OVEN PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC e SCADA, ou quanto de chá de camomila uma pessoa precisa. Parte 2

Bom dia, amigos. A segunda parte da revisão acompanha a primeira, e hoje estou escrevendo uma análise sobre o nível superior mencionado no título do sistema.

No grupo de ferramentas de nível superior, temos todo o software e hardware que fica acima da rede PLC (IDE para PLC, HMI, utilitários para inversores, módulos etc. não estão incluídos aqui).

A estrutura do sistema da primeira parte está novamente anexada, para facilitar a compreensão do que está em discussão.

Assim, o nível superior inclui:

• Gateway PC, roteando o tráfego entre duas redes (Rede PLC e LAN da empresa)
• Servidor OPC — Software que coleta dados da rede Modbus TCP e os interpreta para processamento no SCADA e no banco de dados
• SCADA — Um conjunto de software que inclui servidor e clientes. Nossa interface gráfica para monitoramento e controle de processos
• SGBD — Software que nos permite arquivar dados recebidos no SCADA e, se necessário, recuperá-los para visualizar gráficos, logs e gerar relatórios

Não vou abordar a rede corporativa da empresa, pois isso está sob a responsabilidade do nosso administrador de sistemas, mas contarei como interagi com ele, quais tarefas defini, ao descrever a implementação do sistema, e não a análise.

Então, vamos começar

Primeiro de tudo, vamos implementar fisicamente o hardware que vai operar conosco. Em termos de hardware, para funcionar em duas diferentes redes, o computador exige duas interfaces de rede. O primeiro foi o adaptador on-motherboard (para trabalhar na rede corporativa), e o segundo (para trabalhar no Modbus-TCP) eu instalei no slot PCI-E e conectei um cabo patch ao roteador (só para não espalhar fios do armário com PLC até o PC pelo escritório. Do lado do PLC, é claro, também instalamos um roteador.).

Na verdade, isso é suficiente para que o computador funcione em cada uma das redes, mas por padrão as redes não se veem. Será necessário acionar mais algumas configurações.

Aspectos importantes da configuração de conexões de rede:

1. A conexão na rede corporativa não deve ser realizada com a obtenção de endereço do servidor DHCP, é necessário definir as configurações do adaptador manualmente (o endereço não deve estar dentro do intervalo de endereços DHCP), obrigando a indicar o gateway de rede. Isso será muito importante posteriormente ao organizar acesso remoto.
2. Não tente fazer uma ponte de rede entre os adaptadores; toda a roteação é realizada com o serviço correspondente do Windows ativado.
3. Se você deseja acessar a rede PLC de qualquer computador KС, deve configurar a roteação para ser executada pelo gateway principal da rede.
4. Para organização de acesso remoto, recomendo usar portas livres não padrão para afastar hackers amadores imediatamente.
5. Nenhum software adicional é necessário; tudo é feito com os recursos padrão do Windows.

Software

Quis escolher produtos que corresponderiam a determinados critérios:

• Fabricante nacional — mesmo que eu consiga entrar em contato com o suporte técnico em inglês por todos os canais disponíveis, nem todos os meus colegas podem se gabar disso. O atendimento ao sistema deve ser acessível a todos, para que, pelo menos, eu não seja incomodado durante as férias.
  Além disso, cabe destacar que o custo do software nacional está mais alinhado com nossa realidade e é aceitável para os clientes.
• Relativamente novo, mas, ao menos, um pouco testado, simplesmente porque quero estar atualizado.
• Interface agradável e estética — algo que nem toda SCADA pode se gabar. Infelizmente, o design em ferramentas de automação ainda levará tempo, mas as qualidades do produto final devem ser vistas em alto nível.
• Integração mútua fácil de OPC, SCADA e SGBD (sem complicações, o mínimo necessário de cliques), para que possamos enviar para a Kamchatka (no sentido literal, temos fábricas de clientes lá) um simples ajustador de ASUТП, e não um arquiteto de sistemas.

