Vďaka bohatým skúsenostiam v oblasti priemyselnej automatizácie vždy hľadáme tie najlepšie možnosti riešenia našich problémov. V závislosti od technických špecifikácií zákazníka sme si museli vybrať ten či onen hardvér a softvér. A ak neexistujú prísne požiadavky na inštaláciu zariadení Siemens v spojení s portálom TIA, potom spravidla padla voľba na MasterSCADA 3.XX. Nič však netrvá večne pod slnkom...
O mojich skúsenostiach s prechodom na MasterSCADA 4D, predpokladoch, vlastnostiach jeho práce na embedded počítačoch architektúry ARM pod strihom tohto článku.
Предпосылки
Nie je to tak dávno, čo sme začali testovať relatívne nový vývoj od Insat – MasterSCADA 4D. Predpokladov na to bolo viacero. Najprv sme uskutočnili niekoľko nezávislých prieskumov medzi odborníkmi v oblasti priemyselnej automatizácie, aby sme zistili, ktoré SCADA systémy sú najobľúbenejšie (obrázok 1). Podľa výsledkov prieskumu je systém MasterSCADA na prvom mieste medzi domácimi systémami.
Obrázok 1 – Výsledky prieskumu najpopulárnejších systémov SCADA (kliknite na obrázok)
Za druhý predpoklad možno považovať...
Teraz prejdime priamo k samotnému MasterSCADA 4D. Pozostáva z dvoch softvérových produktov, a to: vývojového prostredia a runtime prostredia. O tom, ako každá z týchto častí funguje, si povieme nižšie.
Vývojové prostredie
Projekt systému je vytvorený vo vývojovom prostredí MasterSCADA 4D, aby ste to dosiahli, musíte získať bezplatnú verziu na webovej stránke Insat a nainštalovať ju podľa pokynov.
Obrázok 2 – Rozhranie vývojového prostredia (kliknutím na obrázok)
Prvá vec, ktorá vás upúta, je príjemné rozhranie vývojového prostredia a pohodlná hierarchická štruktúra projektu. Teraz v jednom projekte môžete vytvoriť program nielen pre automatizované pracovisko, ale aj pre celé zariadenie, počnúc ovládačom a končiac serverom alebo pracovnou stanicou operátora.
Vývojové prostredie funguje iba na OS Windows, toto je relatívne známe a znesiteľné, ale behové prostredie (RunTime) milo prekvapilo svojou schopnosťou integrácie do rôznych operačných systémov a architektúr procesorov, ale o tom neskôr.
Potešila ma aj veľká knižnica vizualizačných prvkov. Špecialisti z rôznych oblastí budú môcť nájsť prvky vizualizácie pre seba bez toho, aby sa museli uchýliť k kresleniu alebo hľadaniu ikon na internete.
Obrázok 3 – Vizualizačné prvky (kliknutím na obrázok)
Komunikačné protokoly
Systém podporuje rôzne ovládače (výmenné protokoly), ktoré sú štandardne integrované do MasterSCADA 4D:
- Modbus TCP/RTU, RTU cez TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Merkúr (samostatná knižnica) atď.
Runtime prostredie
Runtime prostredie je možné spustiť na rôznych operačných systémoch a architektúrach osobných počítačov, RunTime môžete spustiť aj na lokálnom počítači, inštaluje sa spolu s vývojovým prostredím a beží hodinu (alebo 32 tagov) bez obmedzení.
Zariadenie AntexGate
MasterSCADA Runtime je predinštalovaný ako samostatná možnosť na zabudovanom počítači AntexGate s architektúrou procesora a operačným systémom ARM. Debian, vykonáme testy na tomto zariadení.
Obrázok 4 — Zariadenie AntexGate
Характеристики:
- CPU: 4-jadrový x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2 MHz RAM: LPDDR2 1024 MB
- Energeticky nezávislá pamäť: 8/16/32 GB eMMC
Môžete si prečítať viac o zariadení .
Spustite program vo výkonnom zariadení. Napríklad sme vytvorili dopytovanie a ovládanie zariadenia pomocou protokolu Modbus RTU, proces nastavenia dopytovania je intuitívny a trochu podobný nastavovaniu známeho OPC servera. Je pravda, že RunTime má teraz vstavané ovládače protokolu na výmenu údajov.
Ako príklad vytvoríme jednoduchý projekt na ovládanie troch čerpadiel a dvoch ventilov pre abstraktný výrobný proces. Vo vývojovom prostredí to vyzerá takto, ako na obrázku 5.
Obrázok 5 - Projekt vo vývojovom prostredí (obrázok, na ktorý sa dá kliknúť)
Výsledkom je jednoduchý mnemotechnický diagram (obrázok 6), ktorý funguje v akomkoľvek prehliadači, ktorý podporuje HTML5.
Obrázok 6 – Mnemotechnický diagram (animácia GIF je klikateľná)
Možnosti zobrazenia informácií HMI
Na exekučné prostredie je možné sa pripojiť cez WEB, táto možnosť nás neobmedzuje pri výbere klienta na prezeranie údajov na mnemotechnickom diagrame.
V našom prípade zariadenie poskytuje výstup informácií cez HDMI, Ethernet, 3G.
