Turėdami gana didelę patirtį pramoninės automatikos srityje, visada ieškome geriausių variantų, kaip išspręsti mūsų problemas. Priklausomai nuo užsakovo techninių specifikacijų, turėjome pasirinkti vieną ar kitą techninę ir programinę bazę. Ir jei nebuvo griežtų reikalavimų diegti Siemens įrangą kartu su TIA portalu, tada, kaip taisyklė, pasirinkimas teko MasterSCADA 3.XX. Tačiau nieko nėra amžino po saule...
Apie mano patirtį pereinant prie MasterSCADA 4D, būtinas sąlygas, jo darbo ypatybes ARM architektūros įterptuosiuose kompiuteriuose šiame straipsnyje.
Būtinos sąlygos
Ne taip seniai pradėjome išbandyti palyginti naują Insat plėtrą – MasterSCADA 4D. Tam buvo kelios prielaidos. Pirmiausia atlikome keletą nepriklausomų pramonės automatizavimo srities ekspertų apklausų, siekdami išsiaiškinti, kurios SCADA sistemos yra populiariausios (1 pav.). Remiantis apklausos rezultatais, MasterSCADA sistema užima pirmąją vietą tarp vidaus sistemų.
1 pav. Populiariausių SCADA sistemų tyrimo rezultatai (nuotrauką galima spustelėti)
Antroji būtina sąlyga gali būti laikoma...
Dabar pereikime tiesiai prie pačios MasterSCADA 4D. Jį sudaro du programinės įrangos produktai, būtent: kūrimo aplinka ir vykdymo aplinka. Toliau kalbėsime apie tai, kaip veikia kiekviena iš šių dalių.
Plėtros aplinka
Sistemos projektas yra sukurtas MasterSCADA 4D kūrimo aplinkoje, tam reikia gauti nemokamą versiją Insat svetainėje ir ją įdiegti pagal nurodymus.
2 pav. Kūrimo aplinkos sąsaja (paspaudus paveikslėlį)
Pirmiausia į akis krenta maloni kūrimo aplinkos sąsaja ir patogi hierarchinė projekto struktūra. Dabar viename projekte galite sukurti programą ne tik automatizuotai darbo vietai, bet ir visam objektui, pradedant valdikliu ir baigiant serveriu ar operatoriaus darbo vieta.
Kūrimo aplinka veikia tik Windows OS, kuri yra gana pažįstama ir pakenčiama, tačiau runtime aplinka (RunTime) mus maloniai nustebino savo gebėjimu integruotis į įvairias operacines sistemas ir procesorių architektūras, bet apie tai vėliau.
Taip pat buvau patenkintas didele vizualizacijos elementų biblioteka. Įvairių sričių specialistai galės patys susirasti vizualizacijos elementus nesinaudodami piešimu ar piktogramų paieška internete.
3 pav. Vizualizacijos elementai (vaizdas, kurį galima spustelėti)
Ryšio protokolai
Sistema palaiko įvairias tvarkykles (keitimosi protokolus), kurios pagal numatytuosius nustatymus yra integruotos į MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU per TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Merkurijus (atskira biblioteka) ir kt.
Vykdymo aplinka
Vykdymo aplinką galima paleisti įvairiose operacinėse sistemose ir asmeninių kompiuterių architektūrose, taip pat galite paleisti RunTime vietiniame kompiuteryje; ji įdiegiama kartu su kūrimo aplinka ir veikia valandą (arba 32 žymas) be apribojimų.
AntexGate įrenginys
„MasterSCADA Runtime“ yra iš anksto įdiegta kaip atskira parinktis „AntexGate“ įterptajame kompiuteryje su ARM procesoriaus architektūra ir „Debian“ operacine sistema; atliksime šio įrenginio bandymus.
4 pav. AntexGate įrenginys
Gaminio specifikacijos:
- CPU: 4 branduolių x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Nekintamoji atmintis: 8/16/32GB eMMC
Daugiau apie įrenginį galite perskaityti .
Paleiskite programą vykdomajame įrenginyje. Pavyzdžiui, mes sukūrėme apklausą ir įrenginio valdymą naudodami Modbus RTU protokolą; apklausos nustatymo procesas yra intuityvus ir šiek tiek panašus į žinomo OPC serverio nustatymą. Tiesa, dabar „RunTime“ turi integruotas protokolų tvarkykles, skirtas keistis duomenimis.
Pavyzdžiui, sukurkime paprastą projektą, skirtą valdyti tris siurblius ir du vožtuvus abstrakčiam gamybos procesui. Kūrimo aplinkoje tai atrodo taip, kaip parodyta 5 pav.
5 pav. Projektas kūrimo aplinkoje (paveikslėlį galima spustelėti)
Dėl to gavome paprastą mnemoninę diagramą (6 pav.), kuri veikia bet kurioje naršyklėje, kuri palaiko HTML5.
6 pav. Mnemoninė diagrama (GIF animaciją galima spustelėti)
Варианты отображения информации HMI
Prie vykdymo aplinkos galima prisijungti per WEB, ši galimybė neriboja mūsų pasirinkimo kliento duomenims peržiūrėti mnemoninėje diagramoje.
Mūsų atveju įrenginys pateikia informaciją per HDMI, Ethernet, 3G.
Prisijungdami per HDMI, „LocalHost 127.0 0.1:8043“ pasiekiame per „AntexGate“ integruotą naršyklę arba prisijungiame prie fiksuoto IP:8043 adreso internete arba įmonės vietiniame tinkle su kitu „plonu klientu“.