Servidor OPC

Durante a apresentação do MasterSCADA 4D, enquanto testava o PLC, visitei ativamente o site do fabricante e vi que eles oferecem servidores OPC desenvolvidos internamente para praticamente qualquer protocolo de transmissão de dados. Para o protocolo Modbus, eles oferecem um separado. Master OPC Universal Modbus Server, ou seja, ele só consegue se comunicar em Modbus.

Abaixo está uma captura de tela da interface: bastante concisa, na minha opinião, sem excessos, mas talvez um usuário experiente sinta falta de algo.

Limitação da versão gratuita — 32 tags., mas eu coloquei as variáveis booleanas nos registros e enviei isso como um único tag LONG INT, e no SCADA, eu já 'desmontei' em bits, uma pequena artimanha, espero que não venham atrás de mim. A propósito, nem todos os SCADAs conseguem acessar bits individuais de uma palavra, então o método não é universal.

Levei cerca de um minuto para receber o primeiro tag REAL type após a instalação do OPC, então não procurei mais, a simplicidade me agradou. No entanto, é justo notar que este software até prevê a execução de scripts personalizados para recepção de dados, o que pode expandir significativamente a funcionalidade nas mãos habilidosas.

Sistema SCADA

Nesta questão, não me refiro apenas à criação de um ambiente bonito e funcional para o usuário, mas também à conveniência para o desenvolvedor, pois um programador que folheia a documentação por pelo menos 15 minutos em uma hora para encontrar a informação necessária perde até 2 horas por dia (apenas aritmeticamente), o que equivale a 25% do dia de trabalho. Vale observar que não considero minha escolha absolutamente objetiva, a gosto e a cor, como dizem...

O mercado nacional de sistemas SCADA nos oferece:

• Simple SCADA
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• OVEN Telemechanics LIGHT
• KASKAD

Confesso que não procurei mais, talvez haja algo a mais. Considerando que fiz minha escolha, significa que a operação foi bem-sucedida. Vamos analisar esses sistemas, lembrando os critérios descritos acima:

1. KASKAD — imediatamente recebeu a mais baixa avaliação em visualização, eu nem baixei o distribuidor. Os elementos de controle que escaparam do Win95 deram um ponto final para mim neste software.
   Sem avaliação
2. OVEN Telemechanics LIGHT — também não baixei, mas as razões aqui não estão apenas na interface, embora eu também ache que ela deixa a desejar. Primeiro, os produtos OVEN, após um mês e meio de teste e depuração do PLC com os módulos, despertam em mim preocupações legítimas quanto à confiabilidade e flexibilidade. Em segundo lugar, este SCADA é posicionado como um sistema de monitoramento e controle em redes de distribuição de energia, em primeiro lugar. Para minhas necessidades na indústria alimentícia não é totalmente adequado (mesmo que consiga fazer tudo, os especialistas de marketing ainda restringiram o público-alvo). Portanto, passo.
   Sem avaliação
3. MasterSCADA 4D — à primeira vista, esta é a opção mais óbvia e simples. Explicando:
   • Não requer a instalação separada de um servidor OPC ao trabalhar com PLC OVEN, os drivers já estão incluídos
   • No geral, uma interface bastante agradável e bonita, os controles também são fortes 4/5
   • Ambiente de design confortável

   Tudo parecia perfeito e bom, eu considerava esse sistema sem alternativas, quando peguei o controlador nas mãos, MAS:

   Em um belo dia, abri o projeto em modo RunTime (simulação de funcionamento), e surgiram 4 janelas vazias, esfreguei os olhos, fechei, verifiquei o gerenciador de projetos, reiniciei - a mesma coisa. Depois, uma série de manobras padrão, como análise das alterações realizadas, reinicializações de PC e assim por diante, que não resultaram em nada. Resultado: removi o distribuidor para tempos melhores, não tenho vontade de investigar, é pouco confiável.

