Ayant une grande expérience dans le domaine de l’automatisation industrielle, nous sommes toujours à la recherche des meilleures options pour résoudre nos problèmes. En fonction des spécifications techniques du client, nous avons dû choisir l’une ou l’autre base matérielle et logicielle. Et s'il n'y avait pas d'exigences strictes pour l'installation d'équipements Siemens en conjonction avec le portail TIA, le choix s'est généralement porté sur MasterSCADA 3.XX. Pourtant, rien n’est éternel sous le soleil…
À propos de mon expérience de passage à MasterSCADA 4D, des prérequis, des fonctionnalités de son travail sur les ordinateurs embarqués d'architecture ARM sous la coupe de cet article.
Предпосылки
Nous avons commencé à tester un développement relativement nouveau d'Insat - MasterSCADA 4D - il n'y a pas si longtemps. Il y avait plusieurs conditions préalables à cela. Tout d'abord, nous avons mené plusieurs enquêtes indépendantes auprès d'experts dans le domaine de l'automatisation industrielle pour découvrir quels systèmes SCADA sont les plus populaires (Figure 1). Selon les résultats de l'enquête, le système MasterSCADA occupe la première place parmi les systèmes nationaux.
Figure 1 — Résultats d'une enquête sur les systèmes SCADA les plus populaires (image cliquable)
La deuxième condition préalable peut être considérée...
Passons maintenant directement à MasterSCADA 4D lui-même. Il se compose de deux produits logiciels, à savoir : un environnement de développement et un environnement d'exécution. Nous parlerons ci-dessous du fonctionnement de chacune de ces parties.
Environnement de développement
Le projet système est créé dans l'environnement de développement MasterSCADA 4D ; pour ce faire, vous devez vous procurer une version gratuite sur le site Insat et l'installer en suivant les instructions.
Figure 2 — Interface de l'environnement de développement (image cliquable)
La première chose qui attire l'attention est l'interface agréable de l'environnement de développement et la structure hiérarchique pratique du projet. Désormais, dans un seul projet, vous pouvez créer un programme non seulement pour un poste de travail automatisé, mais également pour l'ensemble de l'installation, en commençant par le contrôleur et en terminant par le serveur ou le poste de travail de l'opérateur.
L'environnement de développement fonctionne uniquement sur le système d'exploitation Windows, ce qui est relativement familier et tolérable, mais l'environnement d'exécution (RunTime) nous a agréablement surpris par sa capacité à s'intégrer dans divers systèmes d'exploitation et architectures de processeur, mais nous y reviendrons plus tard.
J'ai également été satisfait de la grande bibliothèque d'éléments de visualisation. Les spécialistes de divers domaines pourront trouver eux-mêmes des éléments de visualisation sans avoir recours au dessin ou à la recherche d'icônes sur Internet.
Figure 3 — Éléments de visualisation (image cliquable)
Protocoles de communication
Le système prend en charge différents pilotes (protocoles d'échange), qui sont intégrés par défaut à MasterSCADA 4D :
- Modbus TCP/RTU, RTU sur TCP
- CONCERNANT
- OPCUA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercure (bibliothèque séparée), etc.
Environnement d'exécution
L'environnement d'exécution peut être lancé sur différents systèmes d'exploitation et architectures d'ordinateurs personnels ; vous pouvez également exécuter RunTime sur une machine locale ; il est installé avec l'environnement de développement et fonctionne pendant une heure (ou 32 balises) sans restrictions.
Appareil AntexGate
MasterSCADA Runtime est préinstallé en option distincte sur le PC embarqué AntexGate avec architecture de processeur ARM et système d'exploitation Debian ; nous effectuerons des tests sur cet appareil.
Figure 4 — Dispositif AntexGate
Caractéristiques:
- Processeur : 4 cœurs x64 ARM v8 Cortex-A53
- RAM 1.2 MHz : LPDDR2 1024 XNUMX Mo
- Mémoire non volatile : 8/16/32 Go eMMC
Vous pouvez en savoir plus sur l'appareil .
Exécutons le programme dans le périphérique exécutif. Par exemple, nous avons créé l'interrogation et le contrôle des appareils à l'aide du protocole Modbus RTU ; le processus de configuration de l'interrogation est intuitif et quelque peu similaire à la configuration d'un serveur OPC familier. Certes, RunTime dispose désormais de pilotes de protocole intégrés pour l'échange de données.
À titre d'exemple, créons un projet simple pour contrôler trois pompes et deux vannes pour un processus de fabrication abstrait. Dans l'environnement de développement, cela ressemble à ceci, comme dans la figure 5.
Figure 5 - Projet dans l'environnement de développement (image cliquable)
En conséquence, nous avons obtenu un simple diagramme mnémonique (Figure 6) qui fonctionne dans n'importe quel navigateur prenant en charge HTML5.
Figure 6 — Diagramme mnémonique (l'animation GIF est cliquable)
Options d'affichage des informations IHM
Il est possible de se connecter à l'environnement d'exécution via WEB, cette option ne nous limite pas dans le choix d'un client pour visualiser les données sur le schéma mnémonique.
