OVEN PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC e SCADA, o quanto una persona ha bisogno di tè alla camomilla. Parte 2

Buongiorno, amici. La seconda parte della recensione è in arrivo dopo la prima, e oggi scrivo una recensione sul sistema di livello superiore menzionato nel titolo.

Nel gruppo degli strumenti di alto livello abbiamo tutto il software e l'hardware al di sopra della rete PLC (IDE per PLC, HMI, utility per inverter, moduli, ecc. non sono inclusi qui).

Alleggerò di nuovo la struttura del sistema della prima parte, per rendere più facile comprendere di cosa stiamo parlando.

Quindi, il livello superiore comprende:

• Gateway PC, che instrada il traffico tra due reti (la rete PLC e la LAN dell'azienda)
• Server OPC - software che raccoglie dati dalla rete Modbus TCP e li interpreta per l'elaborazione in SCADA e nel database
• SCADA - un pacchetto software che include server e client. La nostra interfaccia grafica per il monitoraggio e la gestione dei processi
• DBMS - software che ci consente di archiviare i dati che arrivano in SCADA e, se necessario, estrarli per visualizzare grafici, log e generare report

Non interferirò con la rete aziendale (KС), poiché rientra nelle competenze del nostro amministratore di sistema, ma raccontando l'interazione che ho avuto con lui e le attività che ho assegnato, descriverò l'implementazione del sistema piuttosto che un semplice overview.

Iniziamo

Prima di tutto, realizzeremo fisicamente l'hardware che avremo in funzione. Dal punto di vista hardware, per operare in due diverse reti, il computer richiede due adattatori di rete. Il primo è un adattatore on-motherboard (per lavorare in KС), mentre il secondo (per lavorare in Modbus-TCP) l'ho inserito in una porta PCI-E da cui ho collegato un cavo patch al router (per non dover disperdere cavi dagli armadi PLC ai PC per l'ufficio; naturalmente, anche sul lato del PLC mettiamo un router).

In effetti, questo è sufficiente affinché il computer funzioni in ciascuna delle reti, ma per impostazione predefinita le reti non si vedranno reciprocamente, sarà necessario premere ulteriori pulsanti.

Aspetti importanti della configurazione delle connessioni di rete:

1. La connessione nel CS non deve essere effettuata ricevendo l'indirizzo da un server DHCP; è necessario configurare manualmente le impostazioni dell'adattatore (l'indirizzo non deve rientrare nell'intervallo degli indirizzi DHCP), con l'indicazione obbligatoria del gateway di rete. Questo è molto importante per l'organizzazione dell'accesso remoto.
2. Non provate a creare un bridge di rete tra gli adattatori; tutto il routing è gestito attivando il servizio appropriato di Windows.
3. Se desiderate avere accesso alla rete PLC da qualsiasi computer CS, è necessario configurare il routing per eseguire il gateway principale della rete.
4. Per organizzare l'accesso remoto, consiglio di utilizzare porte libere non standard, per escludere immediatamente eventuali hacker.
5. Non è necessario installare alcun software aggiuntivo; tutto avviene tramite gli strumenti standard di Windows.

Software

Ho voluto selezionare prodotti che soddisfano determinate criteri:

• Produttore nazionale — se riesco a contattare il supporto tecnico in inglese attraverso tutti i canali disponibili, non tutti i miei colleghi possono vantarsene. Il servizio del sistema dovrebbe essere accessibile a tutti, almeno per non essere disturbato durante le ferie.
  Inoltre, vorrei sottolineare che il costo del software nazionale è più vicino alla nostra realtà ed è accettabile per i committenti.
• Relativamente nuovo, ma comunque un po' collaudato, semplicemente perché vogliamo stare al passo con i tempi.
• Un'interfaccia piacevole ed estetica — un vanto che non tutte le SCADA possono vantare. Purtroppo, il design nei mezzi di automazione ci vorrà ancora tempo per svilupparsi, mentre le qualità del prodotto finale dovrebbero essere mantenute a un livello elevato.
• Facile integrazione tra OPC, SCADA e DBMS (senza troppi sforzi, con il minimo di clic), così che si possa inviare un semplice tecnico di AСУТП in Kamchatka (in senso letterale, abbiamo lì impianti di clienti) e non un architetto di sistema.

