Omades üsna palju kogemusi tööstusautomaatika vallas, otsime alati parimaid võimalusi oma probleemide lahendamiseks. Sõltuvalt kliendi tehnilistest näitajatest pidime valima ühe või teise riist- ja tarkvarabaasi. Ja kui Siemensi seadmete paigaldamiseks koos TIA-portaaliga puudusid ranged nõuded, langes valik reeglina MasterSCADA 3.XX-le. Samas ei kesta miski igavesti päikese all...
Minu kogemusest MasterSCADA 4D-le üleminekul, selle töö eeltingimustest ja funktsioonidest ARM-arhitektuuri manustatud arvutites selle artikli lõikes.
Предпосылки
Alustasime Insati suhteliselt uue arenduse – MasterSCADA 4D – testimisega mitte nii kaua aega tagasi. Selleks oli mitmeid eeldusi. Esiteks viisime tööstusautomaatika valdkonna ekspertide seas läbi mitmeid sõltumatuid uuringuid, et selgitada välja, millised SCADA süsteemid on kõige populaarsemad (joonis 1). Uuringutulemuste kohaselt on MasterSCADA süsteem kodumaiste süsteemide seas esikohal.
Joonis 1. Kõige populaarsemate SCADA süsteemide uuringu tulemused (pilt klõpsatav)
Teiseks eelduseks võib pidada...
Liigume nüüd otse MasterSCADA 4D enda juurde. See koosneb kahest tarkvaratootest, nimelt arenduskeskkonnast ja käituskeskkonnast. Sellest, kuidas kõik need osad töötavad, räägime allpool.
Arenduskeskkond
Süsteemiprojekt luuakse MasterSCADA 4D arenduskeskkonnas, selleks tuleb hankida Insati kodulehelt tasuta versioon ja see juhiste järgi installida.
Joonis 2 – arenduskeskkonna liides (pildil klõpsatav)
Esimese asjana hakkab silma arenduskeskkonna meeldiv liides ja mugav projekti hierarhiline ülesehitus. Nüüd saate ühes projektis luua programmi mitte ainult automatiseeritud töökoha, vaid ka kogu objekti jaoks, alustades kontrollerist ja lõpetades serveri või operaatori tööjaamaga.
Arenduskeskkond töötab ainult Windows OS-il, mis on suhteliselt tuttav ja talutav, kuid käituskeskkond (RunTime) üllatas meid meeldivalt oma võimega integreeruda erinevatesse operatsioonisüsteemidesse ja protsessori arhitektuuridesse, aga sellest hiljem.
Samuti olin rahul suure visualiseerimiselementide raamatukoguga. Erinevate valdkondade spetsialistid suudavad leida enda jaoks visualiseerimiselemente ilma joonistamata või Internetist ikoone otsimata.
Joonis 3 – visualiseerimiselemendid (pilt klõpsatav)
Sideprotokollid
Süsteem toetab erinevaid draivereid (vahetusprotokolle), mis on vaikimisi MasterSCADA 4D-sse integreeritud:
- Modbus TCP/RTU, RTU üle TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (eraldi raamatukogu) jne.
Runtime keskkond
Runtime keskkonda saab käivitada erinevatel operatsioonisüsteemidel ja personaalarvutite arhitektuuridel, RunTime'i saab käivitada ka kohalikul masinal, see installitakse koos arenduskeskkonnaga ja töötab tund aega (ehk 32 silti) piiranguteta.
AntexGate seade
MasterSCADA Runtime on eraldi valikuna eelinstallitud ARM-protsessori arhitektuuriga AntexGate manustatud arvutisse ja Debiani operatsioonisüsteemi; viime läbi selle seadme testid.
Joonis 4 – AntexGate seade
Toote spetsifikatsioonid:
- Protsessor: 4-tuumaline x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 MHz RAM: LPDDR2 1024 MB
- Püsimälu: 8/16/32 GB eMMC
Täpsemalt saate seadme kohta lugeda .
Käivitame programmi täitevseadmes. Näiteks lõime pollimise ja seadme juhtimise Modbus RTU protokolli abil, pollimise seadistamise protsess on intuitiivne ja sarnaneb mõneti tuttava OPC-serveri seadistamisega. Tõsi, nüüd on RunTime’il andmevahetuseks sisseehitatud protokollidraiverid.
Näitena loome lihtsa projekti kolme pumba ja kahe ventiili juhtimiseks abstraktse tootmisprotsessi jaoks. Arenduskeskkonnas näeb see välja selline, nagu joonisel 5.
Joonis 5 – projekt arenduskeskkonnas (pilt klikitav)
Selle tulemusena saime lihtsa mnemoonilise diagrammi (joonis 6), mis töötab igas brauseris, mis toetab HTML5.
Joonis 6 – Mnemooniline diagramm (GIF-animatsioon on klõpsatav)
HMI teabe kuvamise valikud
Täitmiskeskkonnaga on võimalik ühenduda WEB-i kaudu, see valik ei piira meid mnemoonilisel diagrammil andmete vaatamiseks kliendi valimisel.
Meie puhul pakub seade teabeväljundit HDMI, Etherneti, 3G kaudu.
