OVEN PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC a SCADA, nebo kolik je třeba Růžového čaje. Část 2

Dobrý den, přátelé. Druhá část přehledu se drží za první, a dnes píšu recenzi na nejvyšší úroveň uvedenou v titulku systému.

Do skupiny nejvyšších nástrojů patří veškerý softwarový a hardwarový software, který je umístěn nad PLC sítí (IDE pro PLC, HMI, nástroje pro frekvenční měniče, moduly atd. sem nezahrnujeme).

Strukturu systému z první části opět přiložím, abych usnadnil porozumění, o čem je řeč.

Takže nejvyšší úroveň zahrnuje:

• PC bránu, která směruje provoz mezi dvěma sítěmi (PLC síť a podniková LAN)
• OPC server — software, který shromažďuje data z Modbus TCP sítě a interpretuje je pro zpracování ve SCADA a databázi
• SCADA — komplexní software zahrnující server a klienty. Naše grafické rozhraní pro monitorování a řízení procesů
• DBMS — software, který nám umožňuje archivovat data přicházející do SCADA a dle potřeby je extrahovat pro prohlížení grafů, logů a tvorbu reportů

Podnikovou síť (KS) se dotýkat nebudu, protože spadá do kompetence našeho systémového administrátora, ale povím, jak jsem s ním komunikoval, jaké úkoly jsem stanovil, když budu popisovat implementaci systému, nikoli přehled.

Tak začněme

Nejprve fyzicky zrealizujeme hardware, který u nás bude fungovat. Hardwarově, pro fungování ve dvou odlišných sítích potřebuje počítač dva, vlastně, síťové adaptéry. Prvním byl na základní desce adaptér (pro práci v KS), a druhý (pro práci v Modbus-TCP) jsem vložil do slotu PCI-E a od něj vedl patch kabel k routeru (prostě abych nemusel tahat kabely od skříní s PLC po kanceláři. Na straně PLC rovněž instalujeme router.).

Fakticky je to dostatečné pro to, aby počítač fungoval v každé z těchto sítí, ale ve výchozím nastavení se sítě navzájem nevidí, bude třeba ještě stisknout pár tlačítek.

Důležité aspekty nastavení síťových připojení:

1. Připojení v KS nesmí probíhat získáním adresy od DHCP serveru, je nutné ručně zadat nastavení adaptéru (adresa nesmí spadat do rozsahu DHCP adres) s povinným uvedením síťové brány. Později je to velmi důležité při organizaci vzdáleného přístupu.
2. Nesnažte se vytvořit síťový most mezi adaptéry, veškerá směrování se provádí při aktivaci odpovídající služby Windows.
3. Pokud chcete mít přístup k síti PLC z jakéhokoli počítače KSC, je třeba směrování definovat pro hlavní bránu sítě.
4. Doporučuji používat nestandardní otevřené porty pro zajištění vzdáleného přístupu, abychom okamžitě odřízli případné hackery.
5. Není nutné instalovat žádný další software, vše se provádí pomocí standardních prostředků Windows.

Software

Chtěl jsem vybrat produkty, které by splňovaly určité kritéria:

• Domácí výrobce — i když dokážu získat anglicky hovořící technickou podporu všemi dostupnými kanály komunikace, ne všichni moji kolegové to mohou říct. Obsluha systému by měla být dostupná všem, abych nebyl rušen ze své dovolené.
  Také bych poznamenal, že cena domácího softwaru je bližší našim realitám a je přijatelná pro zákazníky.
• Relativně nový, ale přesto alespoň trochu prověřený, jen proto, že chci držet krok s dobou.
• Příjemné, estetické uživatelské rozhraní — tím se může pochlubit jen málokterá SCADA. Bohužel, design v automatizačních prostředcích se bude ještě dlouho vyvíjet, ale užitné vlastnosti konečného produktu bych rád viděl na vysoké úrovni.
• Snadná vzájemná integrace OPC, SCADA a DBMS (bez tančení s bubny, minimum stisknutí tlačítek), aby bylo možné poslat na Kamčatku (v přeneseném smyslu, máme tam závody zákazníků) obyčejného technika ACPU, a ne systémového architekta.

