Έχοντας αρκετά μεγάλη εμπειρία στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού, βρισκόμαστε πάντα σε αναζήτηση των καλύτερων επιλογών για να λύσουμε τα προβλήματά μας. Ανάλογα με τις τεχνικές προδιαγραφές του πελάτη, έπρεπε να επιλέξουμε τη μία ή την άλλη βάση υλικού και λογισμικού. Και αν δεν υπήρχαν αυστηρές απαιτήσεις για την εγκατάσταση εξοπλισμού Siemens σε συνδυασμό με την πύλη TIA, τότε, κατά κανόνα, η επιλογή έπεσε στο MasterSCADA 3.XX. Ωστόσο, τίποτα δεν κρατάει για πάντα κάτω από τον ήλιο...
Σχετικά με την εμπειρία μου από τη μετάβαση στο MasterSCADA 4D, προϋποθέσεις, χαρακτηριστικά της δουλειάς του σε ενσωματωμένους υπολογιστές αρχιτεκτονικής ARM κάτω από την ενότητα αυτού του άρθρου.
Ιστορικό
Ξεκινήσαμε να δοκιμάζουμε μια σχετικά νέα εξέλιξη από την Insat - MasterSCADA 4D - όχι πολύ καιρό πριν. Υπήρχαν αρκετές προϋποθέσεις για αυτό. Πρώτον, πραγματοποιήσαμε αρκετές ανεξάρτητες έρευνες μεταξύ ειδικών στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού για να μάθουμε ποια συστήματα SCADA είναι τα πιο δημοφιλή (Εικόνα 1). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, το σύστημα MasterSCADA κατέχει την πρώτη θέση μεταξύ των εγχώριων συστημάτων.
Εικόνα 1 — Αποτελέσματα έρευνας για τα πιο δημοφιλή συστήματα SCADA (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Το δεύτερο προαπαιτούμενο μπορεί να θεωρηθεί...
Τώρα ας περάσουμε απευθείας στο ίδιο το MasterSCADA 4D. Αποτελείται από δύο προϊόντα λογισμικού, συγκεκριμένα: ένα περιβάλλον ανάπτυξης και ένα περιβάλλον χρόνου εκτέλεσης. Θα μιλήσουμε για το πώς λειτουργεί καθένα από αυτά τα μέρη παρακάτω.
Αναπτυξιακό περιβάλλον
Το έργο συστήματος δημιουργείται στο περιβάλλον ανάπτυξης MasterSCADA 4D· για να γίνει αυτό, πρέπει να αποκτήσετε μια δωρεάν έκδοση στον ιστότοπο του Insat και να την εγκαταστήσετε ακολουθώντας τις προτροπές.
Εικόνα 2 — Διεπαφή περιβάλλοντος ανάπτυξης (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Το πρώτο πράγμα που τραβάει την προσοχή σας είναι η ευχάριστη διεπαφή του περιβάλλοντος ανάπτυξης και η βολική ιεραρχική δομή του έργου. Τώρα σε ένα έργο μπορείτε να δημιουργήσετε ένα πρόγραμμα όχι μόνο για έναν αυτοματοποιημένο χώρο εργασίας, αλλά και για ολόκληρη την εγκατάσταση, ξεκινώντας από τον ελεγκτή και τελειώνοντας με το σταθμό εργασίας του διακομιστή ή του χειριστή.
Το περιβάλλον ανάπτυξης εκτελείται μόνο σε λειτουργικό σύστημα Windows, το οποίο είναι σχετικά οικείο και ανεκτό, αλλά το περιβάλλον χρόνου εκτέλεσης (RunTime) μας εξέπληξε ευχάριστα με την ικανότητά του να ενσωματώνεται σε διάφορα λειτουργικά συστήματα και αρχιτεκτονικές επεξεργαστών, αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα.
