Avec une expérience considérable dans le domaine de l'automatisation industrielle, nous sommes constamment à la recherche d'options optimales pour résoudre nos défis. En fonction du cahier des charges du client, nous étions amenés à nous arrêter sur telle ou telle base logicielle et matérielle. Et s'il n'y avait pas d'exigences strictes concernant l'installation du matériel Siemens avec TIA-portal, le choix se portait généralement sur MasterSCADA 3.XX. Cependant, rien n'est éternel sous la lune...
De mon expérience de transition vers MasterSCADA 4D, des prérequis, des caractéristiques de son fonctionnement sur des ordinateurs embarqués de l'architecture ARM, dans cet article.
Prérequis
Nous avons commencé à tester un développement relativement récent de l'entreprise Insat – MasterSCADA 4D – il n'y a pas si longtemps. Plusieurs prérequis ont conduit à cela. Tout d'abord, nous avons effectué plusieurs sondages indépendants parmi des spécialistes de l'automatisation industrielle afin de déterminer quels systèmes SCADA sont les plus populaires (figure 1). Selon les résultats du sondage, MasterSCADA occupe la première place parmi les systèmes nationaux.
Figure 1 — Résultats du sondage des systèmes SCADA les plus populaires (l'image est cliquable)
Le deuxième prérequis peut être considéré comme...
Passons maintenant à MasterSCADA 4D lui-même. Il se compose de deux produits logiciels, à savoir : un environnement de développement et un environnement d'exécution. Nous discuterons du fonctionnement de chacune de ces parties ci-dessous.
Environnement de développement
Le projet du système est créé dans l'environnement de développement MasterSCADA 4D, pour cela il est nécessaire d'obtenir la version gratuite sur le site de l'entreprise Insat et de l'installer en suivant les instructions.
Figure 2 — Interface de l'environnement de développement (l'image est cliquable)
La première chose qui attire l'œil — c'est l'interface agréable de l'environnement de développement et la structure hiérarchique conviviale de construction du projet. Désormais, dans un même projet, il est possible de créer un programme non seulement pour un ARM, mais pour l'ensemble de l'objet, du contrôleur au serveur ou au poste de travail de l'opérateur.
L'environnement de développement fonctionne uniquement sur Windows, ce qui est relativement familier et tolérable, tandis que l'environnement d'exécution (RunTime) a agréablement surpris par sa capacité à s'intégrer dans différents systèmes d'exploitation et architectures de processeurs, mais nous en parlerons davantage plus tard.
La grande bibliothèque d'éléments de visualisation est également impressionnante. Des spécialistes de divers domaines pourront trouver des éléments de visualisation sans avoir à dessiner ou à chercher des icônes sur Internet.
Figure 3 — Éléments de visualisation (l'image est cliquable)
Protocoles de communication
Le système prend en charge divers pilotes (protocoles d'échange), qui sont intégrés par défaut dans MasterSCADA 4D :
- Modbus TCP/RTU, RTU sur TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercure (bibliothèque distincte) et autres.
Environnement d'exécution
L'environnement d'exécution peut être lancé sur différents systèmes d'exploitation et architectures d'ordinateurs personnels. Vous pouvez également lancer le RunTime sur une machine locale, qui est installé conjointement avec l'environnement de développement et fonctionne sans restrictions pendant une heure (ou 32 tags).
Dispositif AntexGate
MasterSCADA Runtime est préinstallé en tant qu'option distincte sur l'ordinateur embarqué AntexGate avec une architecture de processeur ARM et un système d'exploitation Debian. Les tests seront effectués sur cet appareil.
Figure 4 — Dispositif AntexGate
Caractéristiques :
- CPU : ARM v8 Cortex-A53 quadricœur x64
- 1.2Mhz Mémoire vive : LPDDR2 1024MB
- Mémoire non volatile : 8/16/32GB eMMC
Plus d'informations sur l'appareil peuvent être lues .
Nous allons lancer le programme dans le dispositif d'exécution. Par exemple, nous avons créé un sondage et un contrôle de l'appareil par le protocole Modbus RTU. Le processus de configuration du sondage est intuitif et ressemble un peu à la configuration d'un serveur OPC traditionnel. En effet, des pilotes de protocoles pour l'échange de données sont maintenant intégrés dans RunTime.
À titre d'exemple, créons un projet simple pour contrôler trois pompes et deux vannes, nécessaires pour un processus de production abstrait. Dans l'environnement de développement, il ressemble à ceci, comme illustré à la figure 5.
Figure 5 — Projet dans l'environnement de développement (l'image est cliquable)
En fin de compte, nous avons obtenu un simple schéma mnémotechnique (figure 6), qui fonctionne dans n'importe quel navigateur prenant en charge HTML5.
Figure 6 — Schéma mnémotechnique (GIF animé cliquable)
Options d'affichage des informations HMI
Il est possible de se connecter à l'environnement d'exécution via le WEB, cette option ne limite pas notre choix de client pour visualiser les données sur le schéma mnémotechnique.
Dans notre cas, l'appareil prévoit une sortie d'information via HDMI, Ethernet, 3G.
