Med stor erfaring inden for industriel automation er vi altid på udkig efter de bedste muligheder for at løse vores problemer. Afhængigt af kundens tekniske krav måtte vi vælge den ene eller den anden software- eller hardwarebase. Og hvis der ikke var strenge krav til installation af Siemens-udstyr i forbindelse med TIA-portalen, faldt valget som regel på MasterSCADA 3.XX. Men intet varer evigt under månen...
Om min oplevelse med at skifte til MasterSCADA 4D, forudsætninger, funktioner i dens arbejde på indlejrede computere med ARM-arkitektur i henhold til denne artikel.
Предпосылки
Vi begyndte at teste en relativt ny udvikling fra Insat – MasterSCADA 4D – for ikke så længe siden. Der var flere forudsætninger for dette. Først gennemførte vi adskillige uafhængige undersøgelser blandt fagfolk inden for industriel automation for at finde ud af, hvilke SCADA-systemer der er de mest populære (figur 1). Ifølge undersøgelsens resultater rangerer MasterSCADA-systemet først blandt husholdningssystemer.
Figur 1 - Resultater af undersøgelsen af de mest populære SCADA-systemer (klikbart billede)
Den anden forudsætning kan betragtes som...
Lad os nu gå direkte videre til selve MasterSCADA 4D. Den består af to softwareprodukter, nemlig et udviklingsmiljø og et udførelsesmiljø. Vi vil diskutere arbejdet i hver af disse dele nedenfor.
Udviklingsmiljø
Systemprojektet oprettes i MasterSCADA 4D-udviklingsmiljøet. For at gøre dette skal du hente en gratis version fra Insat-webstedet og installere den ved at følge instruktionerne.
Figur 2 - Udviklingsmiljøgrænseflade (klikbart billede)
Det første, der fanger øjet, er den behagelige brugerflade i udviklingsmiljøet og den praktiske hierarkiske struktur i projektkonstruktionen. Nu kan du i ét projekt oprette et program ikke kun til den automatiserede arbejdsplads, men også til hele objektet, startende med controlleren og sluttende med serveren eller operatørens arbejdsstation.
Udviklingsmiljøet fungerer kun på operativsystemer Windows, dette er relativt velkendt og tåleligt, men runtime-miljøet (RunTime) overraskede positivt med sin evne til at integrere i forskellige operativsystemer og processorarkitekturer, men mere om det senere.
Jeg var også tilfreds med det store bibliotek af visualiseringselementer. Fagfolk fra forskellige områder vil kunne finde visualiseringselementer til sig selv uden at skulle tegne eller søge efter ikoner på internettet.
Figur 3 - Visualiseringselementer (billedet kan klikkes på)
Kommunikationsprotokoller
Systemet understøtter forskellige drivere (udvekslingsprotokoller), som som standard er integreret i MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU over TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (separat bibliotek) og andre.
Runtime-miljø
Runtime-miljøet kan startes på forskellige operativsystemer og pc-arkitekturer. Du kan også starte RunTime på en lokal maskine. Det installeres sammen med udviklingsmiljøet og fungerer i en time (eller 32 tags) uden begrænsninger.
AntexGate-enhed
MasterSCADA Runtime er forudinstalleret som en separat mulighed på den indlejrede AntexGate-pc med ARM-processorarkitektur og operativsystem. Debian, vil vi udføre tests på denne enhed.
Figur 4 — AntexGate-enhed
Features:
- CPU: 4-kernet x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 MHz RAM: LPDDR2 1024 MB
- Ikke-flygtig hukommelse: 8/16/32 GB eMMC
Du kan læse mere om enheden .
Lad os køre programmet i udførelsesenheden. For eksempel oprettede vi en poll og styring af enheden ved hjælp af Modbus RTU-protokollen; Processen med at opsætte afstemningen er intuitiv og minder noget om opsætningen af en velkendt OPC-server. Det er sandt, at RunTime nu har indbyggede protokoldrivere til dataudveksling.
Som eksempel vil vi oprette et simpelt projekt til at styre tre pumper og to ventiler, der kræves til en abstrakt fremstillingsproces. I udviklingsmiljøet ser det sådan ud, som i figur 5.
Figur 5 - Projekt i udviklingsmiljøet (billedet kan klikkes på)
Som et resultat fik vi et simpelt mnemonisk diagram (Figur 6), som fungerer i enhver browser med HTML5-understøttelse.
Figur 6 - Mnemonisk diagram (GIF-animationen kan klikkes)
HMI-informationsvisningsmuligheder
Det er muligt at oprette forbindelse til udførelsesmiljøet via WEB. Denne mulighed begrænser os ikke i valget af klient til visning af data på mnemonisk diagram.
I vores tilfælde sørger enheden for udsendelse af information via HDMI, Ethernet, 3G.