HDMI kaudu ühendades pääseme LocalHost 127.0 0.1:8043-le ligi AntexGate'i sisseehitatud brauseri kaudu või ühendume fikseeritud IP:8043 aadressiga Internetis või ettevõtte kohtvõrgus teise „õhukese kliendiga“.
Joonis 7 – veebiseire struktuur (pildil klõpsatav)
Huvitav uudis oli kauaoodatud MQTT protokoll, millest SCADA süsteemides kaugobjektide jälgimiseks tavaliselt ei piisanud.
Tänapäeval on kõigil võimalus hankida internetis odav fikseeritud IP-aadressiga VDS-server (näiteks ettevõtte kodulehe server) ja juurutada sellele MQTT Broker (näiteks Mosquito).
Olles saanud ühe serveri MQTT maakleriga, saame hõlpsalt lahti kallitest operaatoriteenustest - fikseeritud IP-st ja maksta 900G-side eest 4000 rubla asemel 3 rubla aastas.
Joonis 8 – MQTT seire struktuur (pildil klõpsatav)
Selline võrguehitus ei säästa mitte ainult liiklust, vaid tagab ka andmete turvalisuse, kuna Modbus TCP protokolli kaudu andmete edastamine Internetis ei taga side turvalisust ja kvaliteeti.
Seega saate müüa paljundatavaid projekte, mille puhul klient valib Interneti-pakkuja ise. Ja IP-aadresside seadistamise ja eraldamisega pole kellelgi peavalu: klient sisestab ise suvalise SIM-kaardi või loob ühenduse DHCP-serveriga ruuteriga.
Etendus
Projekti jaoks on peamine kiirus, selles aitavad meid nn “Tasks”. Vaikimisi on igal sõlmel loomisel ainult üks – põhiülesanne. Projekti arendaja saab neid luua nii palju, kui on konkreetse projekti toimimiseks vajalik. Arvutamise funktsioonid, näiteks arvutustsükkel, sõltuvad konkreetse ülesande sätetest. Igaüks neist töötab teistest seadmes olevatest seadmetest sõltumatult. Mitme ülesande koostamine on soovitav, kui erinevate projektiprogrammide jaoks on vaja ette näha erinevad arvutustsüklid.
See funktsioon on eriti huvitav seadmete puhul, millel on mitme tuumaga protsessor. Iga "Task" käivitatakse süsteemis eraldi protsessina ja koormus jaotatakse protsessoris ühtlaselt. AntexGate seadmel on ARM protsessor, millel on 4 tuuma 1.2 GHz ja 1 GB muutmälu, mis võimaldab luua vähemalt 4 suurt ülesannet ja jagada koormust tuumade vahel. Võrreldes PLC-ga suudab AntexGate sama hinna eest pakkuda vähemalt 4 korda rohkem arvutusvõimsust.
Joonis 9 – AntexGate'i arvutusvõimaluste laadimine käitusrežiimis (pilti saab klõpsata)
Nagu näeme jooniselt 9, ei ületa protsessori koormus 2,5% ja mälu on eraldatud ainult 61 MB. Seega kulutab väike käitusaegne projekt väga vähe sisseehitatud ressursse.
Seadet saab kasutada mitte ainult kontrollerina, vaid ka täisväärtusliku serverina, millel on rohkem kui 2000 I/O punkti ja mis on võimelised toetama üle 100 WEB-kliendi.
Näiteks ühendame seadmega 9 veebiklienti ja vaatame ressursitarbimise edenemist (joonis 10).
Joonis 10 – AntexGate'i arvutusvõimaluste laadimine 9 veebikliendi ühendamisel (pilti saab klõpsata)
Nagu ülalolevalt jooniselt näha, on protsessori kasutus tõusnud keskmiselt 2,5%-lt 6%-le ning mälu on eraldatud vaid 3MB rohkem.
Tänu seadme suurele arvutusressursside pakkumisele ei pea arendaja MasterSCADA 4D-s loodud programmi kvaliteediga koonerdama.
Platvormidevaheline
Samuti tahaksin märkida vaadeldava SCADA süsteemi platvormidevahelist olemust, mis annab integraatoritele oma projektide elluviimiseks tohutu platvormide valiku. Tänu sellele lähenemisele on üleminek operatsioonisüsteemide või arvutiarhitektuuride vahel väga lihtne.
Järeldus
MasterSCADA 4D on Insati suhteliselt uus toode. Tänapäeval pole selle tarkvaratootega töötamise kohta nii palju teavet, kui sooviksime. Ettevõtte ametlikult veebisaidilt saate aga alla laadida tasuta arenduskeskkonna, millel on programmiga töötamiseks väga üksikasjalik abi.
Joonis 11 – Abiaken (pilt klõpsatav)
Kokkuvõtteks tahaksin öelda, et see artikkel sisaldab sissejuhatavat teavet MasterSCADA 4D tarkvaratoote kohta ega ütle palju. Kuid teie toel avaldame selle tarkvaratootega töötamise kohta üksikasjalikumaid näiteid ja õppetunde.
Tahaksin kommentaarides näha, millised küsimused teid kõige rohkem huvitavad. Ja võimalusel muudame korduma kippuvad küsimused MasterSCADA 4D-s projektide loomise õppetunniks.
Allikas: www.habr.com