ARIES PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC ו-SCADA, או כמה תה קמומיל אדם צריך. חלק 2

צהריים טובים חברים. חלק שני של הסקירה מסתדר עם הראשון, והיום אני כותב סקירה של הרמה העליונה של המערכת המצוינת בכותרת.

קבוצת הכלים ברמה העליונה שלנו כוללת את כל התוכנה והחומרה שמעל רשת ה-PLC (IDEs עבור PLCs, HMIs, כלי עזר לממירי תדרים, מודולים וכו' אינם כלולים כאן).

אצרף שוב את מבנה המערכת מהחלק הראשון, על מנת שיהיה קל יותר להבין על מה אנחנו מדברים.

אז, הרמה העליונה כוללת:

• שער PC ניתוב תעבורה בין שתי רשתות (רשת PLC ו-LAN ארגוני)
• שרת OPC - תוכנה שאוספת נתונים מרשת Modbus TCP ומפרשת אותם לעיבוד ב-SCADA ובבסיס נתונים
• SCADA - חבילת תוכנה הכוללת שרת ולקוחות. המעטפת הגרפית שלנו לניטור וניהול תהליכים
• DBMS היא תוכנה המאפשרת לנו לאחסן נתונים הנכנסים ל-SCADA ובמידת הצורך לאחזר אותם לצפייה בגרפים, יומנים והפקת דוחות

אני לא אגע ברשת הארגונית (CN) של הארגון, מכיוון שהיא בסמכותו של מנהל המערכת שלנו, אבל אני אספר לך איך יצרתי איתו אינטראקציה, אילו משימות אני מגדיר כשאני מתאר את יישום המערכת, וכן לא ביקורת.

אז בואו נתחיל

דבר ראשון, אנחנו מוכרים פיזית את החומרה שתעבוד עבורנו. חומרה, להפעלה בשניים שונה רשתות, מחשב דורש שני מתאמי רשת. הראשון שהיה לי היה מתאם על לוח האם (לעבודה ב-CS), ואת השני (לעבודה ב-Modbus-TCP) הכנסתי ליציאת PCI-E וממנו הוצאתי את כבל התיקון לראוטר (רק כדי לא לפזר חוטים מהארונות עם ה-PLC למחשב ללשכה. בצד ה-PLC אנחנו מתקינים כמובן גם נתב).

למעשה, זה מספיק כדי שהמחשב יתפקד בכל אחת מהרשתות, אבל כברירת מחדל הרשתות לא יראו אחת את השניה, עדיין תצטרכו ללחוץ על כפתורים.

היבטים חשובים של הגדרת חיבורי רשת:

1. אין לבצע חיבור ל-CS על ידי קבלת כתובת משרת DHCP; עליך לציין את הגדרות המתאם באופן ידני (אין לכלול את הכתובת בטווח כתובות ה-DHCP) עם ציון חובה של שער הרשת. בעתיד, זה חשוב מאוד בעת ארגון גישה מרחוק.
2. אין צורך לנסות ליצור גשר רשת בין המתאמים; כל הניתוב מתבצע כאשר שירות Windows המתאים מופעל
3. אם ברצונך לקבל גישה לרשת PLC מכל מחשב CS, יש לרשום את הניתוב לביצוע על ידי השער הראשי של הרשת
4. כדי לארגן גישה מרחוק, אני ממליץ להשתמש ביציאות חינמיות לא סטנדרטיות כדי לנתק מיד חצי האקרים
5. אין צורך בהתקנה של תוכנה נוספת, הכל נעשה באמצעות כלי Windows סטנדרטיים

תוכנה

רציתי לבחור מוצרים שעומדים בקריטריונים מסוימים:

• יצרן מקומי - למרות שאני יכול לקבל תמיכה טכנית באנגלית דרך כל ערוצי התקשורת הזמינים, לא כל הקולגות שלי יכולים להתפאר בכך. תחזוקה של המערכת צריכה להיות זמינה לכולם, כדי שלפחות לא אחזר מחופשה.
  כמו כן, אני מציין שעלות התוכנה המקומית קרובה יותר למציאות שלנו ומקובלת על הלקוחות
• חדש יחסית, אבל לפחות קצת מוכח, פשוט כי אתה רוצה להתעדכן בזמנים
• ממשק נעים ואסתטי הוא משהו שלא כל SCADA יכול להתפאר בו. למרבה הצער, עיצוב בכלי אוטומציה ייקח הרבה זמן לבוא, אבל הייתי רוצה לראות את האיכויות הצרכניות של המוצר הסופי ברמה גבוהה
• אינטגרציה הדדית קלה של OPC, SCADA ו-DBMS (ללא ריקוד עם טמבורין, מינימום לחיצות כפתורים), כך שתוכל לשלוח מתאם מערכת בקרת תהליכים פשוט לקמצ'טקה (פשוטו כמשמעו, יש לנו שם מפעלי לקוחות) ולא לאדריכל מערכת

שרת OPC

במהלך ההיכרות שלי עם MasterSCADA 4D, בזמן שה-PLC נבדק, ביקרתי באופן פעיל באתר היצרן וראיתי שהם מציעים שרתי OPC משלהם כמעט לכל פרוטוקול העברת נתונים. עבור פרוטוקול Modbus הם מציעים נפרד מאסטר OPC שרת Modbus אוניברסלי, כלומר הוא יכול לדבר רק מודבוס.

