📥 ☎️ 🕒 Master SCADA 4D. Gibt es Leben auf ARM? 👨🏽‍🚀 🐕 🕺🏼

Wir verfügen über eine ziemlich breite Erfahrung auf dem Gebiet der industriellen Automatisierung und sind immer auf der Suche nach den besten Möglichkeiten zur Lösung unserer Probleme. Abhängig von den technischen Spezifikationen des Kunden musste ich bei der einen oder anderen Software- und Hardwarebasis Halt machen. Und wenn es keine strengen Anforderungen für die Installation von Siemens-Geräten in Verbindung mit dem TIA-Portal gab, fiel die Wahl in der Regel auf MasterSCADA 3.XX. Nichts

bleibt jedoch für immer bestehen ... Über seine Erfahrung beim Wechsel zu MasterSCADA 4D, die Voraussetzungen und die Funktionen seiner Arbeit auf Computern mit eingebetteter ARM-Architektur unter dem Schnitt dieses Artikels.

Hintergrund

Wir haben vor nicht allzu langer Zeit damit begonnen, eine relativ neue Entwicklung von Insat - MasterSCADA 4D - zu testen. Dafür gab es mehrere Voraussetzungen. Zunächst führten wir mehrere unabhängige Umfragen unter Spezialisten auf dem Gebiet der industriellen Automatisierung durch, um herauszufinden, welche SCADA-Systeme am beliebtesten sind (Abbildung 1). Der Umfrage zufolge nimmt das MasterSCADA-System den ersten Platz unter den inländischen Systemen ein.

Abbildung 1 - Die Umfrageergebnisse der beliebtesten SCADA-Systeme (das Bild ist anklickbar) Die

zweite Voraussetzung kann berücksichtigt werden ...

Nun gehen wir direkt zum MasterSCADA 4D selbst. Es besteht aus zwei Softwareprodukten: Entwicklungsumgebung und Laufzeitumgebung. Wir werden im Folgenden über die Arbeit jedes dieser Teile sprechen.

Entwicklungsumgebung

Das Systemprojekt wird in der MasterSCADA 4D-Entwicklungsumgebung erstellt. Dazu müssen Sie eine kostenlose Version auf der Insat-Website herunterladen und gemäß den Anweisungen installieren.

Abbildung 2 - Schnittstelle der Entwicklungsumgebung (das Bild ist anklickbar)

Das erste, was auffällt, ist eine angenehme Schnittstelle der Entwicklungsumgebung und eine praktische hierarchische Struktur für die Erstellung des Projekts. Jetzt können Sie in einem Projekt ein Programm nicht nur für die Workstation, sondern auch für das gesamte Objekt erstellen, beginnend mit dem Controller - endend mit dem Server oder der Workstation des Bedieners.

Die Entwicklungsumgebung funktioniert nur unter Windows, ist relativ vertraut und tolerant, aber die Laufzeit (RunTime) war angenehm überrascht von ihrer Fähigkeit, sich in verschiedene Betriebssysteme und Prozessorarchitekturen zu integrieren, aber dazu später mehr.

Auch mit einer großen Bibliothek von Visualisierungselementen zufrieden. Spezialisten aus verschiedenen Bereichen können Visualisierungselemente für sich selbst finden, ohne im Internet zeichnen oder nach Symbolen suchen zu müssen.

Abbildung 3 - Elemente der Visualisierung (das Bild ist anklickbar)

Kommunikationsprotokolle

Das System unterstützt verschiedene Treiber (Austauschprotokolle), die standardmäßig in MasterSCADA 4D integriert sind:

Modbus TCP / RTU, RTU über TCP
DCON
OPC UA / DA / HDA
IEC61850
SNMP
PostgreSQL
MQTT
IEC104
MSSQL
MySQL
Quecksilber (separate Bibliothek) usw.

Laufzeit

Die Laufzeit kann auf verschiedenen Betriebssystemen und PC-Architekturen ausgeführt werden. Sie können RunTime auch auf einem lokalen Computer ausführen. Sie wird in Verbindung mit der Entwicklungsumgebung installiert und läuft eine Stunde (oder 32 Tags) ohne Einschränkungen.

