Với khá nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, chúng tôi luôn tìm kiếm những phương án tốt nhất để giải quyết vấn đề của mình. Tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của khách hàng, chúng tôi phải chọn cơ sở phần cứng và phần mềm này hoặc cơ sở phần cứng và phần mềm khác. Và nếu không có yêu cầu nghiêm ngặt nào về việc lắp đặt thiết bị Siemens kết hợp với cổng TIA, thì theo quy định, sự lựa chọn sẽ thuộc về MasterSCADA 3.XX. Tuy nhiên, không có gì tồn tại mãi mãi dưới ánh mặt trời...
Về trải nghiệm của tôi khi chuyển sang MasterSCADA 4D, các điều kiện tiên quyết, tính năng hoạt động của nó trên các máy tính nhúng kiến trúc ARM dưới phần cắt của bài viết này.
Điều kiện tiên quyết
Chúng tôi đã bắt đầu thử nghiệm một sự phát triển tương đối mới từ Insat - MasterSCADA 4D - cách đây không lâu. Có một số điều kiện tiên quyết cho việc này. Đầu tiên, chúng tôi tiến hành một số cuộc khảo sát độc lập giữa các chuyên gia trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp để tìm ra hệ thống SCADA nào phổ biến nhất (Hình 1). Theo kết quả khảo sát, hệ thống MasterSCADA chiếm vị trí đầu tiên trong số các hệ thống trong nước.
Hình 1 - Kết quả khảo sát các hệ thống SCADA phổ biến nhất (có thể nhấp vào hình ảnh)
Điều kiện tiên quyết thứ hai có thể được coi là...
Bây giờ hãy chuyển trực tiếp đến MasterSCADA 4D. Nó bao gồm hai sản phẩm phần mềm, đó là: môi trường phát triển và môi trường thời gian chạy. Chúng ta sẽ nói về cách hoạt động của từng bộ phận dưới đây.
Môi trương phat triển
Dự án hệ thống được tạo trong môi trường phát triển MasterSCADA 4D; để thực hiện việc này, bạn cần tải phiên bản miễn phí trên trang web Insat và cài đặt nó theo hướng dẫn.
Hình 2 - Giao diện môi trường phát triển (có thể nhấp vào hình ảnh)
Điều đầu tiên thu hút sự chú ý của bạn là giao diện dễ chịu của môi trường phát triển và cấu trúc phân cấp thuận tiện của dự án. Giờ đây, trong một dự án, bạn có thể tạo chương trình không chỉ cho nơi làm việc tự động mà còn cho toàn bộ cơ sở, bắt đầu bằng bộ điều khiển và kết thúc bằng máy chủ hoặc máy trạm của người vận hành.
Môi trường phát triển chỉ chạy trên hệ điều hành Windows, hệ điều hành này tương đối quen thuộc và có thể chấp nhận được, nhưng môi trường thời gian chạy (RunTime) làm chúng tôi ngạc nhiên một cách thú vị với khả năng tích hợp vào các hệ điều hành và kiến trúc bộ xử lý khác nhau, nhưng còn nhiều điều hơn thế nữa.
Tôi cũng hài lòng với thư viện lớn các yếu tố trực quan. Các chuyên gia từ nhiều lĩnh vực khác nhau sẽ có thể tự tìm thấy các yếu tố trực quan mà không cần phải vẽ hay tìm kiếm biểu tượng trên Internet.
Hình 3 - Các phần tử trực quan hóa (có thể nhấp vào hình ảnh)
Giao thức truyền thông
Hệ thống hỗ trợ nhiều trình điều khiển (giao thức trao đổi) khác nhau, được tích hợp vào MasterSCADA 4D theo mặc định:
- Modbus TCP/RTU, RTU qua TCP
- DCON
- OPC UA/DA/HDA
- IEC61850
- SNMP
- PostgreSQL
- MQTT
- IEC104
- MSSQL
- MySQL
- Mercury (thư viện riêng), v.v.
Môi trường thực thi
Môi trường thời gian chạy có thể được khởi chạy trên nhiều hệ điều hành và kiến trúc máy tính cá nhân khác nhau; bạn cũng có thể chạy RunTime trên máy cục bộ; nó được cài đặt cùng với môi trường phát triển và chạy trong một giờ (hoặc 32 thẻ) mà không bị hạn chế.
