Bővített tapasztalattal rendelkezve az ipari automatizálás területén, folyamatosan keresünk optimális megoldásokat a feladatainkhoz. A megrendelő műszaki kérésétől függően különböző szoftverhardver bázisokra kellett támaszkodnunk. Ha nem voltak szigorú követelmények a Siemens berendezések TIA-portalhoz való telepítésére, akkor általában a MasterSCADA 3.XX mellett döntöttünk. Azonban semmi sem tart örökké...
A MasterSCADA 4D-re való átállásomról, a feltételekről és a működésének jellemzőiről az ARM architektúrával rendelkező beágyazott számítógépeken a cikk alatti részben.
Előzmények
Mostanában kezdtük el tesztelni az Insat cég viszonylag új fejlesztését – a MasterSCADA 4D-t. Ennek több előzménye is volt. Először is, független felméréseket végeztünk szakemberek körében az ipari automatizálás területén, hogy kiderítsük, mely SCADA rendszerek a legnépszerűbbek (1. ábra). A felmérés eredményei szerint a hazai rendszerek között az első helyet a MasterSCADA rendszer foglalja el.
1. ábra — A legnépszerűbb SCADA rendszerek felmérési eredményei (képre kattintva nagyítható)
A második feltétel lehet...
Most térjünk át a MasterSCADA 4D-re. Két szoftvertermékből áll, nevezetesen: a fejlesztési környezetből és a futtatási környezetből. Az egyes részek működéséről alább beszélünk.
Fejlesztői környezet
A rendszer projektje a MasterSCADA 4D fejlesztési környezetében készül, ehhez ingyenes verziót kell szerezni az Insat cég weboldaláról, és telepíteni a megadott utasítások szerint.
2. ábra — A fejlesztési környezet felülete (képre kattintva nagyítható)
Az első, ami szembetűnő — a fejlesztési környezet kellemes felülete és a projekt hierarchikus struktúrájának kényelmes felépítése. Mostantól egyetlen projektben nemcsak ARM-ra, hanem az egész objektumra lehet programot készíteni, a vezérlőtől kezdve a szerveren át a kezelő munkahelyéig.
A fejlesztési környezet csak Windows operációs rendszeren működik, ami viszonylag megszokott és elfogadható, de a futtatási környezet (RunTime) kellemesen meglepett azzal, hogy integrálódik különböző operációs rendszerekbe és processzorarchitektúrákba, de erről később.
Örömteli, hogy egy nagy vizualizációs elemek könyvtára áll rendelkezésre. Különböző területek szakértői találhatnak maguknak vizualizációs elemeket anélkül, hogy rajzolásra vagy ikonok keresésére lenne szükségük az interneten.
3. ábra — Vizualizációs elemek (a kép kattintható)
Kommunikációs protokollok
A rendszer különböző illesztőprogramokat (kommunikációs protokollokat) támogat, amelyek alapértelmezés szerint integrálva vannak a MasterSCADA 4D-be:
- Modbus TCP/RTU, RTU TCP-n
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Merkur (külön könyvtár) és mások.
Futtatási környezet
A futtatási környezet különböző operációs rendszereken és személyi számítógép architektúrákban futtatható, és a RunTime-ot helyben is elindíthatja, amely a fejlesztési környezettel együtt települ és egy órán keresztül (vagy 32 címke) korlátozások nélkül működik.
AntexGate eszköz
A MasterSCADA Runtime külön lehetőségként van telepítve az AntexGate beágyazott PC-re, amely ARM processzorarchitektúrával és Debian operációs rendszerrel rendelkezik; a teszteket ezen az eszközön fogjuk elvégezni.
4. ábra — AntexGate eszköz
Jellemzők:
- CPU: 4-magú x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Energiafüggetlen memória: 8/16/32GB eMMC
További információt az eszközről itt olvashat .
Futtatjuk a programot a végrehajtó eszközben. Például létrehoztunk egy lekérdezést és vezérlést Modbus RTU protokoll segítségével; a lekérdezés beállításának folyamata intuitív és hasonlít a hagyományos OPC-szerver beállítására. Jelenleg a RunTime-ban beépített illesztőprogramok találhatók az adatok cseréjéhez.
Példaként hozzunk létre egy egyszerű projektet három szivattyú és két záróelem vezérlésére, amely szükséges egy absztrakt gyártási folyamathoz. A fejlesztési környezetben így néz ki, ahogyan az 5. ábrán látható.
5. ábra — Projekt a fejlesztési környezetben (a kép kattintható)
Ennek eredményeként egy egyszerű emlékeztető diagramunk lett (6. ábra), amely bármely HTML5-öt támogató böngészőben működik.
6. ábra — Emlékeztető diagram (GIF animáció kattintható)
HMI információk megjelenítési lehetőségei
Lehetőség van a futtatási környezethez való csatlakozásra WEB-en keresztül; ez a lehetőség nem korlátozza a klienst az adatok megjelenítésére az emlékeztető diagramon.
A mi esetünkben az eszköz HDMI, Ethernet, 3G kimeneteket biztosít az információk megjelenítésére.
HDMI csatlakozásakor a LocalHost 127.0.0.1:8043 címre hívunk fel az AntexGate beépített böngészőjén keresztül, vagy csatlakozunk egy rögzített IP:8043 címhez az interneten vagy a helyi vállalati hálózaton egy másik "Vékony klienssel".