Έμεινα επίσης ευχαριστημένος με τη μεγάλη βιβλιοθήκη στοιχείων οπτικοποίησης. Οι ειδικοί από διάφορους τομείς θα μπορούν να βρίσκουν στοιχεία οπτικοποίησης μόνοι τους χωρίς να καταφεύγουν σε σχέδιο ή να αναζητούν εικονίδια στο Διαδίκτυο.
Εικόνα 3 — Στοιχεία οπτικοποίησης (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Πρωτόκολλα επικοινωνίας
Το σύστημα υποστηρίζει διάφορα προγράμματα οδήγησης (πρωτόκολλα ανταλλαγής), τα οποία είναι ενσωματωμένα στο MasterSCADA 4D από προεπιλογή:
- Modbus TCP/RTU, RTU πάνω από TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (ξεχωριστή βιβλιοθήκη) κ.λπ.
Περιβάλλον χρόνου εκτέλεσης
Το περιβάλλον χρόνου εκτέλεσης μπορεί να εκκινηθεί σε διάφορα λειτουργικά συστήματα και αρχιτεκτονικές προσωπικών υπολογιστών, μπορείτε επίσης να εκτελέσετε το RunTime σε τοπικό μηχάνημα, εγκαθίσταται μαζί με το περιβάλλον ανάπτυξης και εκτελείται για μία ώρα (ή 32 ετικέτες) χωρίς περιορισμούς.
Συσκευή AntexGate
Το MasterSCADA Runtime είναι προεγκατεστημένο ως ξεχωριστή επιλογή στον ενσωματωμένο υπολογιστή AntexGate με αρχιτεκτονική επεξεργαστή ARM και στο λειτουργικό σύστημα Debian· θα πραγματοποιήσουμε δοκιμές σε αυτήν τη συσκευή.
Εικόνα 4 — Συσκευή AntexGate
Χαρακτηριστικά:
- CPU: 4-core x64 ARM v8 Cortex-A53
- RAM 1.2 Mhz: LPDDR2 1024 MB
- Μη πτητική μνήμη: 8/16/32 GB eMMC
Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για τη συσκευή .
Ας εκτελέσουμε το πρόγραμμα στην εκτελεστική συσκευή. Για παράδειγμα, δημιουργήσαμε ψηφοφορία και έλεγχο συσκευής χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο Modbus RTU· η διαδικασία ρύθμισης ψηφοφορίας είναι διαισθητική και κάπως παρόμοια με τη ρύθμιση ενός οικείου διακομιστή OPC. Είναι αλήθεια ότι τώρα το RunTime έχει ενσωματωμένα προγράμματα οδήγησης πρωτοκόλλου για ανταλλαγή δεδομένων.
Για παράδειγμα, ας δημιουργήσουμε ένα απλό έργο για τον έλεγχο τριών αντλιών και δύο βαλβίδων για μια αφηρημένη διαδικασία παραγωγής. Στο περιβάλλον ανάπτυξης μοιάζει με αυτό, όπως στο σχήμα 5.
Εικόνα 5 - Έργο στο περιβάλλον ανάπτυξης (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Ως αποτέλεσμα, έχουμε ένα απλό μνημονικό διάγραμμα (Εικόνα 6) που λειτουργεί σε οποιοδήποτε πρόγραμμα περιήγησης που υποστηρίζει HTML5.
Εικόνα 6 — Μνημονικό διάγραμμα (η κινούμενη εικόνα GIF μπορεί να κάνει κλικ)
Επιλογές εμφάνισης πληροφοριών HMI
Είναι δυνατή η σύνδεση στο περιβάλλον εκτέλεσης μέσω WEB· αυτή η επιλογή δεν μας περιορίζει στην επιλογή πελάτη για την προβολή δεδομένων στο μνημονικό διάγραμμα.
Στην περίπτωσή μας, η συσκευή παρέχει έξοδο πληροφοριών μέσω HDMI, Ethernet, 3G.
