Med omfattende erfaring innen industriell automatisering søker vi kontinuerlig etter optimale løsninger på våre utfordringer. Avhengig av kundens tekniske spesifikasjoner, valgte vi ofte en spesifikk maskinvare- og programvareplattform. Med mindre det var strenge krav for installasjon av Siemens-utstyr i forbindelse med TIA-portalen, var MasterSCADA 3.XX vanligvis valget. Ingenting varer imidlertid evig...
Les om min erfaring med å bytte til MasterSCADA 4D, forutsetningene og detaljene for driften på innebygde datamaskiner med ARM-arkitektur.
Предпосылки
Vi begynte nylig å teste Insats relativt nye utvikling, MasterSCADA 4D. Det var flere grunner til dette. For det første gjennomførte vi flere uavhengige undersøkelser blant spesialister innen industriell automatisering for å finne ut hvilke SCADA-systemer som er mest populære (figur 1). I følge undersøkelsesresultatene rangerer MasterSCADA først blant husholdningssystemer.
Figur 1 – Resultater av en undersøkelse av de mest populære SCADA-systemene (klikkbart bilde)
Den andre forutsetningen kan vurderes ...
La oss nå gå videre til selve MasterSCADA 4D. Det består av to programvareprodukter: et utviklingsmiljø og et kjøretidsmiljø. Vi vil diskutere hver av disse komponentene nedenfor.
Utviklingsmiljø
Systemprosjektet opprettes i MasterSCADA 4D-utviklingsmiljøet. For å gjøre dette må du laste ned en gratisversjon fra Insat-nettstedet og installere den ved å følge instruksjonene.
Figur 2 – Grensesnitt for utviklingsmiljø (klikkbart bilde)
Det første som fanger blikket er det brukervennlige grensesnittet til utviklingsmiljøet og den praktiske hierarkiske strukturen for prosjektkonstruksjon. Nå kan du i ett enkelt prosjekt lage et program ikke bare for arbeidsstasjonen, men for hele anlegget, fra kontrolleren til serveren eller operatørens arbeidsstasjon.
Utviklingsmiljøet fungerer bare på operativsystemer Windows, dette er relativt kjent og tålelig, men kjøretidsmiljøet (RunTime) overrasket positivt med sin evne til å integreres i ulike operativsystemer og prosessorarkitekturer, men mer om det senere.
Jeg var også fornøyd med det store biblioteket med visualiseringselementer. Fagfolk fra ulike felt vil kunne finne visualiseringselementer uten å måtte tegne dem eller søke etter ikoner på nettet.
Figur 3 – Visualiseringselementer (klikkbart bilde)
Kommunikasjonsprotokoller
Systemet støtter diverse drivere (utvekslingsprotokoller), som er integrert i MasterSCADA 4D som standard:
- Modbus TCP/RTU, RTU over TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Merkur (separat bibliotek) og andre.
Kjøretidsmiljø
Kjøretidsmiljøet kan startes på ulike operativsystemer og PC-arkitekturer. Du kan også kjøre RunTime på en lokal maskin. Det installeres sammen med utviklingsmiljøet og kjører i en time (eller 32 tagger) uten begrensninger.
AntexGate-enhet
MasterSCADA Runtime er forhåndsinstallert som et separat alternativ på den innebygde AntexGate-PC-en med ARM-prosessorarkitektur og operativsystem. Debian, vil vi utføre tester på denne enheten.
Figur 4 — AntexGate-enhet
Spesifikasjoner:
- CPU: 4-kjerners x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 MHz RAM: LPDDR2 1024 MB
- Ikke-flyktig minne: 8/16/32 GB eMMC
Du kan lese mer om enheten .
La oss kjøre programmet i den utøvende enheten. I dette eksemplet har vi laget et enhetsavspørrings- og kontrollsystem ved hjelp av Modbus RTU-protokollen. Avspørringsoppsettprosessen er intuitiv og ligner noe på å sette opp en kjent OPC-server. RunTime inkluderer imidlertid nå innebygde protokolldrivere for datautveksling.
Som et eksempel, la oss lage et enkelt prosjekt for å kontrollere tre pumper og to ventiler, som kreves for en abstrakt produksjonsprosess. I utviklingsmiljøet ser det ut som figur 5.
Figur 5 – Prosjekt i utviklingsmiljøet (klikkbart bilde)
Som et resultat fikk vi et enkelt mnemonisk diagram (figur 6), som fungerer i alle nettlesere som støtter HTML5.
Figur 6 – Mnemonisk diagram (GIF-animasjonen er klikkbar)
Alternativer for visning av HMI-informasjon
Det er mulig å koble til kjøretidsmiljøet via WEB; dette alternativet begrenser oss ikke i valget av klient for visning av data på mnemonisk diagram.
I vårt tilfelle gir enheten informasjonsutgang via HDMI, Ethernet og 3G.
