Având o experiență destul de mare în domeniul automatizărilor industriale, suntem mereu în căutarea celor mai bune opțiuni pentru a ne rezolva problemele. În funcție de specificațiile tehnice ale clientului, a trebuit să alegem una sau alta bază hardware și software. Și dacă nu existau cerințe stricte pentru instalarea echipamentelor Siemens împreună cu portalul TIA, atunci, de regulă, alegerea a căzut pe MasterSCADA 3.XX. Cu toate acestea, nimic nu durează pentru totdeauna sub soare...
Despre experiența mea de a trece la MasterSCADA 4D, cerințele preliminare, caracteristicile lucrării sale pe computere încorporate cu arhitectură ARM, sub tăietura acestui articol.
Предпосылки
Am început să testăm o dezvoltare relativ nouă de la Insat - MasterSCADA 4D - nu cu mult timp în urmă. Existau mai multe premise pentru aceasta. În primul rând, am efectuat mai multe sondaje independente în rândul experților în domeniul automatizării industriale pentru a afla care sisteme SCADA sunt cele mai populare (Figura 1). Conform rezultatelor sondajului, sistemul MasterSCADA ocupă primul loc între sistemele casnice.
Figura 1 — Rezultatele unui sondaj al celor mai populare sisteme SCADA (poza pe care se poate face clic)
A doua condiție prealabilă poate fi luată în considerare...
Acum să trecem direct la MasterSCADA 4D în sine. Este format din două produse software, și anume: un mediu de dezvoltare și un mediu de rulare. Vom vorbi mai jos despre cum funcționează fiecare dintre aceste părți.
Mediu de dezvoltare
Proiectul de sistem este creat în mediul de dezvoltare MasterSCADA 4D; pentru a face acest lucru, trebuie să obțineți o versiune gratuită pe site-ul Insat și să o instalați urmând instrucțiunile.
Figura 2 — Interfața mediului de dezvoltare (poza se poate face clic)
Primul lucru care vă atrage atenția este interfața plăcută a mediului de dezvoltare și structura ierarhică convenabilă a proiectului. Acum, într-un singur proiect, puteți crea un program nu numai pentru un loc de muncă automatizat, ci și pentru întreaga unitate, începând cu controlerul și terminând cu serverul sau stația de lucru a operatorului.
Mediul de dezvoltare rulează doar pe sistemul de operare Windows, care este relativ familiar și tolerabil, dar mediul de rulare (RunTime) ne-a surprins plăcut prin capacitatea sa de a se integra în diverse sisteme de operare și arhitecturi de procesoare, dar mai multe despre asta mai târziu.
De asemenea, am fost mulțumit de biblioteca mare de elemente de vizualizare. Specialiștii din diverse domenii vor putea găsi singuri elemente de vizualizare fără a recurge la desen sau la căutarea pictogramelor pe Internet.
Figura 3 — Elemente de vizualizare (poza pe care se poate face clic)
Protocoale de comunicare
Sistemul acceptă diverse drivere (protocoale de schimb), care sunt integrate implicit în MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU peste TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercur (bibliotecă separată), etc.
Mediu de rulare
Mediul runtime poate fi lansat pe diverse sisteme de operare și arhitecturi de computere personale; puteți rula și RunTime pe o mașină locală; este instalat împreună cu mediul de dezvoltare și rulează timp de o oră (sau 32 de etichete) fără restricții.
Dispozitiv AntexGate
MasterSCADA Runtime este preinstalat ca o opțiune separată pe PC-ul încorporat AntexGate cu arhitectură de procesor ARM și sistemul de operare Debian; vom efectua teste pe acest dispozitiv.
Figura 4 — Dispozitiv AntexGate
Caracteristici:
- CPU: 4-core x64 ARM v8 Cortex-A53
- RAM de 1.2 Mhz: LPDDR2 1024 MB
- Memorie nevolatilă: 8/16/32 GB eMMC
Puteți citi mai multe despre dispozitiv .
Să rulăm programul în dispozitivul executiv. De exemplu, am creat sondarea și controlul dispozitivului folosind protocolul Modbus RTU; procesul de configurare a interogării este intuitiv și oarecum similar cu configurarea unui server OPC familiar. Adevărat, acum RunTime are drivere de protocol încorporate pentru schimbul de date.
De exemplu, să creăm un proiect simplu pentru a controla trei pompe și două supape pentru un proces de fabricație abstract. În mediul de dezvoltare arată astfel, ca în Figura 5.
Figura 5 - Proiect în mediul de dezvoltare (poza pe care se poate face clic)
Ca rezultat, am obținut o diagramă mnemonică simplă (Figura 6) care funcționează în orice browser care acceptă HTML5.
Figura 6 — Diagramă mnemonică (animația GIF se poate face clic)
Opțiuni de afișare a informațiilor HMI
Este posibilă conectarea la mediul de execuție prin WEB; această opțiune nu ne limitează în alegerea unui client pentru vizualizarea datelor pe diagrama mnemonică.
În cazul nostru, dispozitivul oferă ieșire de informații prin HDMI, Ethernet, 3G.
