Добрый день, друзья. Вторая часть обзора поспевает за первой, и сегодня я пишу обзор на верхний уровень обозначенной в заголовке системы.

В группу инструментов верхнего уровня у нас входит всё программно-аппаратное обеспечение стоящее выше сети ПЛК (IDE для ПЛК, HMI, утилиты для частотников, модулей и т.д. сюда не включаем).

Структуру системы из первой части я приложу снова, для того, чтобы было проще понимать о чём речь.



Итак, к верхнему уровню относится:

• ПК-шлюз, маршрутизирующий трафик между двумя сетями(Сеть ПЛК и LAN предприятия)
• OPC-сервер — ПО, собирающее данные из Modbus TCP-сети и интерпретирующее его для обработки в SCADA и БД
• SCADA — Комплекс ПО, включающий сервер и клиенты. Наша графическая оболочