Koska meillä on pitkä kokemus teollisuusautomaation alalta, etsimme jatkuvasti parhaita vaihtoehtoja ongelmien ratkaisemiseksi. Asiakkaan teknisistä tiedoista riippuen jouduimme valitsemaan yhden tai toisen laitteiston ja ohjelmiston. Ja jos Siemens-laitteiden asentamiselle TIA-portaalin yhteydessä ei ollut tiukkoja vaatimuksia, valinta putosi pääsääntöisesti MasterSCADA 3.XX:ään. Mikään ei kuitenkaan kestä ikuisesti auringon alla...
Kokemuksestani siirtymisestä MasterSCADA 4D:hen, sen työskentelyn edellytyksistä ja ominaisuuksista ARM-arkkitehtuurin sulautetuissa tietokoneissa tämän artikkelin alla.
Предпосылки
Aloimme testata suhteellisen uutta Insat-kehitystä - MasterSCADA 4D - ei niin kauan sitten. Tähän oli useita edellytyksiä. Ensin teimme useita riippumattomia kyselyitä teollisuusautomaation asiantuntijoiden keskuudessa selvittääksemme, mitkä SCADA-järjestelmät ovat suosituimpia (kuva 1). Tutkimustulosten mukaan MasterSCADA-järjestelmä on kotimaisten järjestelmien joukossa ensimmäisellä sijalla.
Kuva 1 – Tulokset suosituimmista SCADA-järjestelmistä tehdystä tutkimuksesta (kuva klikattava)
Toinen edellytys voidaan harkita...
Siirrytään nyt suoraan itse MasterSCADA 4D:hen. Se koostuu kahdesta ohjelmistotuotteesta, nimittäin: kehitysympäristöstä ja ajonaikaisesta ympäristöstä. Kerromme alla, kuinka kukin näistä osista toimii.
Kehitysympäristö
Järjestelmäprojekti luodaan MasterSCADA 4D -kehitysympäristössä, tätä varten sinun on hankittava ilmainen versio Insat-verkkosivustolta ja asennettava se kehotteiden mukaan.
Kuva 2 – Kehitysympäristön käyttöliittymä (kuva klikattava)
Ensimmäinen asia, joka pistää silmään, on kehitysympäristön miellyttävä käyttöliittymä ja projektin kätevä hierarkkinen rakenne. Nyt yhdessä projektissa voit luoda ohjelman paitsi automatisoidulle työpaikalle, myös koko laitokselle alkaen ohjaimesta ja päättyen palvelimeen tai operaattorin työasemaan.
Kehitysympäristö toimii vain Windows-käyttöjärjestelmällä, joka on suhteellisen tuttu ja siedettävä, mutta ajonaikainen ympäristö (RunTime) yllätti meidät iloisesti kyvyllään integroitua erilaisiin käyttöjärjestelmiin ja prosessoriarkkitehtuureihin, mutta siitä lisää myöhemmin.
Olin myös tyytyväinen laajaan visualisointielementtien kirjastoon. Eri alojen asiantuntijat voivat löytää visualisointielementtejä itselleen ilman, että sinun tarvitsee piirtää tai etsiä kuvakkeita Internetistä.
Kuva 3 – Visualisointielementit (kuva klikattava)
Viestintäprotokollat
Järjestelmä tukee erilaisia ajureita (vaihtoprotokollia), jotka on oletuksena integroitu MasterSCADA 4D:hen:
- Modbus TCP/RTU, RTU yli TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (erillinen kirjasto) jne.
Ajonaikainen ympäristö
Runtime-ympäristö voidaan käynnistää eri käyttöjärjestelmissä ja henkilökohtaisten tietokoneiden arkkitehtuureissa, voit myös ajaa RunTimea paikallisella koneella, se asennetaan yhdessä kehitysympäristön kanssa ja toimii tunnin (tai 32 tagia) ilman rajoituksia.