AntexGate-Gerät

MasterSCADA Runtime ist als separate Option auf dem eingebetteten AntexGate-PC mit der ARM-Prozessorarchitektur und dem Debian-Betriebssystem vorinstalliert. Wir werden Tests auf diesem Gerät durchführen.

Abbildung 4 - Funktionen des AntexGate-Geräts

:

CPU: 4-Kern x64 ARM v8 Cortex-A53
1,2 MHz RAM: LPDDR2 1024 MB
Nichtflüchtiger Speicher: 8/16 / 32GB eMMC

Lesen Sie mehr über das Gerät hier .

Führen Sie das Programm im Stellantrieb aus. Zum Beispiel haben wir eine Umfrage und Gerätesteuerung mit dem Modbus RTU-Protokoll erstellt. Das Einrichten einer Umfrage ist intuitiv und ähnelt dem Einrichten eines vertrauten OPC-Servers. Richtig, Protokolltreiber für den Datenaustausch sind jetzt in RunTime integriert.

Als Beispiel erstellen wir ein einfaches Projekt zur Steuerung von drei Pumpen und zwei Ventilen, das für einen abstrakten Produktionsprozess erforderlich ist. In der Entwicklungsumgebung sieht es wie in Abbildung 5 aus.

Abbildung 5 - Das Projekt in der Entwicklungsumgebung (das Bild kann angeklickt werden)

Als Ergebnis haben wir ein einfaches Mnemonikdiagramm (Abbildung 6) erhalten, das in jedem Browser mit HTML5-Unterstützung funktioniert.

Abbildung 6 - Mimikdiagramm (GIF-Animation kann angeklickt werden)

Anzeigeoptionen für HMI-Informationen

Es ist möglich, über WEB eine Verbindung zur Laufzeitumgebung herzustellen. Diese Option schränkt uns nicht bei der Auswahl eines Clients für die Anzeige von Daten im Mimic-Diagramm ein.
In unserem Fall liefert das Gerät Informationen über HDMI, Ethernet, 3G.
Bei der Verbindung über HDMI greifen wir über den in AntexGate integrierten Browser auf LocalHost 127.0 0.1: 8043 zu oder stellen mit einem anderen Thin Client eine Verbindung zu einer festen IP: 8043-Adresse im Internet oder im lokalen Netzwerk des Unternehmens her.

Abbildung 7 - WEB-Überwachungsstruktur (anklickbares Bild)

Interessante Neuigkeiten waren das lang erwartete MQTT-Protokoll, das normalerweise nicht ausreichte, um entfernte Objekte in SCADA-Systemen zu überwachen.
Heute hat jeder die Möglichkeit, einen kostengünstigen VDS-Server mit einer festen IP-Adresse (z. B. dem Website-Server eines Unternehmens) im Internet zu erwerben und MQTT Broker (z. B. Mosquito) darauf bereitzustellen.
Nachdem wir einen Server mit einem MQTT-Broker erhalten haben, können wir die teuren Dienste des Betreibers - eine feste IP - leicht loswerden und 900 Rubel pro Jahr anstelle von 4000 Rubel für eine 3G-Verbindung bezahlen.

Abbildung 8 - MQTT-Überwachungsstruktur (das Bild ist anklickbar)

Eine solche Netzwerkkonstruktion spart nicht nur Datenverkehr, sondern schützt auch Daten, da die Datenübertragung über das Modbus TCP-Protokoll im Internet keine Sicherheit und Qualität der Kommunikation garantiert.
So können Sie replizierte Projekte verkaufen, bei denen der Kunde selbst einen Internetprovider auswählt. Und niemand hat Probleme beim Einrichten und Zuweisen von IP-Adressen: Der Client selbst legt eine SIM-Karte ein oder stellt eine Verbindung zu einem Router mit einem DHCP-Server her.

