S obzirom na veliko iskustvo u području industrijske automatizacije, uvijek smo u potrazi za najboljim opcijama za rješavanje naših problema. Ovisno o tehničkim specifikacijama kupca, morali smo odabrati jednu ili drugu hardversku i softversku bazu. A ako nije bilo strogih zahtjeva za instaliranje Siemensove opreme u kombinaciji s TIA-portalom, tada je u pravilu izbor pao na MasterSCADA 3.XX. Međutim, ništa ne traje vječno pod suncem...
O mom iskustvu prelaska na MasterSCADA 4D, preduvjetima, značajkama njegovog rada na ugrađenim računalima ARM arhitekture pod rezom ovog članka.
Предпосылки
Ne tako davno smo započeli testiranje relativno novog Insatovog razvoja - MasterSCADA 4D. Za to je bilo nekoliko preduvjeta. Prvo smo proveli nekoliko neovisnih anketa među stručnjacima iz područja industrijske automatizacije kako bismo saznali koji su SCADA sustavi najpopularniji (Slika 1). Sustav MasterSCADA prema rezultatima ankete zauzima prvo mjesto među domaćim sustavima.
Slika 1 — Rezultati istraživanja najpopularnijih SCADA sustava (slika se može kliknuti)
Drugi preduvjet se može smatrati...
Sada prijeđimo izravno na samu MasterSCADA 4D. Sastoji se od dva softverska proizvoda, a to su: razvojna okolina i runtime okolina. U nastavku ćemo govoriti o tome kako svaki od ovih dijelova funkcionira.
Razvojno okruženje
Projekt sustava izrađuje se u razvojnom okruženju MasterSCADA 4D, za to je potrebno nabaviti besplatnu verziju na web stranici Insat i instalirati je prateći upute.
Slika 2 — Sučelje razvojnog okruženja (slika se može kliknuti)
Prvo što upada u oči je ugodno sučelje razvojnog okruženja i prikladna hijerarhijska struktura projekta. Sada u jednom projektu možete izraditi program ne samo za automatizirano radno mjesto, već i za cijeli objekt, počevši od kontrolera do poslužitelja ili radne stanice operatera.
Razvojno okruženje radi samo na Windows OS-u, koji je relativno poznat i podnošljiv, no runtime okruženje (RunTime) nas je ugodno iznenadilo svojom sposobnošću integracije u različite operativne sustave i procesorske arhitekture, no o tome kasnije.
Također sam bio zadovoljan velikom bibliotekom elemenata za vizualizaciju. Stručnjaci iz različitih područja moći će sami pronaći elemente vizualizacije bez pribjegavanja crtanju ili traženju ikona na internetu.
Slika 3 — Elementi vizualizacije (slika se može kliknuti)
Komunikacijski protokoli
Sustav podržava različite upravljačke programe (protokole razmjene), koji su standardno integrirani u MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU preko TCP-a
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (zasebna biblioteka) itd.
Runtime okruženje
Runtime okruženje se može pokrenuti na različitim operativnim sustavima i arhitekturama osobnih računala, RunTime možete pokrenuti i na lokalnom računalu, instalira se zajedno s razvojnim okruženjem i radi sat vremena (ili 32 taga) bez ograničenja.
AntexGate uređaj
MasterSCADA Runtime je predinstaliran kao zasebna opcija na AntexGate ugrađenom računalu s arhitekturom ARM procesora i operativnim sustavom Debian; testove ćemo provesti na ovom uređaju.
Slika 4 — AntexGate uređaj
Характеристики:
- CPU: 4-jezgreni x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Trajna memorija: 8/16/32 GB eMMC
Više o uređaju možete pročitati .
Pokrenimo program u izvršnom uređaju. Na primjer, kreirali smo prozivanje i kontrolu uređaja koristeći Modbus RTU protokol; postupak postavljanja prozivanja je intuitivan i donekle sličan postavljanju poznatog OPC poslužitelja. Istina, sada RunTime ima ugrađene upravljačke programe protokola za razmjenu podataka.
Kao primjer, napravimo jednostavan projekt za kontrolu tri pumpe i dva ventila za apstraktni proizvodni proces. U razvojnom okruženju to izgleda ovako, kao na slici 5.
Slika 5 - Projekt u razvojnom okruženju (slika se može kliknuti)
Kao rezultat, dobili smo jednostavan mnemonički dijagram (slika 6) koji radi u bilo kojem pregledniku koji podržava HTML5.
Slika 6 — Mnemonički dijagram (GIF animacija se može kliknuti)
HMI opcije prikaza informacija
Moguće je povezivanje s izvršnim okruženjem putem WEB-a, ova opcija nas ne ograničava u odabiru klijenta za pregled podataka na mnemo dijagramu.
U našem slučaju, uređaj pruža izlaz informacija putem HDMI, Ethernet, 3G.