Thiết bị AntexGate
MasterSCADA Runtime được cài đặt sẵn dưới dạng tùy chọn riêng trên PC nhúng AntexGate với kiến trúc bộ xử lý ARM và hệ điều hành Debian; chúng tôi sẽ tiến hành thử nghiệm trên thiết bị này.
Hình 4 - Thiết bị AntexGate
Thông số sản phẩm:
- CPU: 4 nhân x64 ARM v8 Cortex-A53
- RAM 1.2 MHz: LPDDR2 1024 MB
- Bộ nhớ ổn định: 8/16/32GB eMMC
Bạn có thể đọc thêm về thiết bị .
Hãy chạy chương trình trong thiết bị điều hành. Ví dụ: chúng tôi đã tạo kiểm soát vòng và điều khiển thiết bị bằng giao thức Modbus RTU; quá trình thiết lập kiểm soát vòng rất trực quan và hơi giống với việc thiết lập máy chủ OPC quen thuộc. Đúng, bây giờ RunTime đã tích hợp sẵn trình điều khiển giao thức để trao đổi dữ liệu.
Ví dụ: hãy tạo một dự án đơn giản để điều khiển ba máy bơm và hai van cho một quy trình sản xuất trừu tượng. Trong môi trường phát triển, nó trông như thế này, như trong Hình 5.
Hình 5 - Dự án trong môi trường phát triển (có thể nhấp vào hình ảnh)
Kết quả là chúng ta có một sơ đồ ghi nhớ đơn giản (Hình 6) hoạt động trong mọi trình duyệt hỗ trợ HTML5.
Hình 6 - Sơ đồ ghi nhớ (có thể nhấp vào ảnh động GIF)
Tùy chọn hiển thị thông tin HMI
Có thể kết nối với môi trường thực thi thông qua WEB; tùy chọn này không giới hạn chúng tôi trong việc chọn máy khách để xem dữ liệu trên sơ đồ ghi nhớ.
Trong trường hợp của chúng tôi, thiết bị cung cấp đầu ra thông tin qua HDMI, Ethernet, 3G.
Khi kết nối qua HDMI, chúng tôi truy cập Localhost 127.0 0.1:8043 thông qua trình duyệt tích hợp trong AntexGate hoặc kết nối với địa chỉ IP:8043 cố định trên Internet hoặc mạng cục bộ của doanh nghiệp bằng một “Thin Client” khác.
Hình 7 - Cấu trúc giám sát WEB (có thể nhấp vào hình ảnh)
Tin thú vị là giao thức MQTT đã được chờ đợi từ lâu, thường không đủ để giám sát các đối tượng từ xa trong hệ thống SCADA.
Ngày nay, mọi người đều có cơ hội có được một máy chủ VDS rẻ tiền trên Internet với địa chỉ IP cố định (ví dụ: máy chủ trang web của công ty) và triển khai MQTT Broker (ví dụ: Mosquito) trên đó.
Sau khi nhận được một máy chủ với nhà môi giới MQTT, chúng tôi có thể dễ dàng loại bỏ các dịch vụ đắt tiền của nhà điều hành - IP cố định và trả 900 rúp mỗi năm thay vì 4000 rúp cho liên lạc 3G.
Hình 8 - Cấu trúc giám sát MQTT (có thể nhấp vào hình ảnh)
Việc xây dựng mạng như vậy sẽ không chỉ tiết kiệm lưu lượng mà còn bảo mật dữ liệu, vì việc truyền dữ liệu qua giao thức Modbus TCP trên Internet không đảm bảo tính bảo mật và chất lượng liên lạc.
Do đó, bạn có thể bán các dự án có thể nhân rộng trong đó khách hàng tự chọn nhà cung cấp Internet. Và không ai phải đau đầu với việc thiết lập và phân bổ địa chỉ IP: máy khách tự lắp bất kỳ thẻ SIM nào hoặc kết nối với bộ định tuyến bằng máy chủ DHCP.
