✡️ ♂️ 👨🏽‍⚖️ Mestre SCADA 4D. Existe vida no ARM? 👌🏼 ⛳️ 💂

Tendo uma experiência bastante ampla no campo da automação industrial, estamos sempre em busca das melhores opções para resolver nossos problemas. Dependendo das especificações técnicas do cliente, tive que parar em uma ou outra base de software e hardware. E se não houvesse requisitos rigorosos para a instalação de equipamentos Siemens em conjunto com o portal TIA, então, como regra geral, a escolha era do MasterSCADA 3.XX. No entanto, nada dura para sempre ...

Sobre sua experiência de mudar para o MasterSCADA 4D, os pré-requisitos, os recursos de seu trabalho em computadores com arquitetura ARM incorporada, conforme as instruções deste artigo.

fundo

Começamos a testar um desenvolvimento relativamente novo do Insat - MasterSCADA 4D - não faz muito tempo. Havia vários pré-requisitos para isso. Primeiro, realizamos várias pesquisas independentes entre especialistas no campo da automação industrial, a fim de descobrir quais sistemas SCADA são os mais populares (Figura 1). Segundo a pesquisa, o primeiro lugar entre os sistemas domésticos é ocupado pelo sistema MasterSCADA.

Figura 1 - Os resultados da pesquisa dos sistemas SCADA mais populares (a imagem é clicável) O

segundo pré-requisito pode ser considerado ...

Agora iremos diretamente para o próprio MasterSCADA 4D. Consiste em dois produtos de software, a saber: ambiente de desenvolvimento e ambiente de tempo de execução. Falaremos sobre o trabalho de cada uma dessas partes abaixo.

Ambiente de desenvolvimento

O projeto do sistema é criado no ambiente de desenvolvimento MasterSCADA 4D. Para isso, é necessário obter uma versão gratuita no site da Insat e instalá-la seguindo as instruções.

Figura 2 - Interface do ambiente de desenvolvimento (a imagem é clicável)

A primeira coisa que chama sua atenção é uma interface agradável do ambiente de desenvolvimento e uma estrutura hierárquica conveniente para a construção do projeto. Agora, em um projeto, você pode criar um programa não apenas para a estação de trabalho, mas também para todo o objeto, começando com o controlador - terminando com o servidor ou a estação de trabalho do operador.

O ambiente de desenvolvimento funciona apenas no Windows, é relativamente familiar e tolerante, mas o tempo de execução (RunTime) foi agradavelmente surpreendido por sua capacidade de integrar-se a vários sistemas operacionais e arquiteturas de processador, mas mais tarde.

Também satisfeito com uma grande biblioteca de elementos de visualização. Especialistas de vários campos poderão encontrar elementos de visualização por si mesmos, sem recorrer ao desenho ou à procura de ícones na Internet.

Figura 3 - Elementos de visualização (a imagem é clicável)

Protocolos de comunicação

O sistema suporta vários drivers (protocolos de troca), que são integrados por padrão no MasterSCADA 4D:

Modbus TCP / RTU, RTU sobre TCP
DCON
OPC UA / DA / HDA
IEC61850
SNMP
PostgreSQL
MQTT
IEC104
MSSQL
MySQL
Mercúrio (biblioteca separada) etc.

Tempo de execução

O tempo de execução pode ser executado em vários sistemas operacionais e arquiteturas de computadores pessoais, você também pode executar o RunTime em uma máquina local, é instalado em conjunto com o ambiente de desenvolvimento e é executado por uma hora (ou 32 tags) sem restrições.

Dispositivo AntexGate

O MasterSCADA Runtime é pré-instalado como uma opção separada no PC embarcado AntexGate com a arquitetura do processador ARM e o sistema operacional Debian. Realizaremos testes neste dispositivo.

Figura 4 - Recursos do dispositivo AntexGate

:

CPU: ARM x64 de 4 núcleos v8 Cortex-A53
1.2Mhz RAM: LPDDR2 1024MB
Memória não volátil: eMMC de 8/16 / 32GB

Leia mais sobre o dispositivo aqui .

Execute o programa no atuador. Por exemplo, criamos uma pesquisa e controle de dispositivo usando o protocolo Modbus RTU, o processo de criação de uma pesquisa é intuitivo e um pouco semelhante à configuração de um servidor OPC familiar. É verdade que os drivers de protocolo para troca de dados agora estão incorporados no RunTime.

Como exemplo, criaremos um projeto simples para controlar três bombas e duas válvulas, o que é necessário para um processo de produção abstrato. No ambiente de desenvolvimento, tem a seguinte aparência, como na Figura 5.

Figura 5 - O projeto no ambiente de desenvolvimento (a imagem é clicável)

Como resultado, obtivemos um diagrama mnemônico simples (Figura 6), que funciona em qualquer navegador com suporte a HTML5.