AntexGate laite
MasterSCADA Runtime on esiasennettu erillisenä lisävarusteena sulautettuun AntexGate PC:hen, jossa on ARM-prosessoriarkkitehtuuri ja Debian-käyttöjärjestelmä; suoritamme testejä tälle laitteelle.
Kuva 4 – AntexGate-laite
Tuotetiedot:
- CPU: 4-ytiminen x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Haihtumaton muisti: 8/16/32 Gt eMMC
Voit lukea lisää laitteesta .
Suoritetaan ohjelma executive-laitteessa. Loimme esimerkiksi kyselyn ja laiteohjauksen Modbus RTU -protokollalla, pollausprosessi on intuitiivinen ja jossain määrin samanlainen kuin tutun OPC-palvelimen asennus. Totta, nyt RunTimessa on sisäänrakennetut protokolla-ajurit tiedonvaihtoa varten.
Esimerkkinä luodaan yksinkertainen projekti, jolla ohjataan kolmea pumppua ja kahta venttiiliä abstraktia valmistusprosessia varten. Kehitysympäristössä se näyttää tältä, kuten kuvassa 5.
Kuva 5 - Projekti kehitysympäristössä (kuva klikattava)
Tuloksena saimme yksinkertaisen muistokaavion (Kuva 6), joka toimii missä tahansa HTML5:tä tukevassa selaimessa.
Kuva 6 – Muistokaavio (GIF-animaatio on napsautettava)
HMI-tietonäytön vaihtoehdot
Suoritusympäristöön on mahdollista muodostaa yhteys WEB:n kautta; tämä vaihtoehto ei rajoita meitä valitsemaan asiakasohjelmaa muistokaavion tietojen katseluun.
Meidän tapauksessamme laite tarjoaa tiedon ulostulon HDMI:n, Ethernetin, 3G:n kautta.
Kun muodostat yhteyden HDMI:n kautta, käytämme LocalHost 127.0 0.1:8043:a AntexGaten sisäänrakennetun selaimen kautta tai muodostamme yhteyden kiinteään IP:8043-osoitteeseen Internetissä tai yrityksen lähiverkkoon toisella "Thin Client" -sovelluksella.
Kuva 7 – WEB-valvontarakenne (kuva klikattava)
Mielenkiintoinen uutinen oli kauan odotettu MQTT-protokolla, joka ei yleensä riittänyt etäobjektien valvontaan SCADA-järjestelmissä.
Nykyään jokaisella on mahdollisuus hankkia Internetistä edullinen VDS-palvelin kiinteällä IP-osoitteella (esimerkiksi yrityksen verkkosivupalvelin) ja ottaa siihen käyttöön MQTT Broker (esim. Mosquito).
Saatuamme yhden palvelimen MQTT-välittäjällä voimme helposti päästä eroon kalliista operaattoripalveluista - kiinteästä IP-osoitteesta ja maksaa 900 ruplaa vuodessa 4000 ruplan sijaan 3G-viestinnästä.
Kuva 8 – MQTT-valvontarakenne (kuva klikattava)
Tällainen verkkorakenne ei ainoastaan säästä liikennettä, vaan myös turvaa tiedot, koska tiedonsiirto Modbus TCP -protokollan kautta Internetissä ei takaa viestinnän turvallisuutta ja laatua.
Siten voit myydä toistettavia projekteja, joissa asiakas valitsee itse Internet-palveluntarjoajan. Eikä kenelläkään ole päänsärkyä IP-osoitteiden asettamisen ja jakamisen kanssa: asiakas asettaa minkä tahansa SIM-kortin itse tai muodostaa yhteyden reitittimeen DHCP-palvelimella.
nopeus
Projektissa pääasia on nopeus, niin sanotut "Tasks" auttavat meitä tässä. Oletusarvoisesti jokaisella solmulla on vain yksi, kun se luodaan - päätehtävä. Hankkeen kehittäjä voi luoda niitä niin monta kuin on tarpeen tietyn projektin toiminnan kannalta. Laskennan ominaisuudet, esimerkiksi laskentajakso, riippuvat tietyn tehtävän asetuksista. Jokainen niistä toimii itsenäisesti laitteessa olevista muista. Useiden tehtävien luominen on suositeltavaa, jos eri projektiohjelmille on tarpeen tarjota erilaisia laskentajaksoja.
