nije bio dovoljan za praćenje udaljenih objekata u SCADA sistemima.
Danas svi imaju priliku nabaviti jeftin VDS server na Internetu sa fiksnom IP adresom (na primjer, server web stranice kompanije) i na njemu postaviti MQTT Broker (na primjer, Mosquito).
Dobivši jedan server sa MQTT brokerom, lako se možemo riješiti skupih usluga operatera - fiksni IP i platiti 900 rubalja godišnje umjesto 4000 rubalja za 3G komunikaciju.
Slika 8 — MQTT struktura za praćenje (na sliku je moguće kliknuti)
Ovakva konstrukcija mreže neće samo uštedjeti na prometu, već će i osigurati podatke, jer prijenos podataka putem Modbus TCP protokola na Internetu ne garantuje sigurnost i kvalitetu komunikacije.
Na taj način možete prodati projekte koji se mogu replicirati u kojima klijent sam bira internet provajdera. I nikoga ne boli glava sa postavljanjem i dodjelom IP adresa: klijent sam ubacuje bilo koju SIM karticu ili se povezuje na ruter sa DHCP serverom.
Performanse
Za projekat je glavna stvar brzina, takozvani „Zadaci“ će nam pomoći u tome. Po defaultu, svaki čvor ima samo jedan kada je kreiran - glavni zadatak. Programer projekta može kreirati onoliko koliko je potrebno za rad određenog projekta. Karakteristike proračuna, na primjer, ciklus izračuna, ovisit će o postavkama određenog zadatka. Svaki od njih će raditi nezavisno od ostalih u uređaju. Kreiranje nekoliko zadataka je preporučljivo ako je potrebno obezbijediti različite cikluse proračuna za različite projektne programe.
Ova karakteristika je posebno interesantna za uređaje koji imaju procesor sa više jezgara. Svaki „Zadatak“ se pokreće kao poseban proces u sistemu i opterećenje se ravnomerno raspoređuje na procesor. AntexGate uređaj ima ARM procesor sa 4 jezgra od 1.2 GHz i 1 GB RAM-a, što vam omogućava da kreirate najmanje 4 velika zadatka i rasporedite opterećenje na jezgre. U poređenju sa PLC-om, AntexGate može pružiti najmanje 4 puta više računarske snage za istu cijenu.
Slika 9 — Učitavanje AntexGate računarskih mogućnosti u runtime modu (na sliku je moguće kliknuti)
Kao što možemo vidjeti na slici 9, opterećenje CPU-a nije više od 2,5%, a dodijeljeno je samo 61MB memorije. Dakle, mali runtime projekat troši vrlo malo ugrađenih resursa.
Uređaj se može koristiti ne samo kao kontroler, već i kao punopravni server sa prozivanjem više od 2000 I/O tačaka i mogućnošću podrške za više od 100 WEB klijenata.
Na primjer, povežimo 9 WEB klijenata na uređaj i vidimo napredak potrošnje resursa (slika 10).
Slika 10 — Učitavanje računarskih mogućnosti AntexGate-a prilikom povezivanja 9 WEB klijenata (na sliku je moguće kliknuti)
Kao što možete vidjeti iz gornje slike, iskorištenost CPU-a je porasla sa prosječnih 2,5% na 6%, a dodijeljeno je samo 3MB više memorije.
Zahvaljujući velikoj ponudi računarskih resursa uređaja, programer ne mora da štedi na kvaliteti programa kreiranog u MasterSCADA 4D.
Više platformi
Takođe bih želeo da primetim krosplatformsku prirodu SCADA sistema koji se razmatra, što integratorima daje ogroman izbor platformi za implementaciju njihovih projekata. Zahvaljujući ovom pristupu, prelaz između operativnih sistema ili PC arhitekture je vrlo jednostavan.
zaključak
MasterSCADA 4D je relativno nov proizvod kompanije Insat. Danas nema toliko informacija o radu sa ovim softverskim proizvodom koliko bismo željeli. Međutim, možete preuzeti besplatno razvojno okruženje sa službene web stranice kompanije; ima vrlo detaljnu pomoć u radu s programom.
Slika 11 — Prozor pomoći (na sliku se može kliknuti)
Kao zaključak, želio bih reći da ovaj članak sadrži uvodne podatke o softverskom proizvodu MasterSCADA 4D i ne govori mnogo. Međutim, uz vašu podršku, objavit ćemo detaljnije primjere i lekcije o radu s ovim softverskim proizvodom.
Voleo bih da vidim u komentarima koja pitanja vas najviše zanimaju. A ako je moguće, najčešća pitanja ćemo pretvoriti u lekciju o kreiranju projekata u MasterSCADA 4D.
izvor: www.habr.com