Lors de la connexion via HDMI, nous accédons à LocalHost 127.0.0.1:8043 via le navigateur intégré dans AntexGate, ou nous nous connectons à l'adresse IP fixe :8043 sur Internet ou sur le réseau local de l'entreprise avec un autre « Client léger ».
Figure 7 — Structure de surveillance WEB (image cliquable)
Une nouvelle intéressante est l'arrivée tant attendue du protocole MQTT, qui manquait généralement pour la surveillance des objets distants dans les systèmes SCADA.
Aujourd'hui, chacun a la possibilité d'obtenir un serveur VDS à bas prix sur Internet avec une adresse IP fixe (par exemple, le serveur du site de l'entreprise) et de déployer un broker MQTT (comme Mosquitto) dessus.
En obtenant un serveur avec un broker MQTT, nous pouvons facilement nous affranchir des services coûteux de l'opérateur — IP fixe et payer 900 roubles par an au lieu de 4000 roubles pour la connexion 3G.
Figure 8 — Structure de surveillance MQTT (image cliquable)
Cette architecture de réseau permettra non seulement d'économiser sur le trafic, mais aussi de sécuriser les données, car le transfert de données via le protocole Modbus TCP sur Internet ne garantit ni sécurité ni qualité de connexion.
Ainsi, vous pouvez vendre des projets réplicables, dans lesquels le client choisit lui-même le fournisseur d'accès Internet. Et personne ne s'inquiète de la configuration et de l'attribution des adresses IP : le client insère n'importe quelle carte SIM ou se connecte à un routeur avec un serveur DHCP.
Performance
Pour le projet, la performance est essentielle, et cela peut être aidé par ce que l'on appelle les « Tâches ». Par défaut, chaque nœud, lors de sa création, n'a qu'une seule tâche — la tâche principale. Le développeur du projet peut en créer autant qu'il le souhaite pour le fonctionnement d'un projet spécifique. Les caractéristiques de calcul, par exemple, le cycle de calcul, dépendront des paramètres de chaque tâche. Chacune d'elles fonctionnera indépendamment des autres dans l'appareil. Créer plusieurs tâches est judicieux si différents cycles de calcul de différents programmes du projet doivent être garantis.
Cette fonction est particulièrement intéressante pour les appareils équipés d'un processeur multicœur. Chaque « Tâche » s'exécute comme un processus distinct dans le système, et la charge est répartie uniformément sur le fonctionnement du processeur. L'appareil AntexGate est équipé d'un processeur ARM à 4 cœurs fonctionnant à 1,2 GHz et de 1 Go de RAM, ce qui permet de créer au moins 4 grandes tâches et de répartir la charge entre les cœurs. Comparé aux PLC, l'appareil AntexGate peut offrir au moins 4 fois plus de capacités de calcul pour le même prix.
Figure 9 — Charge de calcul d'AntexGate en mode d'exécution (l'image est cliquable)
Comme le montre la figure 9, l'utilisation du CPU ne dépasse pas 2,5 %, et seulement 61 Mo de mémoire sont alloués. Ainsi, un petit projet en mode d'exécution consomme très peu de ressources intégrées.
L'appareil peut être utilisé non seulement comme contrôleur, mais également comme un véritable serveur capable de sonder plus de 2000 points d'entrée-sortie et de supporter plus de 100 clients WEB.
Par exemple, connectons 9 clients WEB à l'appareil et observons la progression de la consommation des ressources (figure 10).
Figure 10 — Charge de calcul d'AntexGate lors de la connexion de 9 clients WEB (l'image est cliquable)
Comme on le voit sur la figure ci-dessus, la charge du CPU a augmenté en moyenne de 2,5 % à 6 %, tandis que la mémoire n'a augmenté que de 3 Mo.
Grâce à l'important réservoir de ressources de l'appareil, le développeur n'a pas besoin de réduire la qualité du programme créé dans MasterSCADA 4D.
Interopérabilité
Il convient également de noter l'interopérabilité du système SCADA examiné, qui offre aux intégrateurs un large choix de plates-formes pour la réalisation de leurs projets. Grâce à cette approche, la transition entre les systèmes d'exploitation ou les architectures de PC se fait très facilement.
Conclusion
MasterSCADA 4D est un produit relativement nouveau de la société Insat. À ce jour, il n'y a pas beaucoup d'informations sur l'utilisation de ce logiciel, comme on le souhaiterait. Cependant, il est possible de télécharger un environnement de développement gratuit sur le site officiel de la société, qui contient une documentation assez détaillée sur l'utilisation du programme.
Figure 11 — Fenêtre d'aide (l'image est cliquable)
En conclusion, j'aimerais dire que cet article fournit des données d'introduction sur le logiciel MasterSCADA 4D et qu'il y a beaucoup de choses qui n'ont pas été abordées. Cependant, avec votre soutien, nous publierons des exemples plus détaillés et des tutoriels sur l'utilisation de ce produit logiciel.
Nous aimerions voir dans les commentaires quelles questions vous intéressent le plus. Et les questions les plus fréquemment posées, nous les transformerons en leçons sur la création de projets dans MasterSCADA 4D autant que possible.
Source : habr.com