7. ábra — WEB megfigyelési struktúra (a kép kattintható)
Érdekes hírként érkezett a régóta várt MQTT protokoll, amely általában hiányzott a távoli objektumok megfigyeléséhez a SCADA rendszerekben.
Ma már mindenkinek lehetősége van kedvező árú VDS szervert igénybe venni az interneten rögzített IP címmel (például a cég weboldalának szervere) és MQTT Broker-t telepíteni rá (például Mosquitot).
Ha egy szervert kapunk MQTT broker-el, könnyedén megszabadulhatunk a drága szolgáltatói díjaktól — a rögzített IP-ért évente 900 rubelt fizetünk a 3G kapcsolathoz szükséges 4000 rubel helyett.
8. ábra — MQTT megfigyelési struktúra (a kép kattintható)
Ez a hálózati felépítés nemcsak a forgalom csökkentését teszi lehetővé, hanem az adatokat is biztonságosabbá teszi, mivel a Modbus TCP protokollon keresztüli adatátvitel az interneten nem garantálja a biztonságot és a kapcsolatok minőségét.
Így értékesíthet olyan sokszorosítható projekteket, amelyekben az ügyfél maga választhatja ki az internetszolgáltatót. Senkinek sem kell aggódnia az IP címek beállításával kapcsolatban: az ügyfél bármilyen SIM-kártyát behelyezhet, vagy csatlakozhat egy DHCP-szerverrel rendelkező route-hoz.
Teljesítmény
A projekt szempontjából a legfontosabb a teljesítmény, ebben segítenek az úgynevezett "Feladatok". Alapértelmezés szerint minden csomópont létrejöttekor csak egy — Fő feladat van. A projekt fejlesztője annyit hozhat létre, amennyire a konkrét projekt működéséhez szükség van. A számítási jellemzők, például a számítási ciklus, az adott feladat beállításaitól függenek. Minden egyes feladat függetlenül fog működni a többitől az eszközben. Több feladat létrehozása ésszerű, ha különböző programok különböző számítási ciklusainak biztosítása szükséges.
Ez a funkció különösen érdekes olyan eszközök számára, amelyeknek több magos processzora van. Minden „Feladat” külön folyamatként indul a rendszerben, így a terhelés egyenletesen oszlik meg a processzor munkája között. Az AntexGate eszköz ARM processzorral rendelkezik, amely 4 maggal működik 1,2 GHz-en, és 1 GB RAM-mal, amely lehetővé teszi legalább 4 nagyobb feladat létrehozását és a terhelés elosztását a magok között. A PLC-vel összehasonlítva az AntexGate eszköz legalább 4-szer több számítási teljesítményt tud biztosítani ugyanannyi pénzért.
9. ábra - Az AntexGate számítási teljesítményének terhelése végrehajtási módban (kép kattintható)
Ahogy azt a 9. ábrából láthatjuk, a CPU terhelése nem haladja meg a 2,5%-ot, és a memória mindössze 61 MB-ot használ. Így egy kis projekt végrehajtási módban nagyon kevés beépített erőforrást igényel.
Az eszköz nemcsak vezérlőként, hanem már teljes értékű szerverként is használható, több mint 2000 bemeneti-kimeneti pont lekérdezésével és több mint 100 WEB-ügyfél támogatásával.
Példaként csatlakoztassunk 9 WEB-ügyfelet az eszközhöz, és nézzük meg az erőforrás-fogyasztás előrehaladását (10. ábra).
10. ábra - Az AntexGate számítási teljesítményének terhelése 9 WEB-ügyfél csatlakozása során (kép kattintható)
A fenti ábrából látható, hogy a CPU terhelése átlagosan 2,5%-ról 6%-ra nőtt, miközben a memória 3 MB-al több területet használt.
Az eszköz nagy számítási teljesítményének köszönhetően a fejlesztőnek nem kell spórolni a MasterSCADA 4D-ben készült program minőségén.
Keresztplatformosság
A szóban forgó SCADA rendszer keresztplatformosságát is érdemes megemlíteni, amely hatalmas választási lehetőséget ad az integrátoroknak projektjeik megvalósításához. Ennek a megközelítésnek köszönhetően a különböző operációs rendszerek vagy PC architektúrák közötti váltás nagyon egyszerű.
Zárás
A MasterSCADA 4D a Insat cég viszonylag új terméke. Jelenleg a termékkel kapcsolatos információk nem túl sokak, mint ahogyan azt szeretnénk. Azonban letölthető a fejlesztési környezet a cég hivatalos weboldaláról, amely részletes útmutatót tartalmaz a program használatáról.
11. ábra - Az útmutató ablaka (kép kattintható)
Összességében elmondható, hogy ez a cikk bevezető információkat tartalmaz a MasterSCADA 4D szoftvertermékről, de sok mindenről nincs szó. Az Ön támogatásával részletesebb példákat és oktatóanyagokat fogunk kiadni a szoftver használatáról.
Szeretnénk látni a megjegyzések között, mely kérdések érdeklik Önöket a legjobban. A leggyakrabban feltett kérdéseket lehetőség szerint oktatóanyaggá alakítjuk a MasterSCADA 4D projektjeinek létrehozásáról.
Forrás: habr.com