Kada se povezujemo putem HDMI-ja, pristupamo LocalHost 127.0 0.1:8043 putem ugrađenog preglednika u AntexGateu ili se povezujemo na fiksnu IP:8043 adresu na internetu ili lokalnoj mreži poduzeća s drugim "tankim klijentom".
Slika 7 — Struktura WEB nadzora (slika se može kliknuti)
Zanimljiva novost je dugo očekivani MQTT protokol, koji obično nije bio dovoljan za nadzor udaljenih objekata u SCADA sustavima.
Danas svatko ima priliku dobiti jeftin VDS poslužitelj na Internetu s fiksnom IP adresom (na primjer, poslužitelj web stranice tvrtke) i na njemu implementirati MQTT Broker (na primjer, Mosquito).
Dobivši jedan poslužitelj s MQTT brokerom, lako se možemo riješiti skupih usluga operatera - fiksni IP i platiti 900 rubalja godišnje umjesto 4000 rubalja za 3G komunikaciju.
Slika 8 — MQTT struktura nadzora (slika se može kliknuti)
Ovakva izgradnja mreže ne samo da će uštedjeti na prometu, već će osigurati i podatke, budući da prijenos podataka preko Modbus TCP protokola na Internetu ne jamči sigurnost i kvalitetu komunikacije.
Tako možete prodavati replicirane projekte u kojima klijent sam bira internetskog davatelja. I nitko nema glavobolje s postavljanjem i dodjelom IP adresa: klijent sam umetne bilo koju SIM karticu ili se spoji na usmjerivač s DHCP poslužiteljem.
brzina
Za projekt je glavna stvar brzina, u tome će nam pomoći takozvani "Zadaci". Prema zadanim postavkama, svaki čvor ima samo jedan kada se kreira - glavni zadatak. Projektant ih može kreirati onoliko koliko je potrebno za rad određenog projekta. Značajke izračuna, na primjer, ciklus izračuna, ovisit će o postavkama određenog zadatka. Svaki od njih će raditi neovisno o ostalima u uređaju. Izrada nekoliko zadataka je preporučljiva ako je potrebno osigurati različite cikluse izračuna za različite projektne programe.
Ova značajka je posebno zanimljiva za uređaje koji imaju procesor s više jezgri. Svaki "Task" se pokreće kao zaseban proces u sustavu i opterećenje se ravnomjerno raspoređuje po procesoru. AntexGate uređaj ima ARM procesor s 4 jezgre od 1.2 GHz i 1 GB RAM-a, što omogućuje kreiranje najmanje 4 velika zadatka i raspodjelu opterećenja po jezgrama. U usporedbi s PLC-om, AntexGate može pružiti najmanje 4 puta više računalne snage za istu cijenu.
Slika 9 — Učitavanje AntexGate računalnih mogućnosti u načinu rada (slika se može kliknuti)
Kao što možemo vidjeti na slici 9, CPU opterećenje nije veće od 2,5%, a dodijeljeno je samo 61 MB memorije. Prema tome, mali runtime projekt troši vrlo malo ugrađenih resursa.
Uređaj se može koristiti ne samo kao kontroler, već i kao punopravni poslužitelj s ispitivanjem više od 2000 I/O točaka i mogućnošću podrške za više od 100 WEB klijenata.
Na primjer, spojimo 9 WEB klijenata na uređaj i vidimo napredak u potrošnji resursa (Slika 10).
Slika 10 — Učitavanje računalnih mogućnosti AntexGate-a pri povezivanju 9 WEB klijenata (slika se može kliknuti)
Kao što možete vidjeti na gornjoj slici, iskorištenost CPU-a porasla je s prosječnih 2,5% na 6%, a dodijeljeno je samo 3 MB više memorije.
Zahvaljujući velikoj ponudi računalnih resursa uređaja, programer ne treba štedjeti na kvaliteti programa izrađenog u MasterSCADA 4D.
Višeplatformski
Također bih želio napomenuti višeplatformsku prirodu SCADA sustava koji se razmatra, što integratorima daje veliki izbor platformi za implementaciju njihovih projekata. Zahvaljujući ovom pristupu, prijelaz između operativnih sustava ili PC arhitektura je vrlo jednostavan.
Zaključak
MasterSCADA 4D je relativno novi proizvod Insata. Danas nema toliko informacija o radu s ovim softverskim proizvodom koliko bismo željeli. Međutim, možete preuzeti besplatno razvojno okruženje sa službene web stranice tvrtke; ima vrlo detaljnu pomoć za rad s programom.
Slika 11 — Prozor pomoći (slika se može kliknuti)
Zaključno, želio bih reći da ovaj članak sadrži uvodne podatke o programskom proizvodu MasterSCADA 4D i ne govori puno. Međutim, uz vašu podršku objavit ćemo detaljnije primjere i lekcije o radu s ovim softverskim proizvodom.
Volio bih vidjeti u komentarima koja pitanja vas najviše zanimaju. A ako je moguće, najčešće postavljana pitanja pretvorit ćemo u lekciju o izradi projekata u MasterSCADA 4D.
Izvor: www.habr.com