Med ganska mycket erfarenhet inom området industriell automation letar vi alltid efter de bästa alternativen för att lösa våra problem. Beroende på kundens tekniska specifikationer var vi tvungna att välja en eller annan hård- och mjukvarubas. Och om det inte fanns några strikta krav för att installera Siemens-utrustning i samband med TIA-portalen, föll valet som regel på MasterSCADA 3.XX. Men ingenting varar för evigt under solen...
Om min erfarenhet av att byta till MasterSCADA 4D, förutsättningar, funktioner i dess arbete på inbäddade datorer med ARM-arkitektur under klippet av denna artikel.
Предпосылки
Vi började testa en relativt ny utveckling från Insat – MasterSCADA 4D – för inte så länge sedan. Det fanns flera förutsättningar för detta. Först genomförde vi flera oberoende undersökningar bland experter inom området industriell automation för att ta reda på vilka SCADA-system som är mest populära (Figur 1). Enligt undersökningsresultaten tar MasterSCADA-systemet förstaplatsen bland inhemska system.
Figur 1 — Resultat av en undersökning av de mest populära SCADA-systemen (klickbar på bilden)
Den andra förutsättningen kan övervägas...
Låt oss nu gå direkt till själva MasterSCADA 4D. Den består av två mjukvaruprodukter, nämligen: en utvecklingsmiljö och en runtime-miljö. Vi kommer att prata om hur var och en av dessa delar fungerar nedan.
Utvecklingsmiljö
Systemprojektet skapas i MasterSCADA 4D-utvecklingsmiljön för att göra detta, måste du skaffa en gratisversion på Insat-webbplatsen och installera den enligt instruktionerna.
Figur 2 — Gränssnitt för utvecklingsmiljö (klickbar på bilden)
Det första som fångar ditt öga är det trevliga gränssnittet i utvecklingsmiljön och den bekväma hierarkiska strukturen i projektet. Nu i ett projekt kan du skapa ett program inte bara för en automatiserad arbetsplats, utan också för hela anläggningen, från styrenheten och slutar med servern eller operatörens arbetsstation.
Utvecklingsmiljön fungerar bara på operativsystem Windows, detta är relativt bekant och tolererbart, men runtime-miljön (RunTime) överraskade positivt med sin förmåga att integreras i olika operativsystem och processorarkitekturer, men mer om det senare.
Jag var också nöjd med det stora biblioteket med visualiseringselement. Specialister från olika områden kommer att kunna hitta visualiseringselement för sig själva utan att behöva rita eller söka efter ikoner på Internet.
Figur 3 — Visualiseringselement (klickbar på bilden)
Kommunikationsprotokoll
Systemet stöder olika drivrutiner (utbytesprotokoll), som är integrerade i MasterSCADA 4D som standard:
- Modbus TCP/RTU, RTU över TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Kvicksilver (separat bibliotek) etc.
Runtime miljö
Runtimemiljön kan startas på olika operativsystem och persondatorarkitekturer. Du kan även köra RunTime på en lokal maskin.
AntexGate-enhet
MasterSCADA Runtime är förinstallerat som ett separat tillval på den inbyggda AntexGate-datorn med ARM-processorarkitektur och operativsystem. Debian, kommer vi att utföra tester på den här enheten.
Figur 4 — AntexGate-enhet
Funktioner:
- CPU: 4-kärnig x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Icke-flyktigt minne: 8/16/32GB eMMC
Du kan läsa mer om enheten .
Låt oss köra programmet i den verkställande enheten. Som ett exempel skapade vi polling och enhetskontroll med hjälp av Modbus RTU-protokollet. Processen för att ställa in polling är intuitiv och liknar att sätta upp en välbekant OPC-server. Det är sant, nu har RunTime inbyggda protokolldrivrutiner för datautbyte.
Som ett exempel, låt oss skapa ett enkelt projekt för att styra tre pumpar och två ventiler för en abstrakt tillverkningsprocess. I utvecklingsmiljön ser det ut så här, som i figur 5.
Figur 5 - Projekt i utvecklingsmiljön (klickbar på bilden)
Som ett resultat fick vi ett enkelt mnemondiagram (Figur 6) som fungerar i alla webbläsare som stöder HTML5.
Figur 6 — Mnemonisk diagram (GIF-animering är klickbar)
HMI-informationsvisningsalternativ
Det är möjligt att ansluta till exekveringsmiljön via WEB. Detta alternativ begränsar oss inte när det gäller att välja en klient för visning av data på mnemondiagrammet.
I vårt fall ger enheten informationsutmatning via HDMI, Ethernet, 3G.
När vi ansluter via HDMI kommer vi åt LocalHost 127.0 0.1:8043 via den inbyggda webbläsaren i AntexGate, eller ansluter till en fast IP:8043-adress på Internet eller företagets lokala nätverk med en annan "tunn klient".
