Tenint una gran experiència en el camp de l'automatització industrial, estem sempre a la recerca de les millors opcions per resoldre els nostres problemes. En funció de les especificacions tècniques del client, vam haver de triar una o altra base de maquinari i programari. I si no hi havia requisits estrictes per instal·lar equips Siemens juntament amb el portal TIA, per regla general, l'elecció recaia en MasterSCADA 3.XX. Tanmateix, res dura per sempre sota el sol...
Sobre la meva experiència de canviar a MasterSCADA 4D, requisits previs, característiques del seu treball en ordinadors incrustats d'arquitectura ARM sota el tall d'aquest article.
Предпосылки
Vam començar a provar un desenvolupament relativament nou d'Insat - MasterSCADA 4D - no fa gaire. Hi havia diversos requisits previs per a això. En primer lloc, vam realitzar diverses enquestes independents entre experts en el camp de l'automatització industrial per esbrinar quins sistemes SCADA són els més populars (Figura 1). Segons els resultats de l'enquesta, el sistema MasterSCADA ocupa el primer lloc entre els sistemes domèstics.
Figura 1: resultats d'una enquesta dels sistemes SCADA més populars (imatge en què es pot fer clic)
El segon requisit es pot considerar...
Ara passem directament al mateix MasterSCADA 4D. Consta de dos productes de programari, a saber: un entorn de desenvolupament i un entorn d'execució. A continuació parlarem de com funciona cadascuna d'aquestes parts.
Entorn de desenvolupament
El projecte del sistema es crea a l'entorn de desenvolupament MasterSCADA 4D; per fer-ho, cal obtenir una versió gratuïta al lloc web d'Insat i instal·lar-la seguint les indicacions.
Figura 2: interfície de l'entorn de desenvolupament (imatge en què es pot fer clic)
El primer que us crida l'atenció és la interfície agradable de l'entorn de desenvolupament i la còmoda estructura jeràrquica del projecte. Ara, en un projecte, podeu crear un programa no només per a un lloc de treball automatitzat, sinó també per a tota la instal·lació, començant pel controlador i acabant amb el servidor o l'estació de treball de l'operador.
L'entorn de desenvolupament només s'executa amb el sistema operatiu Windows, que és relativament familiar i tolerable, però l'entorn d'execució (RunTime) ens va sorprendre gratament amb la seva capacitat d'integrar-se en diversos sistemes operatius i arquitectures de processadors, però en parlarem més endavant.
També em va satisfer la gran biblioteca d'elements de visualització. Els especialistes de diversos àmbits podran trobar elements de visualització per ells mateixos sense recórrer a dibuixar o buscar icones a Internet.
Figura 3 — Elements de visualització (imatge en què es pot fer clic)
Protocols de comunicació
El sistema admet diversos controladors (protocols d'intercanvi), que estan integrats per defecte a MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU sobre TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercuri (biblioteca separada), etc.
Entorn d'execució
L'entorn d'execució es pot llançar en diversos sistemes operatius i arquitectures d'ordinadors personals; també podeu executar RunTime en una màquina local; s'instal·la juntament amb l'entorn de desenvolupament i s'executa durant una hora (o 32 etiquetes) sense restriccions.
Dispositiu AntexGate
El temps d'execució de MasterSCADA està preinstal·lat com a opció independent a l'ordinador incrustat AntexGate amb arquitectura de processador ARM i el sistema operatiu Debian; farem proves en aquest dispositiu.
Figura 4 — Dispositiu AntexGate
Especificacions del producte:
- CPU: 4-core x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 Mhz RAM: LPDDR2 1024 MB
- Memòria no volàtil: 8/16/32 GB eMMC
Podeu llegir més informació sobre el dispositiu .
Executem el programa al dispositiu executiu. Per exemple, hem creat sondeig i control de dispositius mitjançant el protocol Modbus RTU; el procés de configuració del sondeig és intuïtiu i una mica semblant a la configuració d'un servidor OPC familiar. És cert que ara RunTime té controladors de protocol integrats per a l'intercanvi de dades.
Com a exemple, creem un projecte senzill per controlar tres bombes i dues vàlvules per a un procés de fabricació abstracte. En l'entorn de desenvolupament es veu així, com a la figura 5.
Figura 5 - Projecte a l'entorn de desenvolupament (imatge en què es pot fer clic)
Com a resultat, vam obtenir un diagrama mnemotècnic senzill (figura 6) que funciona en qualsevol navegador que admeti HTML5.
Figura 6: diagrama mnemotècnic (es pot fer clic a l'animació GIF)
Opcions de visualització d'informació de l'HMI
És possible connectar-nos a l'entorn d'execució via WEB; aquesta opció no ens limita a triar un client per visualitzar les dades del diagrama mnemotècnic.
En el nostre cas, el dispositiu proporciona sortida d'informació mitjançant HDMI, Ethernet, 3G.