להלן צילום מסך של הממשק: בתמציתיות, לדעתי, אין שום דבר מיותר, אבל אולי משתמש מתוחכם עלול לפספס משהו.

הגרסה החינמית מוגבלת ל-32 תגים, אבל שמתי משתנים בוליאניים ברגיסטרים ושלחתי אותו עם LONG INT תג אחד, וב-SCADA כבר "פרחתי" את זה לביטים, טריק קטן, אני מקווה שהם לא יבואו בשבילי. אגב, לא כל הסקאדים יכולים לגשת לקטעים בודדים של מילה, כך שהמתכון אינו אוניברסלי.

לקח לי בערך דקה לקבל את התג הראשון מסוג REAL לאחר התקנת OPC, אז לא הסתכלתי יותר, הייתי מרוצה מהפשטות. עם זאת, הוגן לציין שתוכנה זו אף מספקת ביצוע של סקריפטים מותאמים אישית לקבלת נתונים, מה שיכול להרחיב משמעותית את הפונקציונליות בידיים הנכונות.

מערכת SCADA

בשאלה זו אני מתכוון לא רק ליצירת סביבה יפה ופונקציונלית למשתמש, אלא גם לנוחות עבור המפתח, שכן מתכנת שגולל בתיעוד לפחות 15 דקות בשעה כדי למצוא את המידע הדרוש מפסיד (לחלוטין מבחינה אריתמטית) עד 2 שעות ביום, כלומר 25% מיום העבודה. שימו לב שאני לא רואה בבחירה שלי אובייקטיבית לחלוטין, על בסיס טעם וצבע, כמו שאומרים...

השוק המקומי של מערכות SCADA מציע לנו:

• SCADA פשוט
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• טלה Telemechanika LIGHT
• CASCADE

אני מודה, לא חיפשתי יותר, אולי יש משהו אחר. בהתחשב בכך שעשיתי את הבחירה, זה אומר שהניתוח הצליח. הבה נסתכל על המערכות הללו, נזכור את הקריטריונים שתוארו לעיל:

1. CASCADE - קיבלתי מיד את הציון הנמוך ביותר עבור הדמיה; אפילו לא הורדתי את ההפצה. הפקדים שנמלטו מ-Win95 שמו לי קץ לתוכנה הזו.
   בלי דירוג
2. טלה Telemechanika LIGHT - גם אני לא הורדתי את זה, אבל הסיבות כאן הן לא רק בממשק, אם כי זה גם, כך נראה לי, משאיר הרבה מה לרצות. ראשית, מוצרי OWEN, לאחר חצי חודש של בדיקה ואיתור באגים של PLCs עם מודולים, נותנים לי חששות הוגנים מבחינת אמינות וגמישות. ושנית, מערכת זו ממוקמת כמערכת ניטור ובקרה ברשתות חלוקת אנרגיה, בראש ובראשונה. תעשיית המזון לא ממש מתאימה לצרכים שלי (גם אם היא יכולה לעשות הכל, המשווקים עדיין צמצמו את קהל היעד בעצמם). לכן, על ידי.
   בלי דירוג
3. MasterSCADA 4D - במבט ראשון, זו האפשרות הברורה והפשוטה ביותר. בואו נסביר:
   • לא מצריך התקנה נפרדת של שרת OPC בעבודה עם OWEN PLC, הדרייברים כבר בפנים
   • בסך הכל, ממשק די נחמד ויפה, הפקדים הם גם 4/5 חזק
   • סביבת עיצוב נוחה

   הכל נראה בסדר וטוב, שקלתי את המערכת הזו ללא אפשרויות כשהרמתי את הבקר, אבל:

   יום טוב אחד פתחתי את הפרויקט במצב RunTime (הדמיית עבודה), והיו לי 4 חלונות ריקים תלויים, שפשפתי את העיניים, עצמתי, בדקתי את מנהל הפרויקט, הפעלתי מחדש - אותו דבר. לאחר מכן סדרה של מניפולציות סטנדרטיות כמו ניתוח השינויים שבוצעו, אתחול המחשב האישי וכן הלאה, שאינן מובילות לתוצאות. בשורה התחתונה: אני שם את ההפצה לימים טובים יותר, אין לי חשק להבין את זה, זה לא אמין.