OPC server

Během seznámení s MasterSCADA 4D, zatímco jsem testoval PLC, jsem aktivně navštěvoval web výrobce a viděl, že nabízejí OPC servery napsané na míru téměř pro jakýkoli protokol pro přenos dat. Pro protokol Modbus mají zvláštní nabídku. Master OPC Universal Modbus Server, t.j. umí komunikovat pouze přes Modbus.

Níže je snímek rozhraní: poměrně strohé, podle mého názoru, nic navíc, ale možná zkušený uživatel by mohl postrádat nějaké funkce.

Omezení bezplatné verze — 32 tagů, ale vložil jsem boolean proměnné do registrů a posílal to jedním tagem LONG INT, a v SCADA už „rozebíral“ na bity, malý trik, doufám, že si pro mě nepřijdou. Mimochodem, ne všechny SCADA systémy umějí pracovat s jednotlivými bity slova, takže recept není univerzální.

Na přijetí prvního REAL type tagu po instalaci OPC mi to zabralo asi minutu, takže jsem dál nehledal, jednoduše řešení mi vyhovovalo. Nicméně je spravedlivé poznamenat, že tento software i předpokládá provádění uživatelských skriptů pro příjem dat, což může výrazně rozšířit funkčnost v šikovných rukou.

SCADA systém

V této otázce mám na mysli nejen vytváření krásného a funkčního prostředí pro uživatele, ale také pohodlí pro vývojáře, protože programátor, který bude listovat dokumentací alespoň 15 minut za hodinu při hledání potřebných informací, ztrácí za den (čistě aritmeticky) až 2 hodiny, což je 25 % pracovního dne. Prosím, vezměte na vědomí, že svůj výběr nepovažuji za zcela objektivní, každému podle jeho chuti…

Domácí trh SCADA systémů nám nabízí:

• Simple SCADA
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• OVEN Telematika LIGHT
• KASKAD

Dál jsem, přiznám se, nehledal, možná je ještě něco dalšího. Vzhledem k tomu, že jsem udělal svůj výběr, znamená to, že operace proběhla úspěšně. Pojďme se podívat na tyto systémy, vzpomínajíc na kritéria uvedená výše:

1. KASKAD — okamžitě dostal nejnižší hodnocení za vizualizaci, dokonce jsem si ani nestahoval distribuci. Prvky ovládání vytržené z Win95 mi daly silnou tečku na tomto softwaru.
   Bez hodnocení
2. OVEN Telematika LIGHT — také jsem nestahoval, ale důvody nejsou jen v rozhraní, i když to mi také přijde, že má daleko do dokonalosti. Za prvé, produkty OVEN po měsíčním testování a ladění PLC s moduly vyvolávají u mě oprávněné obavy ohledně spolehlivosti a flexibilnosti. A za druhé, tento SCADA systém je primárně zaměřen na monitoring a řízení v sítích energetického rozvodu. Pro mé úkoly v potravinářském průmyslu úplně nevyhovuje (i kdyby uměl všechno, marketingoví specialisté stejně zúžili cílovou skupinu). Takže to jde mimo mě.
   Bez hodnocení
3. MasterSCADA 4D — na první pohled, to je nejobvědnější a nejjednodušší varianta. Vysvětluji:
   • Nepotřebuje samostatnou instalaci OPC serveru při práci s PLC OVEN, ovladače jsou už uvnitř.
   • Celkově docela příjemné a hezké rozhraní, ovládací prvky také na silné 4/5
   • Pohodlné prostředí pro návrh

   Všechno vypadá skvěle, uvažoval jsem o tomto systému bez alternativ, když jsem vzal kontroler do ruky, ALE:

   Jednoho krásného dne jsem otevřel projekt v režimu RunTime (simulace práce), a měl jsem 4 prázdná okna, třu si oči, zavírám, kontroluji správce projektu, restartuji — to samé. Pak řada standardních manipulací jako analýza provedených změn, restart počítače atd., které nevedou k výsledku. Výsledek: odstraňuji distribuci na lepší časy, nemám chuť se s tím zabývat, je to n spolehlivé.

