Endüstriyel otomasyon alanında oldukça fazla deneyime sahip olduğumuzdan, sorunlarımızı çözmek için her zaman en iyi seçeneklerin arayışı içindeyiz. Müşterinin teknik özelliklerine bağlı olarak şu veya bu donanım ve yazılım tabanını seçmek zorunda kaldık. Ve TIA portalı ile birlikte Siemens ekipmanının kurulumu için katı gereklilikler yoksa, kural olarak seçim MasterSCADA 3.XX'e düştü. Ancak güneşin altında hiçbir şey sonsuza kadar sürmez...
MasterSCADA 4D'ye geçiş deneyimim, önkoşullar, ARM mimarisinin gömülü bilgisayarlarındaki çalışmalarının özellikleri bu makalenin başlığı altında.
AMAÇ
Çok uzun zaman önce Insat'ın nispeten yeni bir geliştirmesi olan MasterSCADA 4D'yi test etmeye başladık. Bunun için çeşitli önkoşullar vardı. İlk olarak, hangi SCADA sistemlerinin en popüler olduğunu bulmak için endüstriyel otomasyon alanındaki uzmanlar arasında birkaç bağımsız anket gerçekleştirdik (Şekil 1). Anket sonuçlarına göre MasterSCADA sistemi yerli sistemler arasında ilk sırada yer alıyor.
Şekil 1 - En popüler SCADA sistemlerine ilişkin bir anketin sonuçları (resim tıklanabilir)
İkinci önkoşul da düşünülebilir...
Şimdi doğrudan MasterSCADA 4D'nin kendisine geçelim. İki yazılım ürününden oluşur: bir geliştirme ortamı ve bir çalışma zamanı ortamı. Aşağıda bu parçaların her birinin nasıl çalıştığından bahsedeceğiz.
Geliştirme ortamı
Sistem projesi MasterSCADA 4D geliştirme ortamında oluşturulmaktadır; bunun için Insat web sitesinden ücretsiz sürümünü edinmeniz ve yönlendirmeleri takip ederek kurmanız gerekmektedir.
Şekil 2 - Geliştirme ortamı arayüzü (resim tıklanabilir)
Gözünüze çarpan ilk şey, geliştirme ortamının hoş arayüzü ve projenin kullanışlı hiyerarşik yapısıdır. Artık tek bir projede yalnızca otomatikleştirilmiş bir çalışma alanı için değil, aynı zamanda kontrolörden sunucuya veya operatörün iş istasyonuna kadar tüm tesis için bir program oluşturabilirsiniz.
Geliştirme ortamı yalnızca işletim sisteminde çalışır. WindowsBu nispeten tanıdık ve katlanılabilir bir durum, ancak çalışma ortamı (RunTime), çeşitli işletim sistemlerine ve işlemci mimarilerine entegre olma yeteneğiyle hoş bir sürpriz yarattı; ancak buna daha sonra değineceğiz.
Ayrıca geniş görselleştirme öğeleri kütüphanesinden de memnun kaldım. Çeşitli alanlardan uzmanlar, internette çizim yapmaya veya simge aramaya gerek kalmadan görselleştirme unsurlarını kendileri bulabilecekler.
Şekil 3 - Görselleştirme öğeleri (resim tıklanabilir)
İletişim protokolleri
Sistem, varsayılan olarak MasterSCADA 4D'ye entegre olan çeşitli sürücüleri (değişim protokolleri) destekler:
- Modbus TCP/RTU, TCP üzerinden RTU
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Merkür (ayrı bir kütüphane), vb.
Çalışma zamanı ortamı
Çalışma zamanı ortamı çeşitli işletim sistemlerinde ve kişisel bilgisayar mimarilerinde başlatılabilir; RunTime'ı yerel bir makinede de çalıştırabilirsiniz; geliştirme ortamıyla birlikte kurulur ve kısıtlama olmaksızın bir saat (veya 32 etiket) boyunca çalışır.