Quan ens connectem mitjançant HDMI, accedim a LocalHost 127.0 0.1:8043 mitjançant el navegador integrat a AntexGate, o ens connectem a una adreça IP fixa: 8043 a Internet o a la xarxa local de l'empresa amb un altre "client prim".
Figura 7 — Estructura de supervisió WEB (imatge en què es pot fer clic)
Una notícia interessant va ser l'esperat protocol MQTT, que normalment no era suficient per supervisar objectes remots en sistemes SCADA.
Avui dia, tothom té l'oportunitat d'aconseguir un servidor VDS econòmic a Internet amb una adreça IP fixa (per exemple, un servidor de llocs web de l'empresa) i desplegar-hi MQTT Broker (per exemple, Mosquito).
Després d'haver rebut un servidor amb un corredor MQTT, podem desfer-nos fàcilment dels costosos serveis de l'operador: IP fixa i pagar 900 rubles a l'any en lloc de 4000 rubles per a comunicacions 3G.
Figura 8 — Estructura de monitorització MQTT (imatge en què es pot fer clic)
Aquesta construcció de xarxa no només estalviarà trànsit, sinó que també protegirà les dades, ja que la transmissió de dades a través del protocol Modbus TCP a Internet no garanteix la seguretat i la qualitat de la comunicació.
Així, podeu vendre projectes replicables en què el client tria ell mateix el proveïdor d'Internet. I a ningú li fa mal de cap configurar i assignar adreces IP: el client introdueix ell mateix qualsevol targeta SIM o es connecta a un encaminador amb un servidor DHCP.
Velocitat
Per al projecte, el més important és la velocitat, les anomenades "Tasques" ens ajudaran amb això. Per defecte, cada node només en té un quan es crea: la tasca principal. El desenvolupador del projecte pot crear-ne tants com sigui necessari per al funcionament d'un projecte concret. Les característiques del càlcul, per exemple, el cicle de càlcul, dependran de la configuració d'una tasca concreta. Cadascun d'ells funcionarà independentment dels altres del dispositiu. La creació de diverses tasques és aconsellable si és necessari proporcionar diferents cicles de càlcul per a diferents programes de projecte.
Aquesta característica és especialment interessant per als dispositius que tenen un processador amb diversos nuclis. Cada "Tasca" s'inicia com un procés independent al sistema i la càrrega es distribueix uniformement pel processador. El dispositiu AntexGate té un processador ARM amb 4 nuclis d'1.2 GHz i 1 GB de RAM, que permet crear almenys 4 tasques grans i distribuir la càrrega entre els nuclis. En comparació amb un PLC, AntexGate pot proporcionar almenys 4 vegades més potència de càlcul pel mateix preu.
Figura 9 — Càrrega de les capacitats informàtiques d'AntexGate en mode d'execució (imatge en què es pot fer clic)
Com podem veure a la figura 9, la càrrega de la CPU no supera el 2,5% i només s'assignen 61 MB de memòria. Per tant, un petit projecte d'execució consumeix molt pocs recursos integrats.
El dispositiu es pot utilitzar no només com a controlador, sinó també com a servidor complet amb sondeig de més de 2000 punts d'E/S i la capacitat de suportar més de 100 clients WEB.
Per exemple, connectem 9 clients WEB al dispositiu i veiem el progrés del consum de recursos (figura 10).
Figura 10 — Càrrega de les capacitats informàtiques d'AntexGate quan es connecten 9 clients WEB (a la imatge es pot fer clic)
Com podeu veure a la figura anterior, la utilització de la CPU ha augmentat d'una mitjana del 2,5% al 6% i només s'han assignat 3 MB més de memòria.
Gràcies a la gran oferta de recursos informàtics del dispositiu, el desenvolupador no necessita escatimar la qualitat del programa creat a MasterSCADA 4D.
Multiplataforma
També m'agradaria destacar la naturalesa multiplataforma del sistema SCADA en consideració, que ofereix als integradors una gran varietat de plataformes per implementar els seus projectes. Gràcies a aquest enfocament, la transició entre sistemes operatius o arquitectures de PC és molt senzilla.
Conclusió
MasterSCADA 4D és un producte relativament nou d'Insat. Avui dia no hi ha tanta informació sobre com ens agradaria treballar amb aquest producte de programari. Tanmateix, podeu descarregar un entorn de desenvolupament gratuït des del lloc web oficial de l'empresa; té una ajuda molt detallada per treballar amb el programa.
Figura 11 — Finestra d'ajuda (a la imatge es pot fer clic)
En conclusió, m'agradaria dir que aquest article conté dades introductòries sobre el producte de programari MasterSCADA 4D i no diu gaire. Tanmateix, amb el vostre suport, publicarem exemples i lliçons més detallades sobre com treballar amb aquest producte de programari.
M'agradaria veure als comentaris quines preguntes t'interessen més. I si és possible, convertirem les preguntes més freqüents en una lliçó sobre la creació de projectes a MasterSCADA 4D.
Font: www.habr.com