Tämä ominaisuus on erityisen mielenkiintoinen laitteissa, joissa on useita ytimiä sisältävä prosessori. Jokainen "Task" käynnistetään erillisenä prosessina järjestelmässä ja kuorma jakautuu tasaisesti prosessorin kesken. AntexGate-laitteessa on ARM-prosessori, jossa on 4 ydintä 1.2 GHz ja 1 Gt RAM-muistia, jonka avulla voit luoda vähintään 4 suurta tehtävää ja jakaa kuorman ytimien kesken. PLC:hen verrattuna AntexGate voi tarjota vähintään 4 kertaa enemmän laskentatehoa samalla hinnalla.
Kuva 9 – AntexGate-laskentaominaisuuksien lataaminen ajonaikaisessa tilassa (kuva napsautettava)
Kuten voimme nähdä kuvasta 9, suorittimen kuormitus on enintään 2,5 % ja muistia on varattu vain 61 Mt. Näin ollen pieni ajonaikainen projekti kuluttaa hyvin vähän sisäänrakennettuja resursseja.
Laitetta voidaan käyttää paitsi ohjaimena, myös täysimittaisena palvelimena, jossa on yli 2000 I/O-pisteen kysely ja kyky tukea yli 100 WEB-asiakasta.
Yhdistetään esimerkiksi 9 WEB-asiakasta laitteeseen ja katsotaan resurssien kulutuksen edistymistä (kuva 10).
Kuva 10 – AntexGaten laskentaominaisuuksien lataaminen, kun yhdistetään 9 WEB-asiakasta (kuva klikattavissa)
Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, suorittimen käyttöaste on noussut keskimäärin 2,5 %:sta 6 %:iin ja muistia on varattu vain 3 Mt lisää.
Laitteen suuren laskentaresurssitarjonnan ansiosta kehittäjän ei tarvitse tinkiä MasterSCADA 4D:ssä luodun ohjelman laadusta.
Monitasoinen
Haluaisin myös huomioida tarkasteltavana olevan SCADA-järjestelmän cross-platform-luonteen, mikä antaa integroijille valtavan valikoiman alustoja projektiensa toteuttamiseen. Tämän lähestymistavan ansiosta siirtyminen käyttöjärjestelmien tai PC-arkkitehtuurien välillä on hyvin yksinkertaista.
Johtopäätös
MasterSCADA 4D on suhteellisen uusi tuote Insatilta. Nykyään tämän ohjelmistotuotteen kanssa työskentelemisestä ei ole niin paljon tietoa kuin haluaisimme. Voit kuitenkin ladata ilmaisen kehitysympäristön yrityksen viralliselta verkkosivustolta; siinä on erittäin yksityiskohtaista apua ohjelman kanssa työskentelemiseen.
Kuva 11 – Ohje-ikkuna (kuva klikattava)
Lopuksi haluaisin sanoa, että tämä artikkeli sisältää johdantotietoja MasterSCADA 4D -ohjelmistotuotteesta eikä kerro paljon. Julkaisemme kuitenkin tuellasi yksityiskohtaisempia esimerkkejä ja oppitunteja tämän ohjelmistotuotteen kanssa työskentelemisestä.
Haluaisin nähdä kommenteissa, mitkä kysymykset kiinnostavat sinua eniten. Ja jos mahdollista, muutamme usein kysytyt kysymykset oppitunniksi projektien luomisesta MasterSCADA 4D:ssä.
Lähde: will.com