OVEN PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC und SCADA oder wie viel Kamillentee eine Person benötigt. Teil 2

Guten Tag, Freunde. Der zweite Teil der Übersicht kommt nach dem ersten, und heute schreibe ich eine Übersicht über die obere Ebene des im Titel genannten Systems.

In die Gruppe von Oberflächentools gehört alle Software und Hardware, die über den PLC-Netzwerken steht (IDE für PLC, HMI, Werkzeuge für Frequenzumrichter, Module usw. sind hier nicht enthalten).

Die Struktur des Systems aus dem ersten Teil werde ich erneut anfügen, um es einfacher zu machen, zu verstehen, worum es geht.

Also, zur oberen Ebene gehört:

• PC-Gateway, das den Verkehr zwischen zwei Netzwerken (PLC-Netzwerk und das Unternehmens-LAN) weiterleitet.
• OPC-Server – Software, die Daten aus dem Modbus TCP-Netzwerk sammelt und diese zur Verarbeitung in SCADA und DB interpretiert.
• SCADA – Ein Softwarepaket, das einen Server und Clients umfasst. Unsere grafische Oberfläche zur Überwachung und Steuerung von Prozessen.
• DBMS – Software, die es uns ermöglicht, die Daten zu archivieren, die in die SCADA eingehen, und sie bei Bedarf zur Anzeige von Diagrammen, Protokollen oder zur Erstellung von Berichten abzurufen.

Das Unternehmensnetzwerk (KN) werde ich nicht ansprechen, da es in die Kompetenz unseres Systemadministrators fällt. Aber ich werde darüber berichten, wie ich mit ihm interagiert habe und welche Aufgaben ich ihm gestellt habe, wenn ich die Umsetzung des Systems beschreibe, nicht die Übersicht.

Also, fangen wir an.

Zunächst werden wir die Hardware physisch realisieren, die bei uns arbeiten wird. Hardwaremäßig benötigen wir für den Betrieb in zwei verschiedene Netzwerken zwei Netzwerkkarten. Die erste war ein on-board Adapter (für das Arbeiten im KN), die zweite (für das Arbeiten im Modbus-TCP) habe ich in den PCI-E-Port gesteckt und von dort aus ein Patchkabel zum Router gezogen (einfach um die Kabel nicht von den Schränken mit PLC bis zum PC über den Tisch zu verteilen. Natürlich setzen wir auch auf der Seite der PLC einen Router ein).

Tatsächlich reicht das aus, damit der Computer in jedem der Netzwerke funktioniert, aber standardmäßig werden sich die Netzwerke nicht gegenseitig sehen, man muss noch einige Knöpfe drücken.

Wichtige Aspekte der Netzwerkkonfiguration:

1. Die Verbindung im KN sollte nicht über den Erhalt einer Adresse vom DHCP-Server hergestellt werden; die Adaptereinstellungen müssen manuell eingegeben werden (die Adresse sollte nicht im Bereich der DHCP-Adressen liegen) mit der obligatorischen Angabe des Netzwerk-Gateways. Dies ist später sehr wichtig für die Organisation des Fernzugriffs.
2. Versuchen Sie nicht, zwischen den Adaptern eine Netzwerkbrücke zu schaffen, alle Routings werden durch die entsprechende Windows-Dienste aktiviert.
3. Wenn Sie von jedem KSC-Computer auf das PLC-Netzwerk zugreifen möchten, müssen Sie das Routing für das Hauptnetzwerkgateway einrichten.
4. Für den Aufbau eines Remote-Zugriffs empfehle ich die Verwendung von nicht standardmäßigen offenen Ports, um sofortige Hacker abzuwehren.
5. Es erfordert keine zusätzliche Softwareinstallation, alles erfolgt mit den Standardmitteln von Windows.

Software

Ich wollte Produkte auswählen, die bestimmten Kriterien entsprechen:

• Inländischer Hersteller – auch wenn ich den englischsprachigen technischen Support über alle verfügbaren Kommunikationskanäle erreichen kann, können sich nicht alle meine Kollegen damit rühmen. Der Service muss für alle zugänglich sein, damit ich, zumindest, nicht aus dem Urlaub gestört werde.
  Ich möchte auch anmerken, dass die Kosten für inländische Software näher an unseren Realitäten liegen und für Kunden akzeptabel sind.
• Relativ neu, aber dennoch ein wenig erprobt, einfach weil ich mit der Zeit mithalten möchte.
• Eine angenehme, ästhetische Benutzeroberfläche – etwas, mit dem nicht jede SCADA prahlen kann. Leider wird das Design in Automatisierungsmitteln noch lange dauern, und die Verbraucherqualität des Endprodukts möchte ich auf hohem Niveau sehen.
• Einfache gegenseitige Integration von OPC, SCADA und DBMS (ohne Mienen, minimaler Druck auf Tasten), damit man einen einfachen AIT-Techniker, aber keinen Systemarchitekten nach Kamtschatka schicken kann (im wahrsten Sinne des Wortes, dort haben wir Werke von Kunden).