Pri pripojení cez HDMI pristupujeme k LocalHost 127.0 0.1:8043 cez vstavaný prehliadač v AntexGate alebo sa pripájame k pevnej IP:8043 adrese na internete alebo k podnikovej lokálnej sieti pomocou iného „tenkého klienta“.
Obrázok 7 – Štruktúra monitorovania webu (kliknutím na obrázok)
Zaujímavou novinkou bol dlho očakávaný protokol MQTT, ktorý zvyčajne nestačil na monitorovanie vzdialených objektov v SCADA systémoch.
Dnes má každý možnosť získať lacný VDS server na internete s pevnou IP adresou (napríklad server webovej stránky spoločnosti) a nasadiť naň MQTT Broker (napríklad Mosquito).
Po prijatí jedného servera s maklérom MQTT sa môžeme ľahko zbaviť drahých služieb operátora - pevnej IP a zaplatiť 900 rubľov ročne namiesto 4000 3 rubľov za komunikáciu XNUMXG.
Obrázok 8 – Štruktúra monitorovania MQTT (kliknutím na obrázok)
Takáto konštrukcia siete ušetrí nielen prevádzku, ale zabezpečí aj dáta, keďže prenos dát cez protokol Modbus TCP na internete nezaručuje bezpečnosť a kvalitu komunikácie.
Môžete tak predávať replikovateľné projekty, v ktorých si klient sám vyberie poskytovateľa internetu. A nikoho nebolí hlava s nastavovaním a prideľovaním IP adries: klient si sám vloží akúkoľvek SIM kartu alebo sa pripojí k routeru s DHCP serverom.
Výkon
Pre projekt je hlavnou vecou rýchlosť, s tým nám pomôžu takzvané „Úlohy“. V predvolenom nastavení má každý uzol pri svojom vytvorení iba jednu – hlavnú úlohu. Vývojár projektu ich môže vytvoriť toľko, koľko je potrebné pre fungovanie konkrétneho projektu. Vlastnosti výpočtu, napríklad cyklus výpočtu, budú závisieť od nastavení konkrétnej úlohy. Každý z nich bude v zariadení fungovať nezávisle od ostatných. Vytvorenie niekoľkých úloh sa odporúča, ak je potrebné zabezpečiť rôzne cykly výpočtu pre rôzne projektové programy.
Táto funkcia je zaujímavá najmä pre zariadenia, ktoré majú procesor s viacerými jadrami. Každá „Úloha“ sa spúšťa ako samostatný proces v systéme a záťaž je rovnomerne rozložená na procesor. Zariadenie AntexGate má ARM procesor so 4 jadrami na 1.2 GHz a 1 GB RAM, čo umožňuje vytvárať minimálne 4 veľké úlohy a rozložiť záťaž medzi jadrá. V porovnaní s PLC môže AntexGate poskytnúť minimálne 4-krát väčší výpočtový výkon za rovnakú cenu.
Obrázok 9 – Načítanie výpočtových možností AntexGate v režime runtime (kliknutím na obrázok)
Ako vidíme na obrázku 9, zaťaženie procesora nie je väčšie ako 2,5 % a je pridelených iba 61 MB pamäte. Malý runtime projekt teda spotrebuje veľmi málo vstavaných zdrojov.
Zariadenie je možné použiť nielen ako radič, ale aj ako plnohodnotný server s pollingom viac ako 2000 I/O bodov a schopnosťou podporovať viac ako 100 WEB klientov.
Napríklad pripojíme k zariadeniu 9 WEB klientov a pozrime si priebeh spotreby zdrojov (obrázok 10).
Obrázok 10 – Načítanie výpočtových možností AntexGate pri pripojení 9 WEB klientov (kliknutím na obrázok)
Ako môžete vidieť na obrázku vyššie, využitie procesora vzrástlo z priemerných 2,5 % na 6 % a bolo pridelených len 3 MB viac pamäte.
Vďaka veľkej zásobe výpočtových zdrojov zariadenia nemusí vývojár šetriť na kvalite programu vytvoreného v MasterSCADA 4D.
Viacplatformový
Chcel by som tiež poznamenať multiplatformový charakter posudzovaného systému SCADA, ktorý integrátorom poskytuje obrovský výber platforiem na implementáciu ich projektov. Vďaka tomuto prístupu je prechod medzi operačnými systémami alebo architektúrami PC veľmi jednoduchý.
Záver
MasterSCADA 4D je relatívne nový produkt od spoločnosti Insat. Dnes nie je toľko informácií o práci s týmto softvérovým produktom, ako by sme chceli. Môžete si však stiahnuť bezplatné vývojové prostredie z oficiálnych webových stránok spoločnosti, ktoré má veľmi podrobnú pomoc pri práci s programom.
Obrázok 11 – Okno pomocníka (kliknutím na obrázok)
Na záver by som chcel povedať, že tento článok obsahuje úvodné údaje o softvérovom produkte MasterSCADA 4D a veľa nehovorí. S vašou podporou však zverejníme podrobnejšie príklady a lekcie o práci s týmto softvérovým produktom.
Rád by som v komentároch videl, ktoré otázky vás zaujímajú najviac. A ak je to možné, najčastejšie otázky premeníme na lekciu tvorby projektov v MasterSCADA 4D.
Zdroj: hab.com