AntexGate cihazı
MasterSCADA Runtime, ARM işlemci mimarisine ve işletim sistemine sahip AntexGate gömülü PC'ye ayrı bir seçenek olarak önceden yüklenmiştir. DebianBu cihaz üzerinde testler yapacağız.
Şekil 4 - AntexGate cihazı
Özellikler:
- CPU: 4 çekirdekli x64 ARM v8 Cortex-A53
- 1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
- Kalıcı bellek: 8/16/32GB eMMC
Cihaz hakkında daha fazlasını okuyabilirsiniz .
Programı yönetici cihazında çalıştıralım. Örneğin, Modbus RTU protokolünü kullanarak yoklama ve cihaz kontrolü oluşturduk; yoklamanın kurulum süreci sezgiseldir ve tanıdık bir OPC sunucusunun kurulumuna benzer. Doğru, artık RunTime veri alışverişi için yerleşik protokol sürücülerine sahip.
Örnek olarak, soyut bir üretim süreci için üç pompayı ve iki valfi kontrol etmeye yönelik basit bir proje oluşturalım. Geliştirme ortamında, Şekil 5'teki gibi görünür.
Şekil 5 - Geliştirme ortamındaki proje (resim tıklanabilir)
Sonuç olarak, HTML6'i destekleyen her tarayıcıda çalışan basit bir anımsatıcı diyagram (Şekil 5) elde ettik.
Şekil 6 - Anımsatıcı diyagram (GIF animasyonu tıklanabilir)
HMI Bilgi Görüntüleme Seçenekleri
WEB aracılığıyla yürütme ortamına bağlanmak mümkündür; bu seçenek, verileri anımsatıcı diyagramda görüntülemek için bir istemci seçme konusunda bizi sınırlamaz.
Bizim durumumuzda cihaz HDMI, Ethernet, 3G üzerinden bilgi çıkışı sağlıyor.
HDMI üzerinden bağlanırken AntexGate'in yerleşik tarayıcısı üzerinden LocalHost 127.0 0.1:8043'e erişiyoruz veya başka bir “Thin Client” ile internet veya işletmenin yerel ağındaki sabit bir IP:8043 adresine bağlanıyoruz.
Şekil 7 - WEB izleme yapısı (resim tıklanabilir)
İlginç bir haber ise uzun zamandır beklenen ve SCADA sistemlerinde uzak nesnelerin izlenmesi için genellikle yeterli olmayan MQTT protokolüydü.
Bugün herkes, internette sabit bir IP adresine sahip ucuz bir VDS sunucusu (örneğin, bir şirketin web sitesi sunucusu) edinme ve MQTT Broker'ı (örneğin, Mosquito) bunun üzerine kurma fırsatına sahiptir.
Bir MQTT komisyoncusu ile bir sunucu aldıktan sonra, pahalı operatör hizmetlerinden - sabit IP'den kolayca kurtulabiliriz ve 900G iletişimi için 4000 ruble yerine yılda 3 ruble ödeyebiliriz.
Şekil 8 - MQTT izleme yapısı (resim tıklanabilir)
Böyle bir ağ yapısı yalnızca trafikten tasarruf etmekle kalmayacak, aynı zamanda verileri de güvence altına alacaktır, çünkü İnternet üzerinde Modbus TCP protokolü üzerinden veri iletimi, iletişimin güvenliğini ve kalitesini garanti etmez.
Böylece müşterinin İnternet sağlayıcısını kendisinin seçtiği kopyalanabilir projeler satabilirsiniz. Ve hiç kimsenin IP adreslerini ayarlama ve tahsis etme konusunda başı ağrımaz: istemci herhangi bir SIM kartı kendisi takar veya DHCP sunucusuyla bir yönlendiriciye bağlanır.