Κατά τη σύνδεση μέσω HDMI, έχουμε πρόσβαση στο LocalHost 127.0 0.1:8043 μέσω του ενσωματωμένου προγράμματος περιήγησης στο AntexGate ή συνδεόμαστε σε μια σταθερή διεύθυνση IP:8043 στο Διαδίκτυο ή στο τοπικό δίκτυο της επιχείρησης με άλλο "Thin Client".
Εικόνα 7 — Δομή παρακολούθησης WEB (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Ενδιαφέροντα νέα ήταν το πολυαναμενόμενο πρωτόκολλο MQTT, το οποίο συνήθως δεν ήταν αρκετό για την παρακολούθηση απομακρυσμένων αντικειμένων στα συστήματα SCADA.
Σήμερα, όλοι έχουν την ευκαιρία να αποκτήσουν έναν φθηνό διακομιστή VDS στο Διαδίκτυο με σταθερή διεύθυνση IP (για παράδειγμα, διακομιστή ιστότοπου εταιρείας) και να αναπτύξουν το MQTT Broker (για παράδειγμα, το Mosquito) σε αυτόν.
Έχοντας λάβει έναν διακομιστή με έναν μεσίτη MQTT, μπορούμε εύκολα να απαλλαγούμε από ακριβές υπηρεσίες χειριστή - σταθερή IP και να πληρώσουμε 900 ρούβλια ετησίως αντί για 4000 ρούβλια για επικοινωνίες 3G.
Εικόνα 8 — Δομή παρακολούθησης MQTT (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Μια τέτοια κατασκευή δικτύου όχι μόνο θα εξοικονομήσει κίνηση, αλλά θα εξασφαλίσει και δεδομένα, καθώς η μετάδοση δεδομένων μέσω του πρωτοκόλλου Modbus TCP στο Διαδίκτυο δεν εγγυάται την ασφάλεια και την ποιότητα της επικοινωνίας.
Έτσι, μπορείτε να πουλήσετε έργα με δυνατότητα αναπαραγωγής στα οποία ο πελάτης επιλέγει ο ίδιος τον πάροχο Διαδικτύου. Και κανείς δεν έχει πονοκέφαλο με τη ρύθμιση και την εκχώρηση διευθύνσεων IP: ο πελάτης εισάγει ο ίδιος οποιαδήποτε κάρτα SIM ή συνδέεται σε δρομολογητή με διακομιστή DHCP.
Εκτέλεση
Για το έργο, το κύριο πράγμα είναι η ταχύτητα, τα λεγόμενα "Tasks" θα μας βοηθήσουν σε αυτό. Από προεπιλογή, κάθε κόμβος έχει μόνο έναν κατά τη δημιουργία του - την κύρια εργασία. Ο προγραμματιστής του έργου μπορεί να δημιουργήσει όσα από αυτά είναι απαραίτητα για τη λειτουργία ενός συγκεκριμένου έργου. Τα χαρακτηριστικά του υπολογισμού, για παράδειγμα, ο κύκλος υπολογισμού, θα εξαρτηθούν από τις ρυθμίσεις μιας συγκεκριμένης εργασίας. Κάθε ένα από αυτά θα λειτουργεί ανεξάρτητα από τα άλλα στη συσκευή. Η δημιουργία πολλών εργασιών συνιστάται εάν είναι απαραίτητο να παρέχονται διαφορετικοί κύκλοι υπολογισμού για διαφορετικά προγράμματα έργου.
Αυτή η δυνατότητα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα για συσκευές που διαθέτουν επεξεργαστή με πολλούς πυρήνες. Κάθε «Εργασία» εκκινείται ως ξεχωριστή διαδικασία στο σύστημα και το φορτίο κατανέμεται ομοιόμορφα στον επεξεργαστή. Η συσκευή AntexGate διαθέτει επεξεργαστή ARM με 4 πυρήνες 1.2 GHz και 1 GB μνήμης RAM, που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε τουλάχιστον 4 μεγάλες εργασίες και να κατανείμετε το φορτίο στους πυρήνες. Σε σύγκριση με ένα PLC, το AntexGate μπορεί να παρέχει τουλάχιστον 4 φορές περισσότερη υπολογιστική ισχύ για την ίδια τιμή.
