Laajan kokemuksemme ansiosta teollisuusautomaatiosta etsimme jatkuvasti optimaalisia ratkaisuja haasteisiimme. Asiakkaan teknisistä vaatimuksista riippuen valitsimme usein tietyn laitteisto- ja ohjelmistoalustan. Ellei Siemens-laitteiden asentamiselle TIA-portaalin yhteydessä ollut tiukkoja vaatimuksia, MasterSCADA 3.XX oli yleensä valinta. Mikään ei kuitenkaan kestä ikuisesti...
Lue kokemuksistani siirtyessäni MasterSCADA 4D:hen, sen edellytyksistä ja toiminnan yksityiskohdista ARM-arkkitehtuuria käyttävissä sulautetuissa tietokoneissa.
Предпосылки
Aloitimme hiljattain Insatin suhteellisen uuden kehityksen, MasterSCADA 4D:n, testaamisen. Tähän oli useita syitä. Ensinnäkin teimme useita riippumattomia kyselyitä teollisuusautomaation asiantuntijoiden keskuudessa selvittääksemme, mitkä SCADA-järjestelmät ovat suosituimpia (kuva 1). Kyselyn tulosten mukaan MasterSCADA on kotimaisten järjestelmien joukossa ensimmäisellä sijalla.
Kuva 1 – Suosituimpien SCADA-järjestelmien kyselyn tulokset (klikattava kuva)
Toista edellytystä voidaan pitää...
Siirrytään nyt itse MasterSCADA 4D:hen. Se koostuu kahdesta ohjelmistotuotteesta: kehitysympäristöstä ja suoritusympäristöstä. Käsittelemme kutakin näistä komponenteista alla.
Kehitysympäristö
Järjestelmäprojekti luodaan MasterSCADA 4D -kehitysympäristössä. Tätä varten sinun on hankittava ilmainen versio Insatin verkkosivustolta ja asennettava se ohjeita noudattaen.
Kuva 2 — Kehitysympäristön käyttöliittymä (klikattava kuva)
Ensimmäisenä silmiin pistää kehitysympäristön käyttäjäystävällinen käyttöliittymä ja projektin rakentamisen kätevä hierarkkinen rakenne. Nyt yhdessä projektissa voit luoda ohjelman paitsi työasemalle, myös koko laitokselle, ohjaimesta palvelimeen tai operaattorin työasemaan.
Kehitysympäristö toimii vain käyttöjärjestelmässä Windows, tämä on suhteellisen tuttua ja siedettävää, mutta ajonaikainen ympäristö (RunTime) yllätti positiivisesti kyvyllään integroitua erilaisiin käyttöjärjestelmiin ja prosessoriarkkitehtuureihin, mutta siitä lisää myöhemmin.
Olin myös tyytyväinen laajaan visualisointielementtien kirjastoon. Eri alojen ammattilaiset voivat löytää visualisointielementtejä ilman, että heidän tarvitsee piirtää niitä tai etsiä kuvakkeita verkosta.
Kuva 3 – Visualisointielementit (klikattava kuva)
Viestintäprotokollat
Järjestelmä tukee useita ajureita (vaihtoprotokollia), jotka on integroitu MasterSCADA 4D:hen oletusarvoisesti:
- Modbus TCP/RTU, RTU TCP:n kautta
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (erillinen kirjasto) ja muut.
Suoritusaikainen ympäristö
Suoritusaikainen ympäristö voidaan käynnistää useilla eri käyttöjärjestelmillä ja tietokonearkkitehtuureilla. Voit suorittaa RunTimea myös paikallisella koneella. Se asennetaan yhdessä kehitysympäristön kanssa ja toimii tunnin (tai 32 tagia) ilman rajoituksia.
AntexGate-laite
MasterSCADA Runtime on esiasennettuna erillisenä lisävarusteena AntexGate-sulautettuun tietokoneeseen, jossa on ARM-prosessoriarkkitehtuuri ja käyttöjärjestelmä. Debian, suoritamme testejä tällä laitteella.
