Teniendo bastante experiencia en el campo de la automatización industrial, siempre estamos en busca de las mejores opciones para solucionar nuestros problemas. Dependiendo de las especificaciones técnicas del cliente debíamos elegir una u otra base de hardware y software. Y si no había requisitos estrictos para instalar equipos Siemens junto con el portal TIA, entonces, por regla general, la elección recayó en MasterSCADA 3.XX. Sin embargo, nada dura para siempre bajo el sol...
Sobre mi experiencia al cambiar a MasterSCADA 4D, requisitos previos, características de su funcionamiento en computadoras integradas con arquitectura ARM, se detalla en este artículo.
Prerrequisitos
Empezamos a probar un desarrollo relativamente nuevo de Insat, MasterSCADA 4D, no hace mucho. Para ello había varios requisitos previos. Primero, realizamos varias encuestas independientes entre expertos en el campo de la automatización industrial para descubrir qué sistemas SCADA son los más populares (Figura 1). Según los resultados de la encuesta, el sistema MasterSCADA ocupa el primer lugar entre los sistemas domésticos.
Figura 1: Resultados de una encuesta de los sistemas SCADA más populares (imagen en la que se puede hacer clic)
El segundo requisito previo se puede considerar...
Ahora pasemos directamente al propio MasterSCADA 4D. Consta de dos productos de software, a saber: un entorno de desarrollo y un entorno de ejecución. Hablaremos de cómo funciona 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 una versión gratuita en el sitio web de Insat e instalarla siguiendo las instrucciones.
Figura 2: Interfaz del entorno de desarrollo (imagen en la que se puede hacer clic)
Lo primero que llama la atención es la agradable interfaz del entorno de desarrollo y la conveniente estructura jerárquica del proyecto. Ahora, en un proyecto, puede crear un programa no solo para un lugar de trabajo automatizado, sino también para toda la instalación, desde el controlador hasta el servidor o la estación de trabajo del operador.
El entorno de desarrollo se ejecuta solo en el sistema operativo Windows, que es relativamente familiar y tolerable, pero el entorno de ejecución (RunTime) nos sorprendió gratamente con su capacidad de integrarse en varios sistemas operativos y arquitecturas de procesador, pero hablaremos de eso más adelante.
También quedé satisfecho con la gran biblioteca de elementos de visualización. Los especialistas de diversos campos podrán encontrar elementos de visualización por sí mismos sin necesidad de dibujar o buscar iconos en Internet.
Figura 3: Elementos de visualización (imagen en la que se puede hacer clic)
Protocolos de comunicación
El sistema soporta varios drivers (protocolos de intercambio), que están integrados en MasterSCADA 4D por defecto:
- Modbus TCP/RTU, RTU sobre TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercurio (biblioteca separada), etc.
Entorno de ejecución
El entorno de ejecución se puede iniciar en varios sistemas operativos y arquitecturas de computadoras personales; también puede ejecutar RunTime en una máquina local; se instala junto con el entorno de desarrollo y se ejecuta durante una hora (o 32 etiquetas) sin restricciones.
Dispositivo AntexGate
MasterSCADA Runtime está preinstalado como una opción separada en la PC integrada AntexGate con arquitectura de procesador ARM y el sistema operativo Debian; realizaremos pruebas en este dispositivo.
Figura 4: dispositivo AntexGate
características:
- CPU: 4 núcleos x64 ARM v8 Cortex-A53
- RAM de 1.2 Mhz: LPDDR2 1024 MB
- Memoria no volátil: eMMC de 8/16/32 GB
Puedes leer más sobre el dispositivo. .
Ejecutemos el programa en el dispositivo ejecutivo. Como ejemplo, creamos sondeo y control de dispositivos utilizando el protocolo Modbus RTU; el proceso de configuración del sondeo es intuitivo y algo similar a configurar un servidor OPC familiar. Es cierto que ahora RunTime tiene controladores de protocolo integrados para el intercambio de datos.
Como ejemplo, creemos un proyecto simple para controlar tres bombas y dos válvulas para un proceso de fabricación abstracto. En el entorno de desarrollo se ve así, como en la Figura 5.
Figura 5: Proyecto en el entorno de desarrollo (imagen en la que se puede hacer clic)
Como resultado, obtuvimos un diagrama mnemotécnico simple (Figura 6) que funciona en cualquier navegador que admita HTML5.
Figura 6: Diagrama mnemotécnico (se puede hacer clic en la animación GIF)
Opciones de visualización de información de HMI
Es posible conectarse al entorno de ejecución vía WEB, esta opción no nos limita en la elección de un cliente para visualizar datos en el diagrama mnemotécnico.
En nuestro caso, el dispositivo proporciona salida de información a través de HDMI, Ethernet, 3G.