Hız performansı
Proje için asıl önemli olan hızdır, sözde "Görevler" bu konuda bize yardımcı olacaktır. Varsayılan olarak her düğüm oluşturulduğunda yalnızca bir taneye sahiptir: Ana görev. Proje geliştiricisi, belirli bir projenin işletilmesi için gereken sayıda bunlardan oluşturabilir. Hesaplamanın özellikleri, örneğin hesaplama döngüsü, belirli bir görevin ayarlarına bağlı olacaktır. Her biri cihazdaki diğerlerinden bağımsız olarak çalışacaktır. Farklı proje programları için farklı hesaplama döngüleri sağlanması gerekiyorsa, birden fazla görev oluşturulması tavsiye edilir.
Bu özellik özellikle birden fazla çekirdekli işlemciye sahip cihazlar için ilgi çekicidir. Her bir “Görev” sistemde ayrı bir süreç olarak başlatılır ve yük, işlemciye eşit olarak dağıtılır. AntexGate cihazı, en az 4 büyük görev oluşturmanıza ve yükü çekirdekler arasında dağıtmanıza olanak tanıyan, 1.2 GHz 1 çekirdek ve 4 GB RAM'e sahip ARM işlemciye sahiptir. AntexGate, PLC ile karşılaştırıldığında aynı fiyata en az 4 kat daha fazla bilgi işlem gücü sağlayabilir.
Şekil 9 - Çalışma zamanı modunda AntexGate bilgi işlem yeteneklerinin yüklenmesi (resim tıklanabilir)
Şekil 9'dan da görebileceğimiz gibi CPU yükü %2,5'u geçmiyor ve yalnızca 61 MB bellek ayrılıyor. Bu nedenle, küçük bir çalışma zamanı projesi çok az yerleşik kaynak tüketir.
Cihaz yalnızca bir denetleyici olarak değil, aynı zamanda 2000'den fazla I/O noktasının yoklanması ve 100'den fazla WEB istemcisini destekleme yeteneği ile tam teşekküllü bir sunucu olarak da kullanılabilir.
Örnek olarak cihaza 9 WEB client bağlayalım ve kaynak tüketiminin ilerlemesini görelim (Şekil 10).
Şekil 10 - 9 WEB istemcisine bağlanırken AntexGate'in bilgi işlem yeteneklerinin yüklenmesi (resim tıklanabilir)
Yukarıdaki şekilden de görebileceğiniz gibi CPU kullanımı ortalama %2,5'ten %6'ya yükseldi ve yalnızca 3 MB daha fazla bellek ayrıldı.
Cihazın geniş bilgi işlem kaynakları kaynağı sayesinde geliştiricinin MasterSCADA 4D'de oluşturulan programın kalitesinden ödün vermesine gerek yoktur.
Çapraz platform
Ayrıca, entegratörlere projelerini uygulamak için çok sayıda platform seçeneği sunan SCADA sisteminin çapraz platform yapısına da dikkat çekmek isterim. Bu yaklaşım sayesinde işletim sistemleri veya PC mimarileri arasındaki geçiş çok basittir.
Sonuç
MasterSCADA 4D, Insat'ın nispeten yeni bir ürünüdür. Bugün bu yazılım ürünüyle çalışma konusunda istediğimiz kadar bilgi yok. Ancak şirketin resmi web sitesinden ücretsiz bir geliştirme ortamı indirebilirsiniz; programla çalışma konusunda çok ayrıntılı yardım içerir.
Şekil 11 - Yardım penceresi (resim tıklanabilir)
Sonuç olarak bu yazının MasterSCADA 4D yazılım ürünü hakkında tanıtıcı veriler içerdiğini ve fazla bir şey ifade etmediğini söylemek isterim. Ancak desteğinizle bu yazılım ürünüyle çalışmaya ilişkin daha ayrıntılı örnekler ve dersler yayınlayacağız.
En çok hangi soruların ilginizi çektiğini yorumlarda görmek isterim. Ve mümkünse en sık sorulan soruları MasterSCADA 4D'de proje oluşturma konusunda bir derse dönüştüreceğiz.
Kaynak: habr.com