Tốc độ
Đối với dự án, điều quan trọng nhất là tốc độ, cái gọi là “Nhiệm vụ” sẽ giúp chúng tôi điều này. Theo mặc định, mỗi nút chỉ có một nút khi được tạo - nhiệm vụ chính. Nhà phát triển dự án có thể tạo bao nhiêu trong số chúng nếu cần thiết cho hoạt động của một dự án cụ thể. Các tính năng tính toán, chẳng hạn như chu trình tính toán, sẽ phụ thuộc vào cài đặt của một tác vụ cụ thể. Mỗi người trong số họ sẽ hoạt động độc lập với những người khác trong thiết bị. Nên tạo một số nhiệm vụ nếu cần cung cấp các chu trình tính toán khác nhau cho các chương trình dự án khác nhau.
Tính năng này đặc biệt thú vị đối với các thiết bị có bộ xử lý nhiều lõi. Mỗi “Tác vụ” được khởi chạy dưới dạng một quy trình riêng biệt trong hệ thống và tải được phân bổ đều trên bộ xử lý. Thiết bị AntexGate có bộ xử lý ARM với 4 lõi tốc độ 1.2 GHz và RAM 1 GB, cho phép bạn tạo ít nhất 4 tác vụ lớn và phân phối tải trên các lõi. So với PLC, AntexGate có thể cung cấp sức mạnh tính toán cao hơn ít nhất 4 lần với cùng mức giá.
Hình 9 - Đang tải các khả năng tính toán của AntexGate ở chế độ thời gian chạy (có thể nhấp vào hình ảnh)
Như chúng ta có thể thấy trong Hình 9, tải CPU không quá 2,5% và chỉ phân bổ 61 MB bộ nhớ. Do đó, một dự án thời gian chạy nhỏ sẽ tiêu tốn rất ít tài nguyên tích hợp.
Thiết bị này không chỉ có thể được sử dụng như một bộ điều khiển mà còn có thể được sử dụng như một máy chủ chính thức với khả năng thăm dò hơn 2000 điểm I/O và khả năng hỗ trợ hơn 100 ứng dụng khách WEB.
Ví dụ: hãy kết nối 9 máy khách WEB với thiết bị và xem tiến trình tiêu thụ tài nguyên (Hình 10).
Hình 10 - Đang tải khả năng tính toán của AntexGate khi kết nối 9 máy khách WEB (có thể nhấp vào hình ảnh)
Như bạn có thể thấy trong hình trên, mức sử dụng CPU đã tăng từ mức trung bình 2,5% lên 6% và chỉ có thêm 3 MB bộ nhớ được phân bổ.
Nhờ nguồn cung cấp tài nguyên tính toán lớn của thiết bị, nhà phát triển không cần phải tiết kiệm chất lượng của chương trình được tạo trong MasterSCADA 4D.
Đa nền tảng
Tôi cũng muốn lưu ý đến tính chất đa nền tảng của hệ thống SCADA đang được xem xét, mang đến cho các nhà tích hợp nhiều lựa chọn nền tảng để triển khai dự án của họ. Nhờ cách tiếp cận này, việc chuyển đổi giữa các hệ điều hành hoặc kiến trúc PC rất đơn giản.
Kết luận
MasterSCADA 4D là một sản phẩm tương đối mới của Insat. Ngày nay không có nhiều thông tin về cách làm việc với sản phẩm phần mềm này như chúng tôi mong muốn. Tuy nhiên, bạn có thể tải xuống môi trường phát triển miễn phí từ trang web chính thức của công ty; nó có trợ giúp rất chi tiết về cách làm việc với chương trình.
Hình 11 - Cửa sổ trợ giúp (có thể nhấp vào hình ảnh)
Tóm lại, tôi muốn nói rằng bài viết này chứa dữ liệu giới thiệu về sản phẩm phần mềm MasterSCADA 4D và không nói nhiều. Tuy nhiên, với sự hỗ trợ của bạn, chúng tôi sẽ đưa ra các ví dụ và bài học chi tiết hơn về cách làm việc với sản phẩm phần mềm này.
Tôi muốn xem trong phần bình luận những câu hỏi nào bạn quan tâm nhất. Và nếu có thể, chúng tôi sẽ biến những câu hỏi thường gặp nhất thành bài học về cách tạo dự án trong MasterSCADA 4D.
Nguồn: www.habr.com