   Hodnocení: 3.5/5 Dobré balení, obsah nic moc

4. Simplight — přiznám se, že mě nadchlo poměr funkce/cena z technického bulletinu na webu výrobce. Tam je i Webový server a SMS, E-mail a mnoho klientů a mnoho připojitelných OPC, to vše stojí kolem 5000 Kč v době psaní článku — srandovní peníze. A pokud jste vývojář a uděláte samostatnou žádost v online dotazníku na webu, pak vám pošlou verzi distribuce na 200 tagů bez jakýchkoliv omezení, což mi přijde velmi skvělé. To je bezpochyby plus.

   A nyní minusy:

   Hlavní: IDE jsou několik samostatných utilit, které mají omezenou funkčnost, a proto při práci na jednom projektu budete muset mít otevřených 3-4 oken + nápovědu + dokumentaci, což není příliš pohodlné ani na multimonitorovém systému.

   • Vzhled podprůměrný, jako by to kreslili ve Photoshopu
   • Nápověda je velmi strohá
   • Funkčnost je silně omezena, což je dobře viditelné při nastavení trendů a grafů
   • Editor skriptů je viditelný po pixelech, což je velmi nepříjemné
   • Nastavení softwarových tagů je velká radost
   • Pokud se rozhodnete přenést projekt na flash disku pro úpravy na jiném PC, je to dost obtížné. Nejasná struktura souborů projektů.
   • Obchodní specialisté vám neustále vstupují do života, což je otravné

   Na obrázku: editor skriptů Simplight

   
   
   Hodnocení: 3.0/5 Výplň je dobrá, balení vůbec žádné

5. Simple SCADA — to je můj výběr, tady pravděpodobně nebudu objektivní, ale přesto. Výrobce nabízí na výběr 2 typy DEMO: S omezením na 64 externích tagů a mírně omezenou funkčností nebo plně funkční verzi s omezením Runtime na 1 hodinu (po které je nutné restartovat server SCADA). Cena distribuce v základním balíčku začíná od 6900 Kč v době psaní článku.

   
   
   Plusy:

   • Velmi krásné, jak IDE, tak prvky ovládání
   • Obsáhlá nápověda, vše je podrobně popsáno
   • Jednoduchá integrace s OPC serverem
   • Nejjednodušší rozhraní, dokonce intuitivní
   • Jednoduchá integrace databází
   • Pro spuštění vzdáleného klienta není potřeba přítomnost projektu
   • Skvělý generátor zpráv
   • Pro všechny objekty existují události jako OnClick, OnMouseEnter atd. Celkově IDE připomíná zjednodušený editor Delphi Embarcadero a editor skriptů má nápovědu

   Nevýhody:

   • Prvků ovládání, které lze použít, není mnoho (existuje možnost vytváření uživatelských)
   • Protože SCADA je prakticky Plug and Play, myslím, že existují omezení a funkčnosti, ale nesetkal jsem se s nimi
   • Trendy s plnou řídicí panele (škálování, pauza, posouvání) se zobrazují pouze v samostatném okně
   • Za plně funkční licenci bude třeba dobře zaplatit (od 38000 Kč a více)

   Hodnocení: 4.5/5 Obsah - dobrý, balení - dobré

Databáze

Zde byl výběr mnohem jednodušší, Simple SCADA nabízí k použití dva produkty MS SQL Server a MySQL. Druhý mi byl blíže, protože jsem s ním dříve pracoval, na tom jsem se zastavil.

Mohu poznamenat, že celé nastavení archivace se zjednodušuje na instalaci balíku od Oracle a jeho jednoduchém nastavení, a poté připojení jedním kliknutím do SCADA.

Dále vybíráme v manažeru tagů, co archivovat a co ne, a užíváme si to.

Děkuji všem za pozornost.

Dále následuje cyklus článků se sekvenčním popisem řešení problémů, se kterými jsme se setkali, a v konečném důsledku vytvořením systému Step-by-Step.

Zdroj: habr.com