Server OPC

Durante la mia esperienza con MasterSCADA 4D, mentre testavo il PLC, ho visitato attivamente il sito del produttore e ho notato che offrono server OPC personalizzati praticamente per qualsiasi protocollo di trasmissione dati. Per il protocollo Modbus, hanno proposto una soluzione dedicata Master OPC Universal Modbus Server, ovvero può comunicare esclusivamente in Modbus.

Di seguito uno screenshot dell'interfaccia: piuttosto essenziale, a mio avviso, senza fronzoli, ma forse per un utente esperto potrebbe mancare qualcosa.

Il limite della versione gratuita è di 32 tag, ma ho inserito variabili booleane nei registri e le ho inviate come un unico tag LONG INT; in SCADA, le "scomponevo" in bit, un piccolo trucco, spero non mi verranno a cercare. A proposito, non tutte le SCADA sanno gestire singoli bit di una parola, quindi questa soluzione non è universale.

Ci è voluto circa un minuto per ricevere il primo tag di tipo REAL dopo l'installazione dell'OPC, quindi non ho cercato oltre, mi ha soddisfatto la semplicità. Tuttavia, è giusto notare che questo software prevede anche l'esecuzione di script personalizzati per la ricezione dei dati, il che può ampliare notevolmente le funzionalità in mani esperte.

sistema SCADA

In questo contesto, intendo non solo la creazione di un ambiente bello e funzionale per l'utente, ma anche la comodità per lo sviluppatore. Infatti, un programmatore che deve sfogliare la documentazione per almeno 15 minuti all'ora alla ricerca di informazioni necessarie perde fino a 2 ore al giorno (pure aritmeticamente) che corrispondono al 25% della giornata lavorativa. Vorrei far notare che non considero la mia scelta completamente oggettiva; ci sono gusti e preferenze, come si suol dire...

Il mercato nazionale delle SCADA offre:

• Simple SCADA
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ
• КАСКАД

Ammetto che oltre non ho cercato, potrebbe esserci qualcos'altro. Considerando che ho fatto la mia scelta, significa che l'operazione è andata a buon fine. Esaminiamo questi sistemi, ricordando i criteri descritti sopra:

1. КАСКАД — ha subito ricevuto la valutazione più bassa per la visualizzazione; non ho nemmeno scaricato il pacchetto. Gli elementi di controllo che sembravano provenire da Win95 hanno messo fine per me a questo software.
   Senza valutazione
2. ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ — non l'ho scaricato, ma le ragioni qui non dipendono solo dall'interfaccia, anche se anche questa, a mio avviso, lascia un po' a desiderare. In primo luogo, i prodotti OVEN, dopo un mese di test e debug dei PLC con i moduli, mi sollevano giuste preoccupazioni riguardo all'affidabilità e alla flessibilità. In secondo luogo, questo SCADA è posizionato principalmente come sistema di monitoraggio e gestione nelle reti di distribuzione dell'energia. Non si adatta del tutto ai miei compiti nell'industria alimentare (anche se può fare tutto, i marketer hanno comunque ristretto il pubblico di riferimento). Quindi, passo.
   Senza valutazione
3. MasterSCADA 4D — a prima vista, questa è l'opzione più ovvia e semplice. Spieghiamo:
   • Non richiede l'installazione separata di un server OPC quando si lavora con i PLC OVEN, i driver sono già integrati.
   • In generale, l'interfaccia è piuttosto piacevole e bella, gli elementi di controllo ricevono una solida valutazione di 4/5.
   • Ambiente di progettazione conveniente.

   Tutto sembra ottimo e buono, consideravo questo sistema senza alternative quando ho preso il controller in mano, MA:

   Un giorno fortunato ho aperto un progetto in modalità RunTime (simulazione del funzionamento), e mi sono trovato con 4 finestre vuote. Stropicciandomi gli occhi, le chiudo, controllo il gestore del progetto, riavvio—la stessa cosa. Poi faccio una serie di operazioni standard come l'analisi delle modifiche fatte, riavvii del PC e così via, che non portano risultati. Risultato: rimuovo il pacchetto fino a tempi migliori, non ho voglia di approfondire, è inaffidabile.

