Omades tööstusautomaatika valdkonnas üsna suurt kogemust, otsime alati parimaid lahendusi oma probleemidele. Sõltuvalt kliendi tehnilisest ülesandest pidime valima ühe või teise tarkvara- ja riistvarabaasi. Ja kui Siemensi seadmete paigaldamiseks koos TIA-portaaliga polnud rangeid nõudeid, siis langes valik reeglina MasterSCADA 3.XX-ile. Kuid miski ei kesta kuu all igavesti...
Minu kogemusest MasterSCADA 4D-le üleminekul, selle eeltingimustest ja omadustest ARM-arhitektuuriga manusarvutites selles artiklis.
Предпосылки
Hakkasime hiljuti testima Insati suhteliselt uut arendust – MasterSCADA 4D. Selleks oli mitu eeltingimust. Esiteks viisime läbi mitu sõltumatut küsitlust tööstusautomaatika valdkonna spetsialistide seas, et selgitada välja, millised SCADA-süsteemid on kõige populaarsemad (joonis 1). Küsitluse tulemuste kohaselt on MasterSCADA-süsteem kodumaiste süsteemide seas esikohal.
Joonis 1 - Kõige populaarsemate SCADA-süsteemide uuringu tulemused (klõpsatav pilt)
Teist eeldust võib pidada...
Nüüd liigume otse MasterSCADA 4D enda juurde. See koosneb kahest tarkvaratootest, nimelt arenduskeskkonnast ja teostuskeskkonnast. Allpool räägime iga osa toimimisest.
Arenduskeskkond
Süsteemiprojekt luuakse MasterSCADA 4D arenduskeskkonnas; selleks peate Insat ettevõtte veebisaidilt hankima tasuta versiooni ja installima selle juhiseid järgides.
Joonis 2 - Arenduskeskkonna liides (klõpsatav pilt)
Esimene asi, mis silma hakkab, on meeldiv arenduskeskkonna liides ja projekti ülesehituse mugav hierarhiline struktuur. Nüüd saate ühes projektis luua programmi mitte ainult automatiseeritud töökoha, vaid ka kogu objekti jaoks, alustades kontrollerist - lõpetades serveri või operaatori tööjaamaga.
Arenduskeskkond töötab ainult operatsioonisüsteemis Windows, see on suhteliselt tuttav ja talutav, kuid käituskeskkond (RunTime) üllatas meeldivalt oma võimega integreeruda erinevatesse operatsioonisüsteemidesse ja protsessori arhitektuuridesse, aga sellest lähemalt hiljem.
Samuti olin rahul suure visualiseerimiselementide koguga. Erinevate valdkondade spetsialistid leiavad endale ise visualiseerimiselemente ilma joonistamise või internetist ikoonide otsimiseta.
Joonis 3 - Visualiseerimiselemendid (pilt on klõpsatav)
Sideprotokollid
Süsteem toetab mitmesuguseid draivereid (vahetusprotokolle), mis on MasterSCADA 4D-sse vaikimisi integreeritud:
- Modbus TCP/RTU, RTU üle TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Merkuur (eraldi raamatukogu) ja teised.
Käituskeskkond
Käituskeskkonda saab käivitada erinevates operatsioonisüsteemides ja personaalarvutite arhitektuurides, RunTime'i saab käivitada ka kohalikus masinas, see installitakse koos arenduskeskkonnaga ja toimib piiranguteta tund aega (või 32 silti).
AntexGate'i seade
MasterSCADA Runtime on eelinstallitud eraldi lisavarustusena AntexGate'i sisseehitatud arvutisse ARM-protsessori arhitektuuri ja operatsioonisüsteemiga. Debian, viime selle seadmega läbi katsetused.
Joonis 4 – AntexGate seade
Toote spetsifikatsioonid:
- Protsessor: 4-tuumaline x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 MHz muutmälu: LPDDR2 1024 MB
- Püsiv mälu: 8/16/32 GB eMMC
Seadme kohta saate lähemalt lugeda .
Käivitame programmi juhtseadmes. Näiteks lõime seadme küsitluse ja juhtimise Modbus RTU protokolli abil. Küsitluse seadistamise protsess on intuitiivne ja sarnaneb mõnevõrra tuttava OPC-serveri seadistamisega. RunTime'il on nüüd aga sisseehitatud protokollidraiverid andmevahetuseks.
Näiteks loome lihtsa projekti kolme pumba ja kahe ventiili juhtimiseks, mis on vajalik abstraktse tootmisprotsessi jaoks. Arenduskeskkonnas näeb see välja selline, nagu joonisel 5.
Joonis 5 - Projekt arenduskeskkonnas (pilt on klõpsatav)
Selle tulemusena saime lihtsa mnemoonilise diagrammi (joonis 6), mis töötab igas HTML5-toega brauseris.
Joonis 6 - Mnemooniline diagramm (GIF-animatsioon on klõpsatav)
HMI teabe kuvamise valikud
Täitmiskeskkonnaga on võimalik ühenduda veebi kaudu, see valik ei piira meid kliendi valimisel mnemoonilise diagrammi andmete vaatamiseks.
Meie puhul näeb seade ette teabe edastamise HDMI, Etherneti ja 3G kaudu.