Εικόνα 9 — Φόρτωση υπολογιστικών δυνατοτήτων AntexGate σε λειτουργία χρόνου εκτέλεσης (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Όπως μπορούμε να δούμε από το Σχήμα 9, το φορτίο της CPU δεν υπερβαίνει το 2,5% και έχει εκχωρηθεί μόνο 61 MB μνήμης. Έτσι, ένα μικρό έργο χρόνου εκτέλεσης καταναλώνει πολύ λίγους ενσωματωμένους πόρους.
Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο ως ελεγκτής, αλλά και ως πλήρης διακομιστής με ψηφοφορία περισσότερων από 2000 σημείων I/O και δυνατότητα υποστήριξης περισσότερων από 100 WEB clients.
Για παράδειγμα, ας συνδέσουμε 9 πελάτες WEB στη συσκευή και ας δούμε την πρόοδο της κατανάλωσης πόρων (Εικόνα 10).
Εικόνα 10 — Φόρτωση των υπολογιστικών δυνατοτήτων του AntexGate κατά τη σύνδεση 9 πελατών WEB (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Όπως μπορείτε να δείτε από το παραπάνω σχήμα, η χρήση της CPU έχει αυξηθεί από 2,5% κατά μέσο όρο σε 6%, και έχει διατεθεί μόνο 3MB επιπλέον μνήμη.
Χάρη στη μεγάλη προσφορά υπολογιστικών πόρων της συσκευής, ο προγραμματιστής δεν χρειάζεται να τσιγκουνευτεί την ποιότητα του προγράμματος που δημιουργήθηκε στο MasterSCADA 4D.
Διαγώνια πλατφόρμα
Θα ήθελα επίσης να σημειώσω τη διαπλατφορμική φύση του υπό εξέταση συστήματος SCADA, η οποία δίνει στους ολοκληρωτές μια τεράστια επιλογή πλατφορμών για την υλοποίηση των έργων τους. Χάρη σε αυτή την προσέγγιση, η μετάβαση μεταξύ λειτουργικών συστημάτων ή αρχιτεκτονικών υπολογιστών είναι πολύ απλή.
Συμπέρασμα
Το MasterSCADA 4D είναι ένα σχετικά νέο προϊόν από την Insat. Σήμερα δεν υπάρχουν τόσες πληροφορίες για την εργασία με αυτό το προϊόν λογισμικού όσο θα θέλαμε. Ωστόσο, μπορείτε να κάνετε λήψη ενός δωρεάν περιβάλλοντος ανάπτυξης από τον επίσημο ιστότοπο της εταιρείας· έχει πολύ λεπτομερή βοήθεια σχετικά με την εργασία με το πρόγραμμα.
Εικόνα 11 — Παράθυρο βοήθειας (στην εικόνα με δυνατότητα κλικ)
Εν κατακλείδι, θα ήθελα να πω ότι αυτό το άρθρο περιέχει εισαγωγικά δεδομένα για το προϊόν λογισμικού MasterSCADA 4D και δεν λέει πολλά. Ωστόσο, με την υποστήριξή σας, θα δημοσιεύσουμε πιο λεπτομερή παραδείγματα και μαθήματα σχετικά με την εργασία με αυτό το προϊόν λογισμικού.
Θα ήθελα να δω στα σχόλια ποιες ερωτήσεις σας ενδιαφέρουν περισσότερο. Και αν είναι δυνατόν, θα μετατρέψουμε τις πιο συχνές ερωτήσεις σε ένα μάθημα για τη δημιουργία έργων στο MasterSCADA 4D.
Πηγή: www.habr.com