Când ne conectăm prin HDMI, accesăm LocalHost 127.0 0.1:8043 prin browserul încorporat în AntexGate sau ne conectăm la o adresă IP fixă:8043 de pe Internet sau rețeaua locală a întreprinderii cu un alt „client subțire”.
Figura 7 — Structura de monitorizare WEB (poza pe care se poate face clic)
Vestea interesantă a fost mult așteptatul protocol MQTT, care de obicei nu era suficient pentru monitorizarea obiectelor de la distanță în sistemele SCADA.
Astăzi, toată lumea are posibilitatea de a obține un server VDS ieftin pe Internet cu o adresă IP fixă (de exemplu, un server de site-ul web al companiei) și de a implementa MQTT Broker (de exemplu, Mosquito).
După ce am primit un server cu un broker MQTT, putem scăpa cu ușurință de serviciile costisitoare ale operatorului - IP fix și putem plăti 900 de ruble pe an în loc de 4000 de ruble pentru comunicațiile 3G.
Figura 8 — Structura de monitorizare MQTT (poza pe care se poate face clic)
O astfel de construcție a rețelei nu numai că va economisi trafic, ci va securiza și datele, deoarece transmisia de date prin protocolul Modbus TCP pe Internet nu garantează securitatea și calitatea comunicării.
Astfel, puteți vinde proiecte replicabile în care clientul își alege el însuși furnizorul de internet. Și nimeni nu are bătaie de cap cu configurarea și alocarea adreselor IP: clientul introduce el însuși orice cartelă SIM sau se conectează la un router cu un server DHCP.
viteză
Pentru proiect, principalul lucru este viteza, așa-numitele „Sarcini” ne vor ajuta în acest sens. În mod implicit, fiecare nod are doar unul când este creat - sarcina principală. Dezvoltatorul de proiect poate crea oricâte dintre ele este necesar pentru funcționarea unui anumit proiect. Caracteristicile calculului, de exemplu, ciclul de calcul, vor depinde de setările unei anumite sarcini. Fiecare dintre ele va funcționa independent de celelalte din dispozitiv. Crearea mai multor sarcini este recomandabilă dacă este necesar să se asigure cicluri de calcul diferite pentru diferite programe de proiect.
Această caracteristică este deosebit de interesantă pentru dispozitivele care au un procesor cu mai multe nuclee. Fiecare „sarcină” este lansată ca un proces separat în sistem, iar sarcina este distribuită uniform pe procesor. Dispozitivul AntexGate are un procesor ARM cu 4 nuclee la 1.2 GHz și 1 GB RAM, ceea ce vă permite să creați cel puțin 4 sarcini mari și să distribuiți sarcina pe nuclee. Comparativ cu un PLC, AntexGate poate oferi de cel puțin 4 ori mai multă putere de calcul la același preț.
Figura 9 — Încărcarea capabilităților de calcul AntexGate în modul de rulare (poza se poate face clic)
După cum putem vedea din Figura 9, sarcina procesorului nu este mai mare de 2,5% și sunt alocate doar 61 MB de memorie. Astfel, un proiect mic de rulare consumă foarte puține resurse încorporate.
Dispozitivul poate fi folosit nu numai ca controler, ci și ca server cu drepturi depline, cu interogare a mai mult de 2000 de puncte I/O și capacitatea de a suporta mai mult de 100 de clienți WEB.
De exemplu, să conectăm 9 clienți WEB la dispozitiv și să vedem progresul consumului de resurse (Figura 10).
Figura 10 — Încărcarea capacităților de calcul ale AntexGate atunci când conectați 9 clienți WEB (poza se poate face clic)
După cum puteți vedea din figura de mai sus, utilizarea procesorului a crescut de la o medie de 2,5% la 6% și au fost alocate doar 3MB mai multă memorie.
Datorită ofertei mari de resurse de calcul a dispozitivului, dezvoltatorul nu trebuie să se zgârească cu calitatea programului creat în MasterSCADA 4D.
Cross-platform
Aș dori, de asemenea, să remarc natura multiplatformă a sistemului SCADA luat în considerare, care oferă integratorilor o gamă largă de platforme pentru implementarea proiectelor lor. Datorită acestei abordări, trecerea între sistemele de operare sau arhitecturile PC este foarte simplă.
Concluzie
MasterSCADA 4D este un produs relativ nou de la Insat. Astăzi nu există atât de multe informații despre lucrul cu acest produs software pe cât ne-am dori. Cu toate acestea, puteți descărca un mediu de dezvoltare gratuit de pe site-ul oficial al companiei; are ajutor foarte detaliat pentru lucrul cu programul.
Figura 11 — Fereastra de ajutor (poza pe care se poate face clic)
În concluzie, aș dori să spun că acest articol conține date introductive despre produsul software MasterSCADA 4D și nu spune multe. Cu toate acestea, cu sprijinul dumneavoastră, vom lansa exemple și lecții mai detaliate despre lucrul cu acest produs software.
Aș vrea să văd în comentarii ce întrebări vă interesează cel mai mult. Și dacă este posibil, vom transforma cele mai frecvente întrebări într-o lecție despre crearea de proiecte în MasterSCADA 4D.
Sursa: www.habr.com