   דירוג: 3.5/5 אריזה טובה, לא כל כך מילוי

4. פָּשׁוּט - אני מודה, הוקסמתי מיחס הפונקציונליות/עלות מהעלון הטכני באתר היצרן. יש שרת אינטרנט ו-SMS, דואר אלקטרוני והרבה לקוחות והרבה OPCs מחוברים, כל זה עולה בערך 5000 רובל בזמן הכתיבה - פרוטות. ואם אתם מפתחים ומגישים בקשה נפרדת בשאלון המקוון באתר, אז ישלחו לכם גרסה של ערכת ההפצה ל-200 תגיות ללא הגבלה, וזה לדעתי מאוד מגניב. זה בהחלט יתרון.

   ועכשיו החסרונות:

   בסיסי: IDE הוא מספר כלי עזר עצמאיים בעלי פונקציונליות מובחנת, ולכן, כאשר עובדים על פרויקט אחד, תיאלצו להשאיר 3-4 חלונות פתוחים + עזרה + תיעוד, מה שלא נוח אפילו במערכת מרובת צגים .

   • המראה מתחת לממוצע, כאילו צבוע ב-Paint
   • העזרה דלה מאוד
   • פונקציונליות דחוסה מאוד, גלויה בבירור בעת הגדרת מגמות וגרפים
   • עורך התסריט נראה בפיקסלים, וזו הסיבה שהוא כואב בעיניים
   • הגדרת תגי תוכנה היא גם תענוג
   • אם אתה רק רוצה להביא את הפרויקט על כונן הבזק לעריכה במחשב אחר, אז זה די קשה. מבנה קובץ פרויקט לא מובן
   • אנשי מכירות הם חלק גדול מהחיים שלך, וזה מעצבן.

   תמונה: עורך תסריט של Simlight

   
   
   דירוג: 3.0/5 המילוי טוב, אין אריזה בכלל

5. SCADA פשוט - זו הבחירה שלי, כאן סביר להניח שאהיה מוטה, אבל בכל זאת. היצרן מציע בחירה בין 2 סוגי DEMO: עם הגבלה של 64 תגים חיצוניים ופונקציונליות מופחתת מעט או פונקציונלי מלא עם הגבלת זמן ריצה של שעה (לאחר מכן יש להפעיל מחדש את שרת SCADA). עלות ערכת ההפצה בהרכבה הפשוטה ביותר מתחילה מ 1 רובל. בזמן הכתיבה.

   
   
   יתרונות:

   • יפה מאוד, גם ה-IDE וגם הפקדים
   • מידע עשיר, הכל מתואר מבפנים ומבחוץ
   • שילוב קל של נתוני שרת OPC
   • הממשק הפשוט ביותר, אפילו אינטואיטיבי
   • שילוב DBMS קל
   • כדי להפעיל לקוח מרוחק לא נדרש זמינות של פרויקט
   • מחולל דוחות מעולה
   • עבור כל האובייקטים ישנם אירועים כמו OnClick, OnMouseEnter וכו'. באופן כללי, ה-IDE דומה לעורך הפשוט של Delphi Embarcadero, ולעורך התסריט יש הסבר כלים

   חסרונות:

   • אין כל כך הרבה פקדים שניתן להשתמש בהם (אפשר ליצור פקדים מותאמים אישית)
   • מכיוון ש-SCADA הוא למעשה Plug and Play, אני חושב שיש מגבלות ופונקציונליות, אבל לא נתקלתי
   • מגמות עם לוח בקרה מלא (זום, הפסקה, גלילה) מוצגות רק בחלון נפרד
   • עבור פונקציונלי לחלוטין הרישיון יצטרך להיות משולם היטב (מ-38000 רובל ומעלה)

   דירוג: 4.5/5 המילוי טוב, האריזה טובה

מסד נתונים

כאן הבחירה הייתה הרבה יותר פשוטה; Simple SCADA מציעה שני מוצרים לשימוש: MS SQL Server ו-MySQL. התברר שהשני יותר קרוב אליי, מכיוון שעבדתי איתו בעבר, אז עצרתי שם.

אני יכול לציין שכל מערך הארכיון מסתכם בהתקנת חבילה מאורקל והתצורה הפשוטה שלה, ואז חיבור בלחיצה אחת ל-SCADA.

לאחר מכן נבחר במנהל התגים מה לארכיון ומה לא ונהנה.

תודה לכולכם על תשומת הלב.

בהמשך מגיעה סדרת מאמרים עם תיאור עקבי של פתרון הבעיות בהן נתקלנו וכתוצאה מכך יצירת מערכת Step-by-Step.

מקור: www.habr.com