Con bastante experiencia en el campo de la automatización industrial, siempre estamos en búsqueda de las opciones óptimas para resolver nuestras tareas. Dependiendo de los requisitos técnicos del cliente, a veces hemos tenido que optar por diferentes bases de hardware y software. Y si no había requisitos estrictos para la instalación del equipo Siemens en conjunto con TIA-portal, generalmente se elegía MasterSCADA 3.XX. Sin embargo, nada es eterno bajo el sol...
Sobre mi experiencia al pasar a MasterSCADA 4D, las razones detrás del cambio y las características de su funcionamiento en ordenadores integrados de arquitectura ARM en el transcurso de este artículo.
Antecedentes
Comenzamos a probar el relativamente nuevo desarrollo de la empresa Insat, MasterSCADA 4D, hace poco tiempo. Hubo varias razones para esto. Primero, realizamos varias encuestas independientes entre especialistas en automatización industrial para determinar cuáles son los sistemas SCADA más populares (ver figura 1). Según los resultados de la encuesta, el primer lugar entre los sistemas nacionales lo ocupa el sistema MasterSCADA.
Figura 1 — Resultados de la encuesta sobre los sistemas SCADA más populares (la imagen es clicable)
La segunda razón se puede considerar...
Ahora pasemos directamente a MasterSCADA 4D. Consiste en dos productos de software, a saber: el entorno de desarrollo y el entorno de ejecución. Hablaremos sobre el funcionamiento de cada una de estas partes a continuación.
Entorno de desarrollo
El proyecto del sistema se crea en el entorno de desarrollo MasterSCADA 4D; para ello, es necesario obtener la versión gratuita en el sitio web de la empresa Insat e instalarla siguiendo las instrucciones.
Figura 2 — Interfaz del entorno de desarrollo (la imagen es clicable)
Lo primero que llama la atención es la agradable interfaz del entorno de desarrollo y la conveniente estructura jerárquica de construcción del proyecto. Ahora, en un solo proyecto, se puede crear un programa no solo para el ARM, sino también para todo el objeto, desde el controlador hasta el servidor o el puesto de trabajo del operador.
El entorno de desarrollo funciona solo en sistemas operativos Windows, lo cual es relativamente familiar y tolerable; sin embargo, el entorno de ejecución (RunTime) sorprendió gratamente por su capacidad de integrarse en diversos sistemas operativos y arquitecturas de procesadores, pero hablaremos de eso más adelante.
También me alegró la gran biblioteca de elementos de visualización. Especialistas de diversas áreas podrán encontrar elementos de visualización sin recurrir al dibujo o búsqueda de iconos en Internet.
Figura 3 — Elementos de visualización (la imagen es clickeable)
Protocolos de comunicación
El sistema soporta varios controladores (protocolos de intercambio), que están integrados por defecto en MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU sobre TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (biblioteca separada) y otros.
Entorno de ejecución
El entorno de ejecución puede ser iniciado en diferentes sistemas operativos y arquitecturas de computadoras personales, también puede ejecutar RunTime en la máquina local, se instala junto con el entorno de desarrollo y funciona durante una hora (o 32 etiquetas) sin restricciones.
Dispositivo AntexGate
MasterSCADA Runtime se preinstala como una opción separada en el PC integrado AntexGate con arquitectura de procesador ARM y sistema operativo Debian, realizaremos pruebas en este dispositivo.
Figura 4 — Dispositivo AntexGate
Características:
- CPU: ARM x64 de 4 núcleos v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz Memoria RAM: LPDDR2 1024MB
- Memoria no volátil: 8/16/32GB eMMC
Más detalles sobre el dispositivo se pueden leer .
Ejecutaremos el programa en el dispositivo de ejecución. Por ejemplo, creamos una encuesta y control del dispositivo a través del protocolo Modbus RTU, el proceso de configuración de la encuesta es intuitivo y algo similar a la configuración de un servidor OPC habitual. Sin embargo, en el RunTime ahora están integrados los controladores de protocolos para el intercambio de datos.
Como ejemplo, crearemos un proyecto simple para controlar tres bombas y dos válvulas, necesario para un proceso de fabricación abstracto. En el entorno de desarrollo se ve de la siguiente manera, como en la figura 5.
Figura 5 — Proyecto en el entorno de desarrollo (la imagen es clickeable)
Al final, tenemos un simple diagrama mimético (figura 6), que funciona en cualquier navegador que soporte HTML5.
Figura 6 — Diagrama mimético (GIF animación clickeable)
Opciones de visualización de información HMI
Hay posibilidad de conectarse al entorno de ejecución a través de WEB, esta opción no nos limita en la elección del cliente para visualizar datos en el diagrama mimético.
En nuestro caso, el dispositivo tiene salida de información a través de HDMI, Ethernet, 3G.