   Valutazione: 3.5/5 Buon imballaggio, ma il contenuto non è molto soddisfacente

4. Simplight — devo ammettere che mi ha colpito il rapporto funzionalità/prezzo del bollettino tecnico sul sito del produttore. Qui ci sono Web server e SMS, E-mail, e molti client e molti OPC collegabili, tutto questo costa circa 5000 rubli al momento della scrittura dell'articolo—un affare. E se sei uno sviluppatore e fai una richiesta separata tramite il modulo online sul sito, ti invieranno una versione del pacchetto con 200 tag senza alcuna limitazione, il che trovo davvero fantastico. Questo è sicuramente un vantaggio.

   E ora i contro:

   Principale: IDE — è composto da diversi strumenti autonomi con funzionalità limitate, il che significa che durante il lavoro su un progetto dovrete mantenere aperte 3-4 finestre + aiuto + documentazione, il che non è affatto comodo, anche in un sistema a più monitor.

   • Aspetto sotto la media, sembra disegnato in Paint.
   • La guida è molto scarsa.
   • Funzionalità molto compressa, particolarmente visibile nella configurazione delle tendenze e dei grafici.
   • L'editor di script è visibile in pixel, il che infastidisce gli occhi.
   • La configurazione dei tag software è un vero piacere.
   • Se desiderate semplicemente trasferire un progetto su una chiavetta USB per modificarlo su un altro PC, è piuttosto complicato. Struttura dei file dei progetti poco chiara.
   • I specialisti delle vendite entrano a far parte della vostra vita in modo invadente, il che può risultare fastidioso.

   Nell'immagine: editor di script Simplight.

   
   
   Valutazione: 3.0/5 Contenuto buono, ma l'imballaggio è completamente assente.

5. Simple SCADA — è la mia scelta, probabilmente non sarò obiettivo, ma ci tengo a dirlo. Il produttore offre due tipi di DEMO: uno con un limite di 64 tag esterni e funzionalità lievemente ridotte, oppure la versione completa con un limite di Runtime di 1 ora (dopodiché il server SCADA deve essere riavviato). Il costo della distribuzione nella configurazione più semplice parte da 6900 ₽ al momento della scrittura dell'articolo.

   
   
   Vantaggi:

   • Molto bella, sia come IDE che come elementi di controllo
   • Documentazione ricca, ogni aspetto è ben dettagliato
   • Integrazione semplice dei dati del server OPC
   • Interfaccia molto semplice, quasi intuitiva
   • Integrazione semplice del DBMS
   • Per avviare il client remoto non è richiesto la presenza del progetto
   • Ottimo generatore di report
   • Per tutti gli oggetti ci sono eventi tipo OnClick, OnMouseEnter, ecc. In generale, l'IDE assomiglia a un editor semplificato di Delphi Embarcadero, e l'editor di script ha un suggeritore

   Contro:

   • Non ci sono molti elementi di controllo utilizzabili (è possibile creare quelli personalizzati)
   • Poiché SCADA è praticamente Plug and Play, penso che ci siano limitazioni e funzionalità, ma non mi è capitato di incontrarle.
   • Le tendenze con pannello di controllo completo (scalabilità, pausa, scorrimento) vengono visualizzate solo in una finestra separata
   • Per una licenza completa bisogna pagare bene (da 38.000 руб. e oltre)

   Valutazione: 4.5/5 Contenuto - buono, confezione - buona

Database

Qui la scelta è stata molto più semplice, Simple SCADA offre due prodotti da utilizzare: MS SQL Server e MySQL. Il secondo mi è sembrato più vicino, poiché precedentemente ho avuto modo di lavorarci, quindi mi sono fermato su questo.

Posso notare che l'intera configurazione dell'archiviazione si riduce all'installazione del pacchetto di Oracle e alla sua semplice configurazione, e poi alla connessione con un clic in SCADA.

Poi scegliamo nel gestore dei tag cosa archiviare e cosa no e ci godiamo.

Ringrazio tutti per l'attenzione.

Segue un ciclo di articoli con una descrizione sequenziale delle problematiche affrontate e, come risultato, la creazione di un sistema Step-by-Step.

Fonte: habr.com