Når vi tilslutter via HDMI, tilgår vi LocalHost 127.0 0.1:8043 via den indbyggede browser i AntexGate, eller vi forbinder til en fast IP:8043-adresse på internettet eller virksomhedens lokale netværk ved hjælp af en anden "Thin Client".
Figur 7 — WEB-overvågningsstruktur (billedet kan klikkes på)
En interessant nyhed var den længe ventede MQTT-protokol, som normalt manglede til overvågning af fjerntliggende objekter i SCADA-systemer.
I dag har alle mulighed for at få en billig VDS-server på internettet med en fast IP-adresse (for eksempel en virksomheds hjemmesideserver) og installere en MQTT Broker på den (for eksempel Mosquito).
Efter at have modtaget én server hos en MQTT-mægler, kan vi nemt slippe af med dyre operatørtjenester - fast IP og betale 900 rubler om året i stedet for 4000 rubler for en 3G-forbindelse.
Figur 8 - MQTT-overvågningsstruktur (klikbart billede)
Denne type netværkskonstruktion vil ikke blot spare trafik, men også sikre dataene, da datatransmission via Modbus TCP-protokollen på internettet ikke garanterer kommunikationens sikkerhed og kvalitet.
På denne måde kan du sælge replikaprojekter, hvor klienten selv vælger internetudbyderen. Og ingen behøver at bekymre sig om opsætning og tildeling af IP-adresser: klienten indsætter et hvilket som helst SIM-kort eller opretter forbindelse til en router med en DHCP-server.
hastighed
Det vigtigste for projektet er hastighed, såkaldte "Opgaver" vil hjælpe os med dette. Som standard har hver node kun én opgave, når den oprettes - hovedopgaven. Projektudvikleren kan oprette så mange af dem, som det er nødvendigt for arbejdet i et specifikt projekt. Detaljerne i beregningen, såsom beregningscyklussen, vil afhænge af indstillingerne for en bestemt opgave. Hver af dem vil fungere uafhængigt af de andre i enheden. Det er tilrådeligt at oprette flere opgaver, hvis det er nødvendigt at angive forskellige beregningscyklusser for forskellige projektprogrammer.
Denne funktion er især interessant for enheder med en processor med flere kerner. Hver "opgave" startes som en separat proces i systemet, og belastningen fordeles jævnt på tværs af processoren. AntexGate-enheden har en ARM-processor med 4 1.2 GHz-kerner og 1 GB RAM, hvilket giver dig mulighed for at oprette mindst 4 store opgaver og fordele belastningen på tværs af kernerne. Sammenlignet med PLC kan AntexGate levere mindst 4 gange mere computerkraft til samme pris.
Figur 9 - Indlæsning af AntexGates computerfunktioner i runtime-tilstand (klikbart billede)
Som vi kan se i figur 9, er CPU-belastningen ikke mere end 2,5%, og der er kun allokeret 61 MB hukommelse. Således forbruger et lille projekt i runtime meget få indbyggede ressourcer.
Enheden kan ikke kun bruges som en controller, men også som en fuldgyldig server med polling af mere end 2000 input/output-punkter og muligheden for at understøtte mere end 100 WEB-klienter.
Lad os for eksempel forbinde 9 WEB-klienter til enheden og se status for ressourceforbruget (figur 10).
Figur 10 — Indlæsning af AntexGate-computerfunktioner ved tilslutning af 9 WEB-klienter (billedet kan klikkes på)
Som du kan se på figuren ovenfor, er CPU-forbruget steget fra 2,5 % til 6 % i gennemsnit, mens hukommelsesallokeringen kun er steget med 3 MB.
På grund af enhedens store reserve af computerressourcer behøver udvikleren ikke at spare på kvaliteten af det program, der er oprettet i MasterSCADA 4D.
Tværplatform
Jeg vil også gerne bemærke den platformsuafhængige karakter af det pågældende SCADA-system, hvilket giver integratorer et enormt udvalg af platforme til implementering af deres projekter. Denne tilgang gør det meget nemt at skifte mellem operativsystemer eller pc-arkitekturer.
Konklusion
MasterSCADA 4D er et relativt nyt produkt fra Insat. I dag er der ikke så meget information om at arbejde med dette softwareprodukt, som vi gerne ville. Du kan dog downloade et gratis udviklingsmiljø fra virksomhedens officielle hjemmeside; den har meget detaljeret hjælp til at arbejde med programmet.
Figur 11 - Hjælpevindue (billedet kan klikkes på)
Afslutningsvis vil jeg gerne sige, at denne artikel indeholder introducerende data om MasterSCADA 4D-softwareproduktet, og at en masse ting ikke er nævnt. Med din støtte vil vi dog udgive mere detaljerede eksempler og vejledninger til, hvordan man arbejder med dette softwareprodukt.
Jeg vil gerne se i kommentarerne, hvilke spørgsmål der interesserer jer mest. Og vi vil, hvis det er muligt, forvandle de oftest stillede spørgsmål til en lektion i at oprette projekter i MasterSCADA 4D.
Kilde: www.habr.com