OPC-Server

Während meiner Einführung in MasterSCADA 4D, während ich den PLC getestet habe, besuchte ich aktiv die Website des Herstellers und sah, dass sie ihre eigenen OPC-Server fast für jedes Datenübertragungsprotokoll anbieten. Für das Modbus-Protokoll haben sie einen separaten. Master OPC Universal Modbus Server, d.h. er kann nur mit Modbus kommunizieren.

Unten ist ein Screenshot der Benutzeroberfläche: ziemlich schlicht, meiner Meinung nach gibt es nichts Überflüssiges, aber vielleicht fehlt es dem versierten Benutzer an etwas.

Einschränkung der kostenlosen Version – 32 Tags, aber ich habe boolesche Variablen in Register gesteckt und das als einen LONG INT-Tag gesendet, während ich in der SCADA bereits auf Bits „aufgeschlüsselt“ habe, eine kleine Raffinesse, ich hoffe, es wird mir nicht nachgetragen. Übrigens können nicht alle SCADAs auf einzelne Bits eines Worts zugreifen, sodass das Rezept nicht universell ist.

Der Empfang des ersten REAL-Type-Tags nach der Installation von OPC hat etwa eine Minute gedauert, daher habe ich nicht weiter gesucht, die Einfachheit hat mir gefallen. Es sei jedoch gerecht, anzumerken, dass diese Software sogar die Ausführung von benutzerdefinierten Skripten für die Datenerfassung vorsieht, was die Funktionalität in geschickten Händen erheblich erweitern kann.

SCADA-System

In diesem Zusammenhang beziehe ich mich nicht nur auf die Schaffung einer schönen und funktionellen Umgebung für den Benutzer, sondern auch auf die Benutzerfreundlichkeit für die Entwickler, da ein Programmierer, der mindestens 15 Minuten pro Stunde in der Dokumentation nach den benötigten Informationen sucht, täglich (rein rechnerisch) bis zu 2 Stunden verliert, was 25 % seines Arbeitstags ausmacht. Ich möchte betonen, dass ich meine Wahl nicht als absolut objektiv betrachte; über Geschmack lässt sich, wie man sagt, nicht streiten...

Der heimische SCADA-Markt bietet uns:

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

Ich habe ehrlich gesagt nicht weiter gesucht, vielleicht gibt es noch etwas anderes. Angesichts meiner Entscheidung heißt das, dass die Operation erfolgreich war. Lassen Sie uns diese Systeme in Anbetracht der zuvor beschriebenen Kriterien näher betrachten:

1. KASKAD — erhielt sofort die niedrigste Bewertung für die Visualisierung, ich habe nicht einmal das Distributionspaket heruntergeladen. Die aus Win95 „ausgebrochenen“ Steuerelemente setzen für mich einen fetten Punkt auf dieser Software.
   Keine Bewertung
2. OVEN Telematik LIGHT — ebenfalls nicht heruntergeladen, aber die Gründe liegen hier nicht nur im Interface, auch wenn dieses meiner Meinung nach ebenfalls verbesserungsbedürftig ist. Erstens geben mir die Produkte von OVEN nach einem halben Monat des Testens und Debuggens von SPS mit Modulen berechtigte Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Flexibilität. Zweitens ist dieses SCADA-System in erster Linie als System zur Überwachung und Steuerung in Energiedistributionsnetzen positioniert. Es ist daher nicht ganz passend für meine Anforderungen in der Lebensmittelindustrie (selbst wenn es alles kann, haben die Marketers dennoch das Zielpublikum eingegrenzt). Daher also, nichts für mich.
   Keine Bewertung
3. MasterSCADA 4D — auf den ersten Blick scheint dies die offensichtlichste und einfachste Wahl zu sein. Lassen Sie mich erklären:
   • Es erfordert keinen separaten OPC-Server bei der Arbeit mit OVEN SPS, die Treiber sind bereits integriert.
   • Insgesamt ein recht angenehmes und ansprechendes Interface, die Bedienelemente sind ebenfalls stark, 4/5.
   • Benutzerfreundliche Entwicklungsumgebung

   Alles scheint ausgezeichnet und gut zu sein, ich habe dieses System ohne Alternativen in Betracht gezogen, als ich den Controller in die Hände nahm, ABER:

   Eines schönen Tages öffnete ich ein Projekt im RunTime-Modus (Simulation der Funktionsweise) und ich hatte 4 leere Fenster, ich reibe mir die Augen, schließe sie, überprüfe den Projektmanager, starte neu - dasselbe. Dann eine Reihe von Standardmanipulationen wie die Analyse abgeschlossener Änderungen, PC-Neustarts usw., die nicht zum Ergebnis führen. Fazit: Ich lege das Distribution bis zur besseren Zeit beiseite, es gibt keinen Wunsch, mich damit zu beschäftigen, es ist unzuverlässig.

