Med ganske mye erfaring innen industriell automasjon, er vi alltid på jakt etter de beste alternativene for å løse problemene våre. Avhengig av kundens tekniske spesifikasjoner, måtte vi velge en eller annen maskinvare- og programvarebase. Og hvis det ikke var noen strenge krav for å installere Siemens-utstyr i forbindelse med TIA-portalen, falt valget som regel på MasterSCADA 3.XX. Men ingenting varer evig under solen...
Om min erfaring med å bytte til MasterSCADA 4D, forutsetninger, funksjoner i arbeidet med innebygde datamaskiner med ARM-arkitektur under klippet av denne artikkelen.
Предпосылки
Vi begynte å teste en relativt ny utvikling fra Insat – MasterSCADA 4D – for ikke så lenge siden. Det var flere forutsetninger for dette. Først gjennomførte vi flere uavhengige undersøkelser blant eksperter innen industriell automasjon for å finne ut hvilke SCADA-systemer som er mest populære (Figur 1). I følge undersøkelsesresultatene tar MasterSCADA-systemet førsteplassen blant innenlandske systemer.
Figur 1 — Resultater av en undersøkelse av de mest populære SCADA-systemene (bilde klikkbart)
Den andre forutsetningen kan vurderes...
La oss nå gå direkte til selve MasterSCADA 4D. Den består av to programvareprodukter, nemlig: et utviklingsmiljø og et kjøretidsmiljø. Vi vil snakke om hvordan hver av disse delene fungerer nedenfor.
Utviklingsmiljø
Systemprosjektet er opprettet i MasterSCADA 4D-utviklingsmiljøet; for å gjøre dette må du få en gratisversjon på Insat-nettstedet og installere den ved å følge instruksjonene.
Figur 2 — Grensesnitt for utviklingsmiljø (bilde klikkbart)
Det første som fanger oppmerksomheten er det hyggelige grensesnittet til utviklingsmiljøet og den praktiske hierarkiske strukturen til prosjektet. Nå i ett prosjekt kan du lage et program ikke bare for en automatisert arbeidsplass, men også for hele anlegget, som starter med kontrolleren og slutter med serveren eller operatørens arbeidsstasjon.
Utviklingsmiljøet kjører kun på Windows OS, som er relativt kjent og tålelig, men runtime-miljøet (RunTime) overrasket oss positivt med sin evne til å integrere i ulike operativsystemer og prosessorarkitekturer, men mer om det senere.
Jeg var også fornøyd med det store biblioteket med visualiseringselementer. Spesialister fra ulike felt vil kunne finne visualiseringselementer for seg selv uten å ty til å tegne eller søke etter ikoner på Internett.
Figur 3 — Visualiseringselementer (bilde klikkbart)
Коммуникационные протоколы
Systemet støtter ulike 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
- Mercury (separat bibliotek) etc.
Runtime miljø
Runtime-miljøet kan startes på forskjellige operativsystemer og personlige datamaskinarkitekturer; 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 eget alternativ på AntexGate innebygd PC med ARM-prosessorarkitektur og Debian-operativsystemet; vi vil 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. For eksempel opprettet vi polling og enhetskontroll ved å bruke Modbus RTU-protokollen; prosessen med å sette opp polling er intuitiv og ligner litt på å sette opp en kjent OPC-server. Riktignok har RunTime nå innebygde protokolldrivere for datautveksling.
Som et eksempel, la oss lage et enkelt prosjekt for å kontrollere tre pumper og to ventiler for en abstrakt produksjonsprosess. I utviklingsmiljøet ser det slik ut, som i figur 5.
Figur 5 - Prosjekt i utviklingsmiljøet (bilde klikkbart)
Som et resultat fikk vi et enkelt mnemonisk diagram (figur 6) som fungerer i alle nettlesere som støtter HTML5.
Figur 6 — Mnemonisk diagram (GIF-animasjon er klikkbar)
HMI-informasjonsvisningsalternativer
Det er mulig å koble til utførelsesmiljøet via WEB; dette alternativet begrenser oss ikke når det gjelder å velge en klient for å se data på mnemonikkdiagrammet.
В нашем случае на устройстве предусмотрен вывод информации через HDMI, Ethernet, 3G.
Ved tilkobling via HDMI får vi tilgang til LocalHost 127.0 0.1:8043 gjennom den innebygde nettleseren i AntexGate, eller kobler til en fast IP:8043-adresse på Internett eller bedriftens lokale nettverk med en annen "tynn klient".