Figur 7 — WEB-övervakningsstruktur (klickbar på bilden)
Intressanta nyheter var det efterlängtade MQTT-protokollet, som vanligtvis inte räckte till för att övervaka fjärrobjekt i SCADA-system.
Idag har alla möjlighet att få en billig VDS-server på Internet med en fast IP-adress (till exempel en företagswebbserver) och installera MQTT Broker (till exempel Mosquito) på den.
Efter att ha fått en server med en MQTT-mäklare kan vi enkelt bli av med dyra operatörstjänster - fast IP och betala 900 rubel per år istället för 4000 rubel för 3G-kommunikation.
Figur 8 — MQTT-övervakningsstruktur (klickbar på bilden)
En sådan nätverkskonstruktion kommer inte bara att spara på trafik, utan kommer också att säkra data, eftersom dataöverföring via Modbus TCP-protokollet på Internet inte garanterar säkerheten och kvaliteten på kommunikationen.
Således kan du sälja replikerbara projekt där kunden själv väljer internetleverantör. Och ingen har huvudvärk med att ställa in och tilldela IP-adresser: klienten sätter in valfritt SIM-kort själv eller ansluter till en router med en DHCP-server.
Hastighetsprestanda
För projektet är huvudsaken snabbhet, så kallade "Tasks" kommer att hjälpa oss med detta. Som standard har varje nod bara en när den skapas - huvuduppgiften. Projektutvecklaren kan skapa så många av dem som behövs för driften av ett visst projekt. Funktioner i beräkningen, till exempel beräkningscykeln, kommer att bero på inställningarna för en viss uppgift. Var och en av dem kommer att fungera oberoende av de andra i enheten. Det är tillrådligt att skapa flera uppgifter om det är nödvändigt att tillhandahålla olika beräkningscykler för olika projektprogram.
Denna funktion är särskilt intressant för enheter som har en processor med flera kärnor. Varje "Task" lanseras som en separat process i systemet och belastningen fördelas jämnt över processorn. AntexGate-enheten har en ARM-processor med 4 kärnor på 1.2 GHz och 1 GB RAM, vilket gör att du kan skapa minst 4 stora uppgifter och fördela belastningen över kärnorna. Jämfört med en PLC kan AntexGate ge minst 4 gånger mer datorkraft för samma pris.
Figur 9 — Laddar AntexGate-datorfunktioner i körtidsläge (klickbar på bilden)
Som vi kan se från figur 9 är CPU-belastningen inte mer än 2,5 %, och endast 61 MB minne är allokerat. Ett litet körtidsprojekt förbrukar alltså väldigt få inbyggda resurser.
Enheten kan användas inte bara som en kontroller, utan också som en fullfjädrad server med polling av mer än 2000 I/O-punkter och möjlighet att stödja mer än 100 WEB-klienter.
Låt oss till exempel ansluta 9 WEB-klienter till enheten och se resursförbrukningens framsteg (Figur 10).
Figur 10 — Laddar beräkningsmöjligheterna för AntexGate vid anslutning av 9 WEB-klienter (klickbar på bilden)
Som du kan se i figuren ovan har CPU-utnyttjandet ökat från i genomsnitt 2,5% till 6%, och endast 3MB mer minne har allokerats.
Tack vare enhetens stora utbud av datorresurser behöver utvecklaren inte snåla med kvaliteten på programmet som skapats i MasterSCADA 4D.
Tvärplattform
Jag skulle också vilja notera den plattformsoberoende karaktären hos SCADA-systemet som övervägs, vilket ger integratörer ett stort urval av plattformar för att implementera sina projekt. Tack vare detta tillvägagångssätt är övergången mellan operativsystem eller PC-arkitekturer mycket enkel.
Slutsats
MasterSCADA 4D är en relativt ny produkt från Insat. Idag finns det inte så mycket information om att arbeta med denna mjukvaruprodukt som vi skulle vilja. Du kan dock ladda ner en gratis utvecklingsmiljö från företagets officiella webbplats, den har mycket detaljerad hjälp med att arbeta med programmet.
Figur 11 — Hjälpfönster (klickbar på bilden)
Sammanfattningsvis skulle jag vilja säga att den här artikeln innehåller introduktionsdata om programvaran MasterSCADA 4D och inte säger så mycket. Men med ditt stöd kommer vi att släppa mer detaljerade exempel och lektioner om att arbeta med denna mjukvaruprodukt.
Jag skulle vilja se i kommentarerna vilka frågor som intresserar dig mest. Och om möjligt kommer vi att förvandla de vanligaste frågorna till en lektion om att skapa projekt i MasterSCADA 4D.
Källa: will.com