   Bewertung: 3.5/5 Gute Verpackung, die Füllung ist nicht so gut.

4. Simplight — Ich gebe zu, ich war von dem Verhältnis Funktionalität/Kosten aus dem technischen Bulletin auf der Website des Herstellers begeistert. Dort sind auch Web-Server und SMS, E-Mail und viele Clients und viele anschließbare OPC, all dies kostet etwa 5000 Rubel zum Zeitpunkt des Schreibens — ein Schnäppchen. Und wenn Sie Entwickler sind und separate Anfragen über das Online-Formular auf der Website stellen, wird Ihnen eine Version des Distributionspakets mit 200 Tags ohne Einschränkungen zugesendet, was meiner Meinung nach sehr cool ist. Das ist zweifellos ein Plus.

   Und jetzt die Minuspunkte:

   Hauptpunkt: IDE — das sind mehrere autonome Programme, die eine eingeschränkte Funktionalität haben, weshalb Sie bei der Arbeit an einem Projekt gezwungen sind, 3-4 Fenster + Hilfe + Dokumentation offen zu halten, was auch bei einem Multi-Monitor-System nicht wirklich praktisch ist.

   • Das Aussehen ist unterdurchschnittlich, als ob es in Paint gezeichnet wurde.
   • Die Hilfe ist sehr mager.
   • Die Funktionalität ist stark eingeschränkt, besonders bei der Einstellung von Trends und Grafiken deutlich sichtbar.
   • Der Skripteditor sieht pixelig aus, was die Augen schmerzt.
   • Die Einstellung der Software-Tags — ein weiteres Vergnügen.
   • Wenn Sie Ihr Projekt einfach auf einem USB-Stick zur Bearbeitung auf einem anderen PC bringen möchten, ist das ziemlich schwierig. Unklare Dateistruktur der Projekte.
   • Vertriebsspezialisten dringen stark in Ihr Leben ein, was nervt.

   Auf dem Bild: Skripteditor von Simplight.

   
   
   Bewertung: 3.0/5 Die Füllung ist gut, aber die Verpackung überhaupt nicht.

5. Simple SCADA — das ist meine Wahl, hier werde ich wahrscheinlich unobjektiv sein, aber trotzdem. Der Hersteller bietet 2 Arten von DEMO zur Auswahl: Mit einer Begrenzung von 64 externen Tags und leicht eingeschränkter Funktionalität oder voll funktionsfähig mit einer Runtime-Beschränkung von 1 Stunde (nach der der SCADA-Server neu gestartet werden muss). Die Kosten für das einfachste Distributionspaket beginnen bei 6900 ₽ zum Zeitpunkt des Schreibens des Artikels.

   
   
   Vorteile:

   • Sehr schön, sowohl die IDE als auch die Steuerelemente
   • Umfassende Hilfe, alles ist von A bis Z erklärt
   • Einfache Integration des OPC-Servers
   • Sehr einfache Benutzeroberfläche, sogar intuitiv verständlich
   • Einfache Integration der DBMS
   • Für den Start des Remote-Clients nicht erforderlich Vorhandensein des Projekts
   • Ausgezeichneter Berichtsgenerator
   • Für alle Objekte gibt es Ereignisse vom Typ OnClick, OnMouseEnter usw. Insgesamt ähnelt die IDE einem vereinfachten Editor von Delphi Embarcadero, und der Skripteditor hat einen Vorschlaggeber.

   Nachteile:

   • Es gibt nicht allzu viele Steuerelemente, die verwendet werden können (es besteht die Möglichkeit, benutzerdefinierte zu erstellen)
   • Da SCADA praktisch Plug and Play ist, denke ich, gibt es Einschränkungen in der Funktionalität, aber ich hatte nicht das Vergnügen, sie zu treffen.
   • Die Trends mit der vollständigen Steuerleiste (Zoom, Pause, Scrollen) werden nur in einem separaten Fenster angezeigt.
   • Für eine voll funktionsfähige Lizenz muss gut bezahlt werden (ab 38000 ₽ und mehr)

   Bewertung: 4,5/5 Innere Werte gut, Verpackung gut

Datenbank

Hier war die Wahl viel einfacher, Simple SCADA bietet die Verwendung von zwei Produkten an: MS SQL Server und MySQL. Letzteres war mir näher, da ich zuvor damit gearbeitet habe, darum habe ich mich entschieden.

Ich kann feststellen, dass die gesamte Archivierungseinstellung auf der Installation eines Pakets von Oracle und dessen einfacher Konfiguration basiert und dann mit einem Klick in SCADA verbunden wird.

Dann wählen wir im Tag-Manager aus, was archiviert werden soll und was nicht, und genießen.

Ich danke Ihnen allen für Ihre Aufmerksamkeit.

Es folgt eine Artikelfolge mit einer schrittweisen Beschreibung der Probleme, mit denen ich konfrontiert war, und schließlich die Erstellung eines Systems Schritt für Schritt.

Quelle: habr.com