Dans notre cas, l'appareil fournit une sortie d'informations 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 une adresse IP:8043 fixe sur Internet ou sur le réseau local de l'entreprise avec un autre « Thin Client ».
Figure 7 — Structure de surveillance WEB (image cliquable)
Une nouvelle intéressante était le protocole MQTT tant attendu, qui n'était généralement pas suffisant pour surveiller des objets distants dans les systèmes SCADA.
Aujourd'hui, tout le monde a la possibilité d'obtenir un serveur VDS peu coûteux sur Internet avec une adresse IP fixe (par exemple, le serveur du site Web d'une entreprise) et d'y déployer MQTT Broker (par exemple, Mosquito).
Après avoir reçu un serveur avec un courtier MQTT, nous pouvons facilement nous débarrasser des services coûteux de l'opérateur - IP fixe et payer 900 roubles par an au lieu de 4000 3 roubles pour les communications XNUMXG.
Figure 8 — Structure de surveillance MQTT (image cliquable)
Une telle construction de réseau permettra non seulement d'économiser du trafic, mais sécurisera également les données, puisque la transmission de données via le protocole Modbus TCP sur Internet ne garantit pas la sécurité et la qualité de la communication.
Ainsi, vous pouvez vendre des projets reproductibles dans lesquels le client choisit lui-même le fournisseur Internet. Et personne n'a de mal à la tête avec la configuration et l'attribution des adresses IP : le client insère lui-même n'importe quelle carte SIM ou se connecte à un routeur avec un serveur DHCP.
Vitesse
Pour le projet, l'essentiel est la rapidité, ce que l'on appelle les « tâches » nous y aideront. Par défaut, chaque nœud n'en possède qu'un seul lors de sa création : la tâche principale. Le développeur de projet peut en créer autant que nécessaire au fonctionnement d'un projet particulier. Les caractéristiques du calcul, par exemple le cycle de calcul, dépendront des paramètres d'une tâche particulière. Chacun d’eux fonctionnera indépendamment des autres dans l’appareil. La création de plusieurs tâches est conseillée s'il est nécessaire de prévoir différents cycles de calcul pour différents programmes de projet.
Cette fonctionnalité est particulièrement intéressante pour les appareils dotés d’un processeur à plusieurs cœurs. Chaque « tâche » est lancée en tant que processus distinct dans le système et la charge est répartie uniformément sur le processeur. L'appareil AntexGate dispose d'un processeur ARM avec 4 cœurs de 1.2 GHz et 1 Go de RAM, ce qui vous permet de créer au moins 4 tâches volumineuses et de répartir la charge entre les cœurs. Par rapport à un automate, AntexGate peut fournir au moins 4 fois plus de puissance de calcul pour le même prix.
Figure 9 — Chargement des capacités informatiques d'AntexGate en mode d'exécution (image cliquable)
Comme nous pouvons le voir sur la figure 9, la charge du processeur ne dépasse pas 2,5 % et seuls 61 Mo de mémoire sont alloués. Ainsi, un petit projet d’exécution consomme très peu de ressources intégrées.
L'appareil peut être utilisé non seulement comme contrôleur, mais également comme serveur à part entière avec une interrogation de plus de 2000 100 points d'E/S et la capacité de prendre en charge plus de XNUMX clients WEB.
Par exemple, connectons 9 clients WEB à l'appareil et voyons la progression de la consommation des ressources (Figure 10).
Figure 10 — Chargement des capacités de calcul d'AntexGate lors de la connexion de 9 clients WEB (image cliquable)
Comme vous pouvez le voir sur la figure ci-dessus, l'utilisation du processeur est passée d'une moyenne de 2,5 % à 6 %, et seulement 3 Mo de mémoire supplémentaire ont été alloués.
Grâce à la large gamme de ressources informatiques de l'appareil, le développeur n'a pas besoin de lésiner sur la qualité du programme créé dans MasterSCADA 4D.
Multiplateforme
Je voudrais également souligner le caractère multiplateforme du système SCADA considéré, qui offre aux intégrateurs un vaste choix de plateformes pour mettre en œuvre leurs projets. Grâce à cette approche, la transition entre les systèmes d'exploitation ou les architectures PC est très simple.
Conclusion
MasterSCADA 4D est un produit relativement nouveau d'Insat. Aujourd'hui, il n'y a pas autant d'informations sur l'utilisation de ce logiciel que nous le souhaiterions. Cependant, vous pouvez télécharger un environnement de développement gratuit sur le site officiel de l’entreprise ; il contient une aide très détaillée sur l’utilisation du programme.
Figure 11 — Fenêtre d'aide (image cliquable)
En conclusion, je voudrais dire que cet article contient des données d'introduction sur le produit logiciel MasterSCADA 4D et ne dit pas grand-chose. Cependant, avec votre soutien, nous publierons des exemples et des leçons plus détaillés sur l'utilisation de ce logiciel.
J'aimerais voir dans les commentaires quelles questions vous intéressent le plus. Et si possible, nous transformerons les questions les plus fréquemment posées en une leçon sur la création de projets dans MasterSCADA 4D.
Source: habr.com