Al conectarnos vía HDMI accedemos 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 a la red local de la empresa con otro “Thin Client”.
Figura 7: Estructura de monitoreo WEB (imagen en la que se puede hacer clic)
Una noticia interesante fue el tan esperado protocolo MQTT, que normalmente no era suficiente para monitorear objetos remotos en sistemas SCADA.
Hoy en día, todos tienen la oportunidad de obtener un servidor VDS económico en Internet con una dirección IP fija (por ejemplo, el servidor del sitio web de una empresa) e implementar MQTT Broker (por ejemplo, Mosquito) en él.
Habiendo recibido un servidor con un corredor MQTT, podemos deshacernos fácilmente de los costosos servicios del operador: IP fija y pagar 900 rublos por año en lugar de 4000 rublos por comunicaciones 3G.
Figura 8: estructura de monitoreo MQTT (imagen en la que se puede hacer clic)
Una construcción de red de este tipo no sólo ahorrará tráfico, sino que también protegerá 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 comunicación.
Así, se pueden vender proyectos replicables en los que el propio cliente elige el proveedor de Internet. Y nadie tiene dolores de cabeza al configurar y asignar direcciones IP: el cliente inserta él mismo cualquier tarjeta SIM o se conecta a un enrutador con un servidor DHCP.
Rendimiento de velocidad
Para el proyecto lo principal es la velocidad, en esto nos ayudarán las llamadas “Tareas”. De forma predeterminada, cada nodo tiene solo uno cuando se crea: la tarea principal. El desarrollador del proyecto puede crear tantos como sea necesario para el funcionamiento de un proyecto en particular. Las características del cálculo, por ejemplo, el ciclo de cálculo, dependerán de la configuración de una tarea particular. Cada uno de ellos funcionará independientemente de los demás en el dispositivo. Es aconsejable crear varias tareas si es necesario proporcionar diferentes ciclos de cálculo para diferentes programas de proyecto.
Esta característica es especialmente interesante para dispositivos que cuentan con un procesador con múltiples núcleos. Cada "Tarea" se inicia como un proceso separado en el sistema y la carga se distribuye uniformemente entre el procesador. El dispositivo AntexGate tiene un procesador ARM con 4 núcleos de 1.2 GHz y 1 GB de RAM, lo que le permite crear al menos 4 tareas grandes y distribuir la carga entre los núcleos. En comparación con un PLC, AntexGate puede proporcionar al menos 4 veces más potencia informática por el mismo precio.
Figura 9: Carga de las capacidades informáticas de AntexGate en modo de ejecución (imagen en la que se puede hacer clic)
Como podemos ver en la Figura 9, la carga de la CPU no supera el 2,5% y solo se asignan 61 MB de memoria. Por lo tanto, un proyecto pequeño en tiempo de ejecución consume muy pocos recursos integrados.
El dispositivo se puede utilizar no sólo como controlador, sino también como un servidor completo con sondeo de más de 2000 puntos de E/S y capacidad para soportar más de 100 clientes WEB.
Por ejemplo, conectemos 9 clientes WEB al dispositivo y veamos el progreso del consumo de recursos (Figura 10).
Figura 10: Carga de las capacidades informáticas de AntexGate al conectar 9 clientes WEB (imagen en la que se puede hacer clic)
Como puede ver en la figura anterior, la utilización de la CPU ha aumentado de un promedio del 2,5% al 6% y solo se han asignado 3 MB más de memoria.
Gracias a la gran oferta de recursos informáticos del dispositivo, el desarrollador no necesita escatimar en la calidad del programa creado en MasterSCADA 4D.
Multiplataforma
También me gustaría señalar el carácter multiplataforma del sistema SCADA que estamos considerando, que ofrece a los integradores una gran variedad de plataformas para implementar sus proyectos. Gracias a este enfoque, la transición entre sistemas operativos o arquitecturas de PC es muy sencilla.
Conclusión
MasterSCADA 4D es un producto relativamente nuevo de Insat. Hoy en día no hay tanta información sobre cómo trabajar con este producto de software como nos gustaría. Sin embargo, puedes descargar un entorno de desarrollo gratuito desde el sitio web oficial de la empresa; tiene ayuda muy detallada sobre cómo trabajar con el programa.
Figura 11: Ventana de ayuda (imagen en la que se puede hacer clic)
En conclusión, me gustaría decir que este artículo contiene datos introductorios sobre el producto de software MasterSCADA 4D y no dice mucho. Sin embargo, con su apoyo, publicaremos ejemplos y lecciones más detallados sobre cómo trabajar con este producto de software.
Me gustaría ver en los comentarios qué preguntas te interesan más. Y si es posible, convertiremos las preguntas más frecuentes en una lección sobre cómo crear proyectos en MasterSCADA 4D.
Fuente: habr.com