Når vi kobler til via HDMI, får vi tilgang til LocalHost 127.0 0.1:8043 gjennom den innebygde nettleseren i AntexGate, eller vi kobler til en fast IP:8043-adresse på Internett eller bedriftens lokale nettverk ved hjelp av en annen "tynn klient".
Figur 7 – Struktur for nettovervåking (klikkbart bilde)
En interessant utvikling var den lenge etterlengtede MQTT-protokollen, som tradisjonelt manglet for overvåking av eksterne objekter i SCADA-systemer.
I dag kan hvem som helst få en rimelig VDS-server på Internett med en fast IP-adresse (for eksempel en bedriftsnettstedserver) og distribuere en MQTT-megler (for eksempel Mosquito) på den.
Ved å få én server hos en MQTT-megler, kan vi enkelt droppe operatørens dyre faste IP-tjenester og betale 900 rubler per år i stedet for 4000 rubler for 3G-kommunikasjon.
Figur 8 – MQTT-overvåkingsstruktur (klikkbart bilde)
Dette nettverksdesignet vil ikke bare spare trafikk, men også sikre data, ettersom overføring av data via Modbus TCP-protokollen over Internett ikke garanterer kommunikasjonens sikkerhet og kvalitet.
På denne måten kan du selge gjenbrukbare prosjekter der klienten velger sin egen internettleverandør. Og ingen trenger å bekymre seg for å sette opp og tildele IP-adresser: klienten setter ganske enkelt inn et hvilket som helst SIM-kort eller kobler seg til en ruter med en DHCP-server.
fart
Ytelse er avgjørende for et prosjekt, og såkalte «oppgaver» vil hjelpe oss med å oppnå dette. Som standard har hver node bare én – hovedoppgaven – ved opprettelse. Prosjektutvikleren kan opprette så mange som trengs for et bestemt prosjekt. Beregningsfunksjoner, som beregningssyklusen, vil avhenge av innstillingene for hver oppgave. Hver oppgave vil fungere uavhengig av de andre på enheten. Det anbefales å opprette flere oppgaver hvis det er nødvendig å støtte forskjellige beregningssykluser for forskjellige programmer i prosjektet.
Denne funksjonen er spesielt nyttig for enheter med en flerkjerneprosessor. Hver "oppgave" kjører som en separat prosess i systemet, og belastningen fordeles jevnt over prosessoren. AntexGate-enheten er utstyrt med en ARM-prosessor med fire 1.2 GHz-kjerner og 1 GB RAM, slik at den kan opprette minst fire store oppgaver og fordele belastningen over kjernene. Sammenlignet med en PLS kan AntexGate-enheten gi minst fire ganger så mye datakraft til samme pris.
Figur 9 – Laster inn AntexGates databehandlingsfunksjoner i kjøretidsmodus (klikkbart bilde)
Som vi kan se fra figur 9, er CPU-bruken ikke mer enn 2,5 %, og bare 61 MB minne er allokert. Dermed bruker dette lille prosjektet svært få innebygde ressurser i kjøretid.
Enheten kan ikke bare brukes som en kontroller, men også som en fullverdig server med avspørring av mer enn 2000 input/output-punkter og muligheten til å støtte mer enn 100 WEB-klienter.
La oss for eksempel koble ni WEB-klienter til enheten og se på fremdriften for ressursforbruket (figur 10).
Figur 10 – Lasting av AntexGate-datakapasitet ved tilkobling av 9 WEB-klienter (klikkbart bilde)
Som du kan se av figuren ovenfor, har CPU-bruken økt fra 2,5 % til 6 % i gjennomsnitt, mens minneallokeringen bare har økt med 3 MB.
Takket være enhetens store dataressurser trenger ikke utvikleren å spare på kvaliteten på programmet som er laget i MasterSCADA 4D.
Kryssplattform
Jeg vil også fremheve den plattformuavhengige naturen til SCADA-systemet vi vurderer, noe som gir integratorer et bredt utvalg av plattformer for å implementere prosjektene sine. Denne tilnærmingen gjør det veldig enkelt å bytte mellom operativsystemer eller PC-arkitekturer.
Konklusjon
MasterSCADA 4D er et relativt nytt produkt fra Insat. For øyeblikket er det ikke så mye informasjon tilgjengelig om hvordan man bruker denne programvaren som man skulle ønske. Du kan imidlertid laste ned et gratis utviklingsmiljø fra selskapets offisielle nettsted, som inkluderer en svært detaljert hjelpefil.
Figur 11 – Hjelpevindu (klikkbart bilde)
Avslutningsvis vil jeg påpeke at denne artikkelen kun gir innledende informasjon om MasterSCADA 4D-programvaren, og at mye ikke er sagt. Med din støtte vil vi imidlertid gi ut mer detaljerte eksempler og veiledninger om bruk av denne programvaren.
Vi vil gjerne høre om de oftest stilte spørsmålene dine i kommentarfeltet. Vi vil omgjøre de oftest stilte spørsmålene til en veiledning om hvordan du lager prosjekter i MasterSCADA 4D, hvis mulig.
Kilde: www.habr.com
