Az ipari automatizálás területén nagy tapasztalattal rendelkezők, mindig a legjobb megoldásokat keressük problémáink megoldására. Az ügyfél műszaki specifikációitól függően kellett kiválasztanunk az egyik vagy másik hardver- és szoftverbázist. És ha nem voltak szigorú követelmények a Siemens berendezések TIA-portállal történő telepítésére vonatkozóan, akkor általában a MasterSCADA 3.XX-re esett a választás. Azonban semmi sem tart örökké a nap alatt...
A MasterSCADA 4D-re való átállással kapcsolatos tapasztalataimról, az ARM architektúrájú beágyazott számítógépeken végzett munkája előfeltételeiről, jellemzőiről a jelen cikkben.
előfeltételek
Nem is olyan régen kezdtük el tesztelni az Insat egy viszonylag új fejlesztését, a MasterSCADA 4D-t. Ennek több előfeltétele is volt. Először is számos független felmérést végeztünk az ipari automatizálás szakértői körében, hogy megtudjuk, mely SCADA rendszerek a legnépszerűbbek (1. ábra). A felmérés eredményei szerint a MasterSCADA rendszer az első helyet foglalja el a hazai rendszerek között.
1. ábra – A legnépszerűbb SCADA rendszerek felmérésének eredményei (a kép kattintható)
A második előfeltételnek tekinthető...
Most térjünk át közvetlenül magára a MasterSCADA 4D-re. Két szoftvertermékből áll, nevezetesen: egy fejlesztői környezetből és egy futási környezetből. Az alábbiakban arról fogunk beszélni, hogy az egyes részek hogyan működnek.
Fejlesztőkörnyezet
A rendszerprojekt a MasterSCADA 4D fejlesztői környezetben készül, ehhez az Insat weboldaláról ingyenes verziót kell beszerezni, és az utasításokat követve telepíteni.
2. ábra – Fejlesztői környezet felülete (a képre kattintható)
Elsőként a fejlesztői környezet kellemes felülete és a projekt kényelmes hierarchikus felépítése kelt fel a szemed. Mostantól egy projektben nemcsak egy automatizált munkahelyhez, hanem az egész létesítményhez is készíthet programot, kezdve a vezérlővel és a szerverrel vagy a kezelői munkaállomással.
A fejlesztőkörnyezet csak Windows operációs rendszeren fut, ami viszonylag ismerős és tolerálható, de a futási környezet (RunTime) kellemesen meglepett bennünket azzal, hogy képes integrálni a különböző operációs rendszerekbe és processzorarchitektúrákba, de erről majd később.
A vizualizációs elemek nagy könyvtárával is elégedett voltam. Különböző területek szakemberei képesek lesznek saját maguknak megtalálni a vizualizációs elemeket anélkül, hogy rajzolni kellene vagy ikonokat keresnének az interneten.
3. ábra – Vizualizációs elemek (a kép kattintható)
Kommunikációs protokollok
A rendszer különféle illesztőprogramokat (csereprotokollokat) támogat, amelyek alapértelmezés szerint be vannak építve a MasterSCADA 4D-be:
- Modbus TCP/RTU, RTU TCP felett
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (külön könyvtár) stb.
Futási környezet
A futási környezet különféle operációs rendszereken és személyi számítógép-architektúrákon indítható, a RunTime helyi gépen is futtatható, a fejlesztői környezettel együtt telepítve, egy órán keresztül (vagy 32 tag) korlátozás nélkül fut.
AntexGate eszköz
A MasterSCADA Runtime külön opcióként előtelepítve van az AntexGate beágyazott PC-n ARM processzorarchitektúrával és a Debian operációs rendszerrel; teszteket fogunk végezni ezen az eszközön.
4. ábra – AntexGate eszköz
Jellemzők:
- CPU: 4 magos x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Nem felejtő memória: 8/16/32 GB eMMC
A készülékről bővebben olvashat .
Futtassuk a programot a végrehajtó eszközben. Például lekérdezést és eszközvezérlést hoztunk létre a Modbus RTU protokoll segítségével; a lekérdezés beállítása intuitív, és némileg hasonlít egy ismerős OPC szerver beállításához. Igaz, most a RunTime beépített protokoll-illesztőprogramokkal rendelkezik az adatcseréhez.
Példaként hozzunk létre egy egyszerű projektet három szivattyú és két szelep vezérlésére egy absztrakt gyártási folyamathoz. A fejlesztői környezetben ez így néz ki, mint az 5. ábrán.
5. ábra - Projekt a fejlesztői környezetben (a kép kattintható)
Ennek eredményeként egy egyszerű mnemonikus diagramot kaptunk (6. ábra), amely minden HTML5-öt támogató böngészőben működik.
6. ábra – Mnemonikus diagram (a GIF-animáció kattintható)
HMI információs megjelenítési opciók
A végrehajtási környezethez WEB-en keresztül lehet kapcsolódni, ez a lehetőség nem korlátoz minket abban, hogy klienst válasszunk az emlékezetrajzon lévő adatok megtekintéséhez.
Esetünkben a készülék HDMI-n, Etherneten, 3G-n keresztül szolgáltat információkimenetet.
HDMI-n keresztüli csatlakozáskor az AntexGate beépített böngészőjén keresztül érjük el a LocalHost 127.0 0.1:8043-at, vagy csatlakozunk egy fix IP:8043 címhez az interneten vagy a vállalat helyi hálózatán egy másik „Vékony klienssel”.