Al conectarse a través de HDMI, nos dirigimos a LocalHost 127.0 0.1:8043 a través del navegador integrado en AntexGate, o nos conectamos a una dirección IP fija:8043 en Internet o en la red local de la empresa utilizando otro "Cliente Delgado".
Figura 7 — Estructura de monitoreo WEB (imagen clickeable)
Una noticia interesante es el tan esperado protocolo MQTT, que a menudo faltaba para el monitoreo de objetos remotos en sistemas SCADA.
Hoy en día, cualquiera tiene la oportunidad de obtener un servidor VDS asequible en Internet con una dirección IP fija (por ejemplo, el servidor del sitio de la empresa) y desplegar en él un Broker MQTT (por ejemplo, Mosquito).
Al obtener un servidor con un broker MQTT, podemos desprendernos fácilmente de los costosos servicios del operador — IP fija y pagar anualmente 900 rublos en lugar de 4000 rublos por la conexión 3G.
Figura 8 — Estructura de monitoreo MQTT (imagen clickeable)
Tal construcción de red permitirá no solo ahorrar en tráfico, sino también proteger los datos, ya que la transmisión de datos a través del protocolo Modbus TCP en Internet no garantiza la seguridad y la calidad de la conexión.
Así, puedes vender proyectos replicables, en los que el cliente elige su propio proveedor de Internet. Y nadie tiene que preocuparse por la configuración y asignación de direcciones IP: el cliente simplemente inserta cualquier tarjeta SIM o se conecta a un enrutador con un servidor DHCP.
Rendimiento
Para el proyecto, la velocidad de respuesta es lo principal, y esto nos ayudará con las llamadas "Tareas". Por defecto, cada nodo al ser creado tiene solo una — Tarea Principal. El desarrollador del proyecto puede crear tantas como sea necesario para el funcionamiento del proyecto específico. Las características de cálculo, por ejemplo, el ciclo de cálculo, dependerán de la configuración de cada tarea. Cada una de ellas funcionará independientemente de las otras en el dispositivo. Crear múltiples tareas es útil si se necesitan diferentes ciclos de cálculo para diferentes programas del proyecto.
Esta función es especialmente interesante para los dispositivos que cuentan con un procesador de múltiples núcleos. Cada "Tarea" se inicia como un proceso separado en el sistema y la carga se distribuye de manera uniforme entre el trabajo del procesador. El dispositivo AntexGate está equipado con un procesador ARM de 4 núcleos a 1.2 GHz y 1 GB de RAM, lo que permite crear al menos 4 tareas grandes y distribuir la carga entre los núcleos. En comparación con los PLC, el dispositivo AntexGate puede ofrecer al menos 4 veces más capacidad de computación por el mismo precio.
Figura 9 — Carga de capacidades computacionales de AntexGate en modo de ejecución (la imagen es clickeable)
Como podemos ver en la figura 9, la carga de la CPU no supera el 2.5%, y solo se han asignado 61 MB de memoria. De este modo, un pequeño proyecto en modo de ejecución consume muy pocos recursos integrados.
El dispositivo puede usarse no solo como controlador, sino también como un servidor completo con la capacidad de encuestar más de 2000 puntos de entrada-salida y soportar más de 100 clientes web.
Por ejemplo, conectaremos 9 clientes web al dispositivo y observaremos el progreso en el consumo de recursos (figura 10).
Figura 10 — Carga de capacidades computacionales de AntexGate al conectar 9 clientes web (la imagen es clickeable)
Como se puede ver en la figura anterior, la carga de la CPU aumentó en promedio del 2.5% al 6%, y se han asignado solo 3 MB más de memoria.
Gracias a la gran reserva de recursos computacionales del dispositivo, el desarrollador no necesita escatimar en la calidad del programa creado en MasterSCADA 4D.
Compatibilidad multiplataforma
También es importante destacar la multiplataformidad del sistema SCADA en cuestión, lo que ofrece a los integradores una amplia elección de plataformas para realizar sus proyectos. Con este enfoque, la transición entre sistemas operativos o arquitecturas de PC es muy sencilla.
Conclusión
MasterSCADA 4D es un producto relativamente nuevo de la empresa Insat. Hasta la fecha, hay poca información sobre el funcionamiento de este producto, de lo que nos gustaría. Sin embargo, se puede descargar un entorno de desarrollo gratuito desde el sitio web oficial de la empresa, que cuenta con una guía bastante detallada sobre el uso del programa.
Figura 11 — Ventana de ayuda (la imagen es clickeable)
En conclusión, me gustaría mencionar que este artículo proporciona información introductoria sobre el producto de software MasterSCADA 4D y deja mucho sin decir. Sin embargo, con su apoyo, lanzaremos ejemplos y lecciones más detalladas sobre el uso de este producto de software.
Nos gustaría ver en los comentarios cuáles son las preguntas que más les interesan. Las más frecuentes, en la medida de lo posible, las transformaremos en una lección sobre la creación de proyectos en MasterSCADA 4D.
Fuente: habr.com