Kuva 4 – AntexGate-laite
Tuotetiedot:
- Suoritin: 4-ytiminen x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 MHz:n RAM-muistia: LPDDR2 1024 Mt
- Pysyvä muisti: 8/16/32 Gt eMMC
Voit lukea lisää laitteesta .
Suoritetaan ohjelma ohjauslaitteessa. Tässä esimerkissä olemme luoneet laitteen kysely- ja ohjausjärjestelmän Modbus RTU -protokollaa käyttäen. Kyselyn asennusprosessi on intuitiivinen ja muistuttaa jossain määrin tutun OPC-palvelimen määrittämistä. RunTime sisältää kuitenkin nyt sisäänrakennetut protokolla-ajurit tiedonvaihtoa varten.
Esimerkkinä luodaan yksinkertainen projekti, joka ohjaa kolmea pumppua ja kahta venttiiliä abstraktin tuotantoprosessin edellyttämien toimintojen mukaisesti. Kehitysympäristössä se näyttää samalta kuin kuvassa 5.
Kuva 5 – Projekti kehitysympäristössä (klikattava kuva)
Tuloksena saimme yksinkertaisen muistikaavion (kuva 6), joka toimii missä tahansa HTML5:tä tukevassa selaimessa.
Kuva 6 - Muistikaavio (GIF-animaatiota voi klikata)
HMI-tietojen näyttövaihtoehdot
Suoritusympäristöön on mahdollista muodostaa yhteys verkon kautta; tämä vaihtoehto ei rajoita meitä valitsemaan asiakasohjelmaa muistikaavion tietojen tarkastelua varten.
Meidän tapauksessamme laite tarjoaa tiedonsiirron HDMI:n, Ethernetin ja 3G:n kautta.
HDMI-yhteyden kautta käytämme LocalHost 127.0 0.1:8043 -palvelinta AntexGaten sisäänrakennetun selaimen kautta tai muodostamme yhteyden kiinteään IP:8043-osoitteeseen Internetissä tai yrityksen lähiverkossa toisen "Thin Client" -päätteen avulla.
Kuva 7 — Verkkoseurantarakenne (klikattava kuva)
Mielenkiintoinen kehitysaskel oli kauan odotettu MQTT-protokolla, jota perinteisesti on puuttunut etäkohteiden valvontaan SCADA-järjestelmissä.
Nykyään kuka tahansa voi hankkia edullisen VDS-palvelimen internetistä kiinteällä IP-osoitteella (esimerkiksi yrityksen verkkosivuston palvelimen) ja ottaa siihen käyttöön MQTT-välittäjän (esimerkiksi Mosquito).
Hankkimalla yhden palvelimen MQTT-välittäjän kanssa voimme helposti luopua operaattorin kalliista kiinteän IP-osoitteen palveluista ja maksaa 900 ruplaa vuodessa 4 000 ruplan sijaan 3G-viestinnästä.
Kuva 8 — MQTT:n valvontarakenne (klikattava kuva)
Tämä verkkosuunnittelu ei ainoastaan säästä liikennettä, vaan myös suojaa dataa, koska tiedon siirtäminen Modbus TCP -protokollan kautta Internetin kautta ei takaa tiedonsiirron turvallisuutta ja laatua.
Tällä tavoin voit myydä uudelleenkäytettäviä projekteja, joissa asiakas valitsee oman internet-palveluntarjoajansa. Eikä kenenkään tarvitse huolehtia IP-osoitteiden määrittämisestä ja allokoinnista: asiakas yksinkertaisesti asettaa minkä tahansa SIM-kortin tai muodostaa yhteyden reitittimeen, jossa on DHCP-palvelin.
nopeus
Suorituskyky on projektille ensiarvoisen tärkeää, ja niin kutsutut "tehtävät" auttavat meitä saavuttamaan tämän. Oletusarvoisesti jokaisella solmulla on luomisen yhteydessä vain yksi – ensisijainen tehtävä. Projektin kehittäjä voi luoda niin monta tehtävää kuin tietty projekti tarvitsee. Laskentaominaisuudet, kuten laskentasykli, riippuvat kunkin tehtävän asetuksista. Jokainen tehtävä toimii laitteella itsenäisesti muista tehtävistä. Useiden tehtävien luominen on suositeltavaa, jos on tarpeen tukea eri laskentasyklejä projektin eri ohjelmille.