   Classificação: 3.5/5 Boa embalagem, conteúdo não muito bom

4. Simplight — admito que me encantei com a relação funcionalidade/preço do boletim técnico no site do fabricante. Lá está também Servidor web e SMS, E-mail e muitos clientes e muitos OPC conectáveis, tudo isso custa cerca de 5000 rublos no momento da escrita do artigo — uma bagatela. E se você é um desenvolvedor e fizer um pedido separado no formulário online do site, eles lhe enviarão uma versão do distribuidor com 200 tags sem quaisquer restrições, o que, na minha opinião, é muito legal. Isso é, sem dúvida, um ponto positivo.

   Agora os pontos negativos:

   Principal: a IDE é um conjunto de utilitários independentes que têm funcionalidades limitadas, o que significa que ao trabalhar em um único projeto, você será obrigado a manter 3-4 janelas abertas + ajuda + documentação, o que não é nada conveniente nem mesmo em um sistema de múltiplos monitores.

   • A aparência está abaixo da média, parece que foi desenhada no Paint
   • A ajuda é muito escassa
   • Funcionalidade bastante comprimida, bem visível ao configurar tendências e gráficos
   • O editor de scripts é visivelmente pixelado, o que machuca os olhos
   • A configuração de tags de software é um prazer e tanto
   • Se você quiser apenas trazer o projeto em um pen drive para edição em outro PC, isso é bastante complicado. A estrutura de arquivos dos projetos é confusa
   • Os especialistas de vendas entram de forma intensa em sua vida, o que é irritante

   Na imagem: editor de scripts Simplight

   
   
   Classificação: 3.0/5 O conteúdo é bom, mas a embalagem não tem nada

5. Simple SCADA — esta é a minha escolha, aqui eu provavelmente serei tendencioso, mas, ainda assim. O fabricante oferece 2 tipos de DEMO: Com uma limitação de 64 tags externas e uma funcionalidade levemente reduzida ou totalmente funcional com uma restrição de Runtime de 1 hora (após o que o servidor SCADA precisa ser reiniciado). O custo do distribuidor na configuração mais simples começa a partir de 6900r. no momento da redação do artigo.

   
   
   Acesso direto aos sistemas de cabos transpacíficos. Ping mínimo para a China, Japão, Austrália e costa oeste dos EUA.

   • Muito bonita, tanto a IDE quanto os elementos de controle
   • Documentação rica, tudo descrito de A a Z
   • Integração simples de dados do servidor OPC
   • Interface muito simples, até intuitiva
   • Integração fácil de SGBD
   • Para iniciar o cliente remoto não é necessário presença de um projeto
   • Ótimo gerador de relatórios
   • Para todos os objetos, existem eventos do tipo OnClick, OnMouseEnter, etc. No geral, a IDE é semelhante a um editor simplificado do Delphi Embarcadero, e o editor de scripts tem sugestões

   Pontos negativos:

   • Os elementos de controle que podem ser usados não são muitos (existe a possibilidade de criação de personalizados)
   • Como o SCADA é praticamente Plug and Play, penso que existem limitações de funcionalidade, mas não encontrei nenhuma
   • Tendências com painel de controle completo (dimensionamento, pausa, rolagem) são exibidas apenas em uma janela separada
   • Por licença totalmente funcional terá que ser bem paga (a partir de 38000r. ou mais)

   Avaliação: 4.5/5 O conteúdo é bom, a embalagem é boa

Banco de dados

Aqui a escolha foi muito mais fácil, o Simple SCADA oferece dois produtos: MS SQL Server e MySQL. O segundo me pareceu mais próximo, pois já trabalhei com ele antes, então fiquei com esse.

Posso destacar que toda a configuração de arquivamento se resume à instalação do pacote da Oracle e sua configuração simples, e depois a conexão em um clique no SCADA.

Em seguida, escolhemos no gerenciador de tags o que arquivar e o que não arquivar e aproveitamos.

Agradeço a todos pela atenção.

A seguir vem uma série de artigos com uma descrição sequencial das soluções para os problemas que enfrentei e, como resultado, a criação de um sistema passo a passo.

Fonte: habr.com