Figur 7 — WEB-overvåkingsstruktur (bilde klikkbart)
Interessante nyheter var den etterlengtede MQTT-protokollen, som vanligvis ikke var nok til å overvåke eksterne objekter i SCADA-systemer.
I dag har alle muligheten til å få en rimelig VDS-server på Internett med en fast IP-adresse (for eksempel en bedriftsnettsideserver) og distribuere MQTT Broker (for eksempel Mosquito) på den.
Etter å ha mottatt en server med en MQTT-megler, kan vi enkelt kvitte oss med dyre operatørtjenester - fast IP og betale 900 rubler per år i stedet for 4000 rubler for 3G-kommunikasjon.
Figur 8 — MQTT-overvåkingsstruktur (bilde klikkbart)
En slik nettverkskonstruksjon vil ikke bare spare trafikk, men vil også sikre data, siden dataoverføring via Modbus TCP-protokollen på Internett ikke garanterer sikkerheten og kvaliteten på kommunikasjonen.
Dermed kan du selge replikerbare prosjekter der klienten selv velger internettleverandøren. Og ingen har hodepine med å sette opp og tildele IP-adresser: klienten setter inn et hvilket som helst SIM-kort selv eller kobler til en ruter med en DHCP-server.
fart
For prosjektet er hovedsaken hastighet, såkalte "Tasks" vil hjelpe oss med dette. Som standard har hver node bare én når den er opprettet - Hovedoppgaven. Prosjektutvikleren kan lage så mange av dem som er nødvendig for driften av et bestemt prosjekt. Funksjoner i beregningen, for eksempel beregningssyklusen, vil avhenge av innstillingene for en bestemt oppgave. Hver av dem vil fungere uavhengig av de andre i enheten. Det anbefales å lage flere oppgaver hvis det er nødvendig å gi ulike beregningssykluser for ulike prosjektprogrammer.
Denne funksjonen er spesielt interessant for enheter som har en prosessor med flere kjerner. Hver "Task" lanseres som en egen prosess i systemet og belastningen fordeles jevnt over prosessoren. AntexGate-enheten har en ARM-prosessor med 4 kjerner på 1.2 GHz og 1 GB RAM, som lar deg lage minst 4 store oppgaver og fordele belastningen utover kjernene. Sammenlignet med en PLS, kan AntexGate gi minst 4 ganger mer datakraft for samme pris.
Figur 9 – Laster AntexGate-databehandlingsfunksjoner i kjøretidsmodus (bilde klikkbart)
Som vi kan se fra figur 9, er CPU-belastningen ikke mer enn 2,5 %, og bare 61 MB minne er tildelt. Dermed bruker et lite kjøretidsprosjekt svært få innebygde ressurser.
Enheten kan brukes ikke bare som en kontroller, men også som en fullverdig server med polling av mer enn 2000 I/O-punkter og muligheten til å støtte mer enn 100 WEB-klienter.
La oss for eksempel koble 9 WEB-klienter til enheten og se fremdriften for ressursforbruket (Figur 10).
Figur 10 — Laster databehandlingsmulighetene til AntexGate når du kobler til 9 WEB-klienter (bilde klikkbart)
Как видно из рисунка выше, загрузка ЦП поднялась в среднем с 2,5% до 6%, а памяти выделено всего на 3Мб больше.
Takket være den store tilgangen på dataressurser til enheten, trenger ikke utvikleren å spare på kvaliteten på programmet opprettet i MasterSCADA 4D.
Kryssplattform
Также хочется отметить кроссплатформенность рассматриваемой SCADA-системы, которая дает интеграторам огромный выбор платформ для реализации своих проектов. Благодаря такому подходу переход между операционными системами или архитектурами ПК происходит очень просто.
Konklusjon
MasterSCADA 4D er et relativt nytt produkt fra Insat. I dag er det ikke så mye informasjon om å jobbe med dette programvareproduktet som vi ønsker. Du kan imidlertid laste ned et gratis utviklingsmiljø fra selskapets offisielle nettsted; det har veldig detaljert hjelp til å jobbe med programmet.
Figur 11 — Hjelpevindu (bilde klikkbart)
Avslutningsvis vil jeg si at denne artikkelen inneholder introduksjonsdata om programvareproduktet MasterSCADA 4D og sier ikke så mye. Med din støtte vil vi imidlertid gi ut mer detaljerte eksempler og leksjoner om arbeid med dette programvareproduktet.
Jeg vil gjerne se i kommentarene hvilke spørsmål som interesserer deg mest. Og hvis mulig, vil vi gjøre de oftest stilte spørsmålene til en leksjon om å lage prosjekter i MasterSCADA 4D.
Kilde: www.habr.com