HDMI-ühenduse loomisel pääseme ligi LocalHost 127.0 0.1:8043-le AntexGate'i sisseehitatud brauseri kaudu või loome ühenduse fikseeritud IP:8043 aadressile internetis või ettevõtte kohtvõrgus teise "õhukese kliendi" abil.
Joonis 7 — Veebiseire struktuur (pilt on klõpsatav)
Huvitava uudisena ilmus kauaoodatud MQTT protokoll, mis SCADA-süsteemides kaugobjektide jälgimiseks tavaliselt puudus.
Tänapäeval on kõigil võimalus hankida internetist odav VDS-server fikseeritud IP-aadressiga (näiteks ettevõtte veebisaidi server) ja juurutada sinna MQTT Broker (näiteks Mosquito).
Olles saanud ühe serveri MQTT vahendajaga, saame hõlpsalt vabaneda kallitest operaatoriteenustest - fikseeritud IP-st ja maksta 900G-ühenduse eest 4000 rubla aastas 3 rubla asemel.
Joonis 8 - MQTT jälgimisstruktuur (klõpsatav pilt)
Selline võrgukonstruktsioon mitte ainult ei säästa liiklust, vaid tagab ka andmete turvalisuse, kuna andmeedastus Modbus TCP protokolli kaudu internetis ei taga side turvalisust ja kvaliteeti.
Seega saate müüa replikeeritud projekte, kus klient valib ise internetipakkuja. Ja keegi ei pea muretsema IP-aadresside seadistamise ja eraldamise pärast: klient sisestab ise mis tahes SIM-kaardi või loob ühenduse DHCP-serveriga ruuteriga.
Etendus
Projekti puhul on peamine jõudlus ja selles aitavad meid niinimetatud "ülesanded". Vaikimisi on igal sõlmel loomisel ainult üks - peamine ülesanne. Projekti arendaja saab luua nii palju ülesandeid, kui konkreetse projekti toimimiseks vaja. Arvutusfunktsioonid, näiteks arvutustsükkel, sõltuvad konkreetse ülesande sätetest. Igaüks neist töötab seadmes teistest sõltumatult. Mitme ülesande loomine on soovitatav, kui on vaja pakkuda projekti erinevate programmide jaoks erinevaid arvutustsükleid.
See funktsioon on eriti huvitav seadmete puhul, millel on mitme südamikuga protsessor. Iga "ülesanne" käivitatakse süsteemis eraldi protsessina ja koormus jaotub protsessori vahel ühtlaselt. AntexGate'i seadmel on ARM-protsessor, millel on 4 südamikku taktsagedusega 1.2 GHz ja 1 GB muutmälu, mis võimaldab teil luua vähemalt 4 suurt ülesannet ja jaotada koormust südamike vahel. Võrreldes PLC-ga suudab AntexGate'i seade sama hinna eest pakkuda vähemalt 4 korda suuremat arvutusvõimsust.
Joonis 9 - AntexGate'i arvutusvõimaluste laadimine käitusrežiimis (klõpsatav pilt)
Nagu jooniselt 9 näha, ei ole protsessori koormus suurem kui 2,5% ja mälu on eraldatud ainult 61 MB. Seega tarbib väike projekt täitmisrežiimis väga vähe sisseehitatud ressursse.
Seadet saab kasutada mitte ainult kontrollerina, vaid ka täisväärtusliku serverina, mis suudab küsitleda enam kui 2000 sisend-/väljundpunkti ja toetada enam kui 100 veebiklienti.
Näiteks ühendame seadmega 9 veebiklienti ja vaatame ressursitarbimise edenemist (joonis 10).
Joonis 10 — AntexGate'i arvutusvõimaluste laadimine 9 veebikliendi ühendamisel (pilt on klõpsatav)
Nagu ülaltoodud jooniselt näha, on protsessori kasutus keskmiselt suurenenud 2,5%-lt 6%-le, samas kui mälumaht on suurenenud vaid 3 MB võrra.
Seadme suure arvutusressursside reservi tõttu ei pea arendaja MasterSCADA 4D-s loodud programmi kvaliteedi pealt kokku hoidma.
Platvormidevaheline
Samuti tahaksin märkida kõnealuse SCADA-süsteemi platvormideülest olemust, mis annab integraatoritele tohutu valiku platvorme oma projektide elluviimiseks. Tänu sellele lähenemisviisile on üleminek operatsioonisüsteemide või arvutiarhitektuuride vahel väga lihtne.
Järeldus
MasterSCADA 4D on Insati suhteliselt uus toode. Tänapäeval pole selle tarkvaraga töötamise kohta nii palju teavet, kui me sooviksime. Siiski saate ettevõtte ametlikult veebisaidilt alla laadida tasuta arenduskeskkonna, kus on programmiga töötamise kohta väga detailne abi.
Joonis 11 - Abiaken (pilt on klõpsatav)
Kokkuvõtteks tahaksin öelda, et see artikkel sisaldab sissejuhatavat teavet MasterSCADA 4D tarkvaratoote kohta ja palju asju pole mainitud. Teie toel avaldame aga üksikasjalikumaid näiteid ja õppetunde selle tarkvaratootega töötamise kohta.
Tahaksime kommentaarides näha, millised küsimused teid kõige rohkem huvitavad. Ja võimaluse korral muudame kõige sagedamini esitatud küsimused õppetunniks MasterSCADA 4D-s projektide loomise kohta.
Allikas: www.habr.com