Figura 6 - Diagrama de imitação (a animação GIF é clicável)

Opções de exibição de informações da HMI

É possível conectar-se ao ambiente de tempo de execução via WEB, essa opção não nos limita na escolha de um cliente para visualização de dados no diagrama mnemônico.
No nosso caso, o dispositivo fornece saída de informações via HDMI, Ethernet, 3G.
Ao conectar via HDMI, acessamos o LocalHost 127.0 0.1: 8043 através do navegador interno do AntexGate, ou conectamos a um endereço IP: 8043 fixo na Internet ou na rede local da empresa com outro Thin Client.

Figura 7 - Estrutura de monitoramento da WEB (imagem clicável) A

notícia interessante foi o tão esperado protocolo MQTT, que geralmente não era suficiente para monitorar objetos remotos nos sistemas SCADA.
Hoje, todos têm a oportunidade de obter um servidor VDS barato na Internet com um endereço IP fixo (por exemplo, o servidor de site de uma empresa) e implantar o MQTT Broker (por exemplo, Mosquito) nele.
Após receber um servidor com um corretor MQTT, podemos facilmente nos livrar dos caros serviços da operadora - um IP fixo e pagar 900 rublos por ano em vez de 4000 rublos para uma conexão 3G.

Figura 8 - Estrutura de monitoramento do MQTT (imagem clicável)

Essa construção de rede não só economiza tráfego, mas também protege os dados, pois a transmissão de dados via protocolo Modbus TCP na Internet não garante segurança e qualidade da comunicação.
Assim, você pode vender projetos replicados nos quais o próprio cliente escolhe um provedor de Internet. E ninguém sente dor de cabeça ao configurar e alocar endereços IP: o próprio cliente insere qualquer cartão SIM ou se conecta a um roteador com um servidor DHCP.

atuação

A principal coisa para o projeto é a velocidade, as chamadas "Tarefas" nos ajudarão nisso. Por padrão, cada nó quando é criado possui apenas um - A tarefa principal. Um desenvolvedor de projeto pode criar quantos deles forem necessários para um projeto específico. Os recursos do cálculo, por exemplo, o ciclo de cálculo, dependerão das configurações de uma tarefa específica. Cada um deles funcionará independentemente dos outros no dispositivo. A criação de várias tarefas é aconselhável se for necessário fornecer ciclos diferentes de computação de diferentes programas do projeto.

Esse recurso é especialmente interessante para dispositivos a bordo que possuem um processador com vários núcleos. Cada "Tarefa" é iniciada como um processo separado no sistema e a carga será distribuída uniformemente para o processador. O dispositivo AntexGate possui um processador ARM com 4 núcleos de 1,2 GHz e 1 GB de RAM, o que permite criar pelo menos 4 grandes tarefas e distribuir a carga entre os núcleos. Comparado aos PLCs, o AntexGate pode fornecer pelo menos 4 vezes mais poder de computação pelo mesmo preço.

Figura 9 - Baixando os recursos de computação do AntexGate em tempo de execução (a imagem é clicável)

Como podemos ver na Figura 9, a carga da CPU não ultrapassa 2,5% e apenas 61 MB de memória são alocados. Portanto, um pequeno projeto em tempo de execução consome muito poucos recursos incorporados.
O dispositivo pode ser usado não apenas como um controlador, mas já como um servidor completo com uma pesquisa de mais de 2000 pontos de E / S e a capacidade de suportar mais de 100 clientes WEB.

Por exemplo, conecte 9 clientes WEB ao dispositivo e veja o progresso do consumo de recursos (Figura 10).

Figura 10 - Baixando os recursos de computação do AntexGate ao conectar 9 clientes WEB (a imagem é clicável)

Como você pode ver na figura acima, a carga da CPU aumentou de 2,5% para 6%, em média, e apenas 3MB a mais de memória foram alocados.
Devido ao grande suprimento de recursos de computação do dispositivo, o desenvolvedor não precisa economizar na qualidade do programa criado no MasterSCADA 4D.

Plataforma cruzada

Também quero observar a natureza de plataforma cruzada do sistema SCADA em consideração, que oferece aos integradores uma grande variedade de plataformas para implementar seus projetos. Graças a essa abordagem, a transição entre sistemas operacionais ou arquiteturas de PC é muito simples.

Conclusão

O MasterSCADA 4D é um produto relativamente novo da Insat. Até o momento, as informações sobre o trabalho com este produto de software não são tanto quanto gostaríamos. No entanto, você pode fazer o download de um ambiente de desenvolvimento gratuito no site oficial da empresa, que possui ajuda muito detalhada sobre como trabalhar com o programa.

Figura 11 - Janela de ajuda (a imagem é clicável)

Concluindo, eu gostaria de dizer que este artigo contém dados de entrada no produto de software MasterSCADA 4D e muitas coisas não são ditas. No entanto, com o seu apoio, lançaremos exemplos e lições mais detalhadas sobre como trabalhar com este produto de software.

Eu gostaria de ver nos comentários quais perguntas lhe interessam mais. E transformaremos os mais frequentes em uma lição sobre a criação de projetos no MasterSCADA 4D, se possível.

Mestre SCADA 4D. Existe vida no ARM?