7 pav. Žiniatinklio stebėjimo struktūra (nuotrauką galima spustelėti)
Įdomi naujiena buvo ilgai lauktas MQTT protokolas, kurio dažniausiai nepakakdavo nuotoliniams objektams SCADA sistemose stebėti.
Šiandien kiekvienas turi galimybę įsigyti nebrangų VDS serverį internete su fiksuotu IP adresu (pavyzdžiui, įmonės svetainės serveris) ir jame įdiegti MQTT Broker (pavyzdžiui, Mosquito).
Gavę vieną serverį su MQTT brokeriu, galime nesunkiai atsikratyti brangių operatoriaus paslaugų - fiksuoto IP ir mokėti 900 rublių per metus vietoj 4000 rublių už 3G ryšį.
8 pav. MQTT stebėjimo struktūra (paveikslėlį galima spustelėti)
Tokia tinklo konstrukcija ne tik sutaupys srautą, bet ir apsaugo duomenis, nes duomenų perdavimas per Modbus TCP protokolą internetu negarantuoja ryšio saugumo ir kokybės.
Taigi galite parduoti replikuojamus projektus, kuriuose klientas pats pasirenka interneto tiekėją. Ir niekam galvos neskauda dėl IP adresų nustatymo ir skyrimo: klientas bet kurią SIM kortelę įsideda pats arba prisijungia prie maršrutizatoriaus su DHCP serveriu.
Greitis
Projektui svarbiausia yra greitis, tai mums padės vadinamosios „Užduotys“. Pagal numatytuosius nustatymus kiekvienas mazgas sukuria tik vieną – pagrindinę užduotį. Projekto rengėjas gali jų sukurti tiek, kiek reikia konkretaus projekto veiklai. Skaičiavimo ypatybės, pavyzdžiui, skaičiavimo ciklas, priklausys nuo konkrečios užduoties nustatymų. Kiekvienas iš jų veiks nepriklausomai nuo kitų įrenginyje. Patartina sukurti kelias užduotis, jei reikia numatyti skirtingus skaičiavimo ciklus skirtingoms projektų programoms.
Ši funkcija ypač įdomi įrenginiuose, kuriuose yra kelių branduolių procesorius. Kiekviena „Užduotis“ sistemoje paleidžiama kaip atskiras procesas, o apkrova paskirstoma tolygiai visame procesoriuje. AntexGate įrenginys turi ARM procesorių su 4 branduoliais 1.2 GHz dažniu ir 1 GB RAM, leidžiančiu sukurti bent 4 dideles užduotis ir paskirstyti apkrovą per branduolius. Palyginti su PLC, AntexGate gali užtikrinti bent 4 kartus didesnę skaičiavimo galią už tą pačią kainą.
9 pav. AntexGate skaičiavimo galimybių įkėlimas vykdymo režimu (paveikslėlį galima spustelėti)
Kaip matome iš 9 paveikslo, procesoriaus apkrova yra ne didesnė nei 2,5%, o atminties skirta tik 61 MB. Taigi nedidelis vykdymo laiko projektas sunaudoja labai mažai integruotų išteklių.
Įrenginys gali būti naudojamas ne tik kaip valdiklis, bet ir kaip pilnavertis serveris su daugiau nei 2000 I/O taškų apklausų ir galimybe palaikyti daugiau nei 100 WEB klientų.
Pavyzdžiui, prijungkime prie įrenginio 9 WEB klientus ir pamatysime išteklių naudojimo eigą (10 pav.).
10 pav. AntexGate skaičiavimo galimybių įkėlimas prijungus 9 žiniatinklio klientus (paveikslėlį galima spustelėti)
Kaip matote iš aukščiau esančio paveikslo, procesoriaus panaudojimas išaugo nuo vidutiniškai 2,5% iki 6%, o atminties skirta tik 3 MB.
Dėl didelės įrenginio skaičiavimo resursų pasiūlos kūrėjui nereikia taupyti MasterSCADA 4D sukurtos programos kokybei.
Skersinė platforma
Taip pat norėčiau atkreipti dėmesį į nagrinėjamos SCADA sistemos daugiaplatformiškumą, kuris integratoriams suteikia didžiulį platformų pasirinkimą savo projektams įgyvendinti. Dėl šio požiūrio perėjimas tarp operacinių sistemų ar kompiuterių architektūros yra labai paprastas.
išvada
MasterSCADA 4D yra palyginti naujas Insat produktas. Šiandien nėra tiek daug informacijos apie darbą su šiuo programinės įrangos produktu, kiek norėtume. Tačiau iš oficialios įmonės svetainės galite atsisiųsti nemokamą kūrimo aplinką, kurioje yra labai išsami pagalba dirbant su programa.
11 paveikslas. Pagalbos langas (paveikslėlį galima spustelėti)
Baigdamas norėčiau pasakyti, kad šiame straipsnyje pateikiami įvadiniai duomenys apie MasterSCADA 4D programinės įrangos produktą ir nėra daug pasakyta. Tačiau su jūsų pagalba pateiksime išsamesnių pavyzdžių ir pamokų, kaip dirbti su šiuo programinės įrangos produktu.
Komentaruose norėčiau pamatyti, kokie klausimai jus domina labiausiai. O jei įmanoma, dažniausiai užduodamus klausimus paversime projektų kūrimo MasterSCADA 4D pamoka.
Šaltinis: www.habr.com