7. ábra – WEB megfigyelési struktúra (a kép kattintható)
Érdekes hír volt a régóta várt MQTT protokoll, ami általában nem volt elég a távoli objektumok figyelésére a SCADA rendszerekben.
Ma már mindenkinek lehetősége van olcsó VDS-szervert szerezni az interneten fix IP-címmel (például céges webhelyszerver), és telepíteni rá az MQTT Broker-t (például Mosquito).
Miután megkaptunk egy szervert egy MQTT brókerrel, könnyen megszabadulhatunk a drága üzemeltetői szolgáltatásoktól - a rögzített IP-címtől, és évi 900 rubelt fizetünk 4000 rubel helyett a 3G kommunikációért.
8. ábra – MQTT megfigyelési struktúra (a kép kattintható)
Egy ilyen hálózatépítés nem csak a forgalmat takarítja meg, hanem az adatokat is biztonságossá teszi, mivel a Modbus TCP protokollon keresztül történő adatátvitel az interneten nem garantálja a kommunikáció biztonságát és minőségét.
Így replikálható projekteket értékesíthet, amelyekben az ügyfél maga választja ki az internetszolgáltatót. Az IP-címek beállításával és kiosztásával pedig senkinek sem fáj a feje: a kliens maga helyez be bármilyen SIM-kártyát, vagy DHCP-szerverrel csatlakozik egy routerhez.
Teljesítmény
A projektnél a gyorsaság a lényeg, ebben az úgynevezett „Tasks” lesz a segítségünkre. Alapértelmezés szerint minden csomópontnak csak egy van létrehozásakor – a Fő feladat. A projektfejlesztő annyit készíthet belőlük, amennyi egy adott projekt működéséhez szükséges. A számítás jellemzői, például a számítási ciklus, az adott feladat beállításaitól függenek. Mindegyik a készülékben lévő többitől függetlenül fog működni. Több feladat létrehozása akkor célszerű, ha a különböző projektprogramokhoz eltérő számítási ciklusokat kell biztosítani.
Ez a funkció különösen érdekes azoknál az eszközöknél, amelyek többmagos processzorral rendelkeznek. Minden „Feladat” külön folyamatként indul el a rendszerben, és a terhelés egyenletesen oszlik el a processzoron. Az AntexGate eszköz ARM processzorral rendelkezik, 4 maggal, 1.2 GHz-es és 1 GB RAM-mal, amely lehetővé teszi legalább 4 nagy feladat létrehozását és a terhelés elosztását a magok között. Egy PLC-hez képest az AntexGate legalább 4-szer nagyobb számítási teljesítményt tud biztosítani ugyanazon az áron.
9. ábra – Az AntexGate számítási képességeinek betöltése futásidejű módban (a kép kattintható)
Ahogy a 9. ábrán is láthatjuk, a CPU terhelése nem haladja meg a 2,5%-ot, és csak 61 MB memória van lefoglalva. Így egy kis futásidejű projekt nagyon kevés beépített erőforrást fogyaszt.
Az eszköz nem csak vezérlőként, hanem teljes értékű szerverként is használható, több mint 2000 I/O pont lekérdezésével, és több mint 100 WEB kliens támogatására képes.
Például csatlakoztassunk 9 WEB-klienst az eszközhöz, és nézzük meg az erőforrás-felhasználás előrehaladását (10. ábra).
10. ábra – Az AntexGate számítási képességeinek betöltése 9 webes kliens csatlakoztatásakor (a képre kattintható)
Ahogy a fenti ábrán is látható, a CPU kihasználtsága átlagosan 2,5%-ról 6%-ra nőtt, és csak 3 MB-tal több memóriát foglaltak le.
Az eszköz nagy mennyiségű számítási erőforrásának köszönhetően a fejlesztőnek nem kell spórolnia a MasterSCADA 4D-ben létrehozott program minőségén.
Cross-platform
Szeretném megjegyezni a vizsgált SCADA rendszer többplatformos jellegét is, amely hatalmas platformválasztékot biztosít az integrátoroknak projektjeik megvalósításához. Ennek a megközelítésnek köszönhetően az operációs rendszerek vagy a PC-architektúrák közötti átmenet nagyon egyszerű.
Következtetés
A MasterSCADA 4D egy viszonylag új termék az Insattól. Ma már nem áll rendelkezésre annyi információ a szoftvertermékkel való munkavégzésről, mint amennyit szeretnénk. A cég hivatalos weboldaláról azonban letölthet egy ingyenes fejlesztői környezetet, amely nagyon részletes segítséget tartalmaz a programmal való munkához.
11. ábra – Súgó ablak (a kép kattintható)
Végezetül szeretném elmondani, hogy ez a cikk bevezető adatokat tartalmaz a MasterSCADA 4D szoftvertermékről, és nem mond sokat. Az Ön támogatásával azonban részletesebb példákat és leckéket adunk ki a szoftvertermékkel való munkavégzésről.
Szeretném látni a megjegyzésekben, hogy milyen kérdések érdekelnek a legjobban. És ha lehetséges, a leggyakrabban feltett kérdéseket a MasterSCADA 4D projektek létrehozásáról szóló leckévé alakítjuk.
Forrás: will.com