Performance

Die Hauptsache für das Projekt ist die Geschwindigkeit, die sogenannten "Aufgaben" helfen uns dabei. Standardmäßig hat jeder Knoten beim Erstellen nur einen - die Hauptaufgabe. Ein Projektentwickler kann so viele davon erstellen, wie für ein bestimmtes Projekt erforderlich sind. Die Merkmale der Berechnung, beispielsweise der Berechnungszyklus, hängen von den Einstellungen einer bestimmten Aufgabe ab. Jeder von ihnen arbeitet unabhängig von den anderen im Gerät. Das Erstellen mehrerer Aufgaben ist ratsam, wenn unterschiedliche Zyklen für die Berechnung verschiedener Programme des Projekts bereitgestellt werden müssen.

Diese Funktion ist besonders interessant für Geräte an Bord, die über einen Prozessor mit mehreren Kernen verfügen. Jede "Aufgabe" wird als separater Prozess im System gestartet und die Last wird gleichmäßig auf den Prozessor verteilt. Das AntexGate-Gerät verfügt über einen ARM-Prozessor mit 4 Kernen mit 1,2 GHz und 1 GB RAM, mit dem Sie mindestens 4 große Aufgaben erstellen und die Last auf die Kerne verteilen können. Im Vergleich zu SPS kann AntexGate mindestens viermal mehr Rechenleistung zum gleichen Preis bereitstellen.

Abbildung 9 - Herunterladen der Rechenfunktionen von AntexGate zur Laufzeit (das Bild ist anklickbar)

Wie aus Abbildung 9 ersichtlich, beträgt die CPU-Auslastung nicht mehr als 2,5%, und es werden nur 61 MB Speicher zugewiesen. Daher verbraucht ein kleines Projekt zur Laufzeit nur sehr wenige eingebettete Ressourcen.
Das Gerät kann nicht nur als Controller verwendet werden, sondern bereits als vollwertiger Server mit einer Übersicht von mehr als 2000 E / A-Punkten und der Fähigkeit, mehr als 100 WEB-Clients zu unterstützen.

Verbinden Sie beispielsweise 9 WEB-Clients mit dem Gerät und sehen Sie den Fortschritt des Ressourcenverbrauchs (Abbildung 10).

Abbildung 10 - Herunterladen der AntexGate-Computerfunktionen beim Verbinden von 9 WEB-Clients (das Bild ist anklickbar)

Wie Sie in der obigen Abbildung sehen können, stieg die CPU-Auslastung im Durchschnitt von 2,5% auf 6%, und es wurden nur 3 MB mehr Speicher zugewiesen.
Aufgrund des großen Angebots an Computerressourcen des Geräts muss der Entwickler nicht an der Qualität des in MasterSCADA 4D erstellten Programms sparen.

Plattformübergreifend

Ich möchte auch auf den plattformübergreifenden Charakter des betrachteten SCADA-Systems hinweisen, der Integratoren eine große Auswahl an Plattformen für die Implementierung ihrer Projekte bietet. Dank dieses Ansatzes ist der Übergang zwischen Betriebssystemen oder PC-Architekturen sehr einfach.

Fazit

MasterSCADA 4D ist ein relativ neues Produkt von Insat. Bisher sind die Informationen zur Arbeit mit diesem Softwareprodukt nicht so hoch, wie wir es uns wünschen. Sie können jedoch eine kostenlose Entwicklungsumgebung von der offiziellen Website des Unternehmens herunterladen, die sehr detaillierte Hilfe bei der Arbeit mit dem Programm bietet.

Abbildung 11 - Hilfefenster (das Bild ist anklickbar)

Abschließend möchte ich sagen, dass dieser Artikel Eingabedaten zum MasterSCADA 4D-Softwareprodukt enthält und viele Dinge nicht gesagt werden. Mit Ihrer Unterstützung werden wir jedoch detailliertere Beispiele und Lektionen zur Arbeit mit diesem Softwareprodukt veröffentlichen.

Ich würde gerne in den Kommentaren sehen, welche Fragen Sie am meisten interessieren. Und wir werden die am häufigsten gestellten Fragen nach Möglichkeit in eine Lektion zum Erstellen von Projekten in MasterSCADA 4D verwandeln.

Master SCADA 4D. Gibt es Leben auf ARM?