Tämä ominaisuus on erityisen hyödyllinen laitteissa, joissa on moniydinprosessori. Jokainen "tehtävä" suoritetaan erillisenä prosessina järjestelmässä, ja kuormitus jakautuu tasaisesti prosessorin kesken. AntexGate-laite on varustettu ARM-prosessorilla, jossa on neljä 1.2 GHz:n ydintä ja 1 Gt RAM-muistia, minkä ansiosta se voi luoda vähintään neljä suurta tehtävää ja jakaa kuormituksen ytimien kesken. Verrattuna PLC:hen, AntexGate-laite voi tarjota vähintään neljä kertaa enemmän laskentatehoa samaan hintaan.
Kuva 9 — AntexGaten laskentaominaisuuksien lataaminen ajonaikaisessa tilassa (klikattava kuva)
Kuten kuvasta 9 näemme, suorittimen käyttöaste on enintään 2,5 % ja muistia on varattu vain 61 Mt. Näin ollen tämä pieni projekti kuluttaa hyvin vähän sisäänrakennettuja resursseja ajonaikana.
Laitetta voidaan käyttää paitsi ohjaimena myös täysimittaisena palvelimena, joka pystyy kyselyyn yli 2000 tulo-/lähtöpisteelle ja tukee yli 100 verkkoasiakasohjelmaa.
Yhdistetään esimerkiksi laitteeseen 9 WEB-asiakasohjelmaa ja tarkastellaan resurssien kulutuksen edistymistä (kuva 10).
Kuva 10 — AntexGate-laskentakapasiteetin kuormitus yhdeksää verkkoasiakasohjelmaa yhdistettäessä (klikattava kuva)
Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, suorittimen käyttö on kasvanut keskimäärin 2,5 prosentista 6 prosenttiin, kun taas muistin allokointi on kasvanut vain 3 megatavua.
Laitteen suurten laskentaresurssien ansiosta kehittäjän ei tarvitse tinkiä MasterSCADA 4D:ssä luodun ohjelman laadusta.
Monitasoinen
Haluan myös korostaa tarkasteltavan SCADA-järjestelmän monialustaista luonnetta, joka antaa integraattoreille laajan valikoiman alustoja projektiensa toteuttamiseen. Tämä lähestymistapa tekee käyttöjärjestelmien tai PC-arkkitehtuurien välillä vaihtamisesta erittäin helppoa.
Johtopäätös
MasterSCADA 4D on Insatin suhteellisen uusi tuote. Tällä hetkellä ohjelmiston käytöstä ei ole saatavilla niin paljon tietoa kuin toivoisi. Voit kuitenkin ladata ilmaisen kehitysympäristön yrityksen viralliselta verkkosivustolta, joka sisältää erittäin yksityiskohtaisen ohjetiedoston.
Kuva 11 — Ohjeikkuna (klikattava kuva)
Lopuksi haluan huomauttaa, että tämä artikkeli tarjoaa vain johdantotietoa MasterSCADA 4D -ohjelmistosta ja jättää paljon sanomatta. Tuellasi julkaisemme kuitenkin yksityiskohtaisempia esimerkkejä ja opetusohjelmia tämän ohjelmiston käytöstä.
Haluaisimme kuulla useimmin kysytyt kysymyksesi kommenteissa. Jos mahdollista, muokkaamme useimmin kysytyt kysymykset tutoriaaliksi projektien luomisesta MasterSCADA 4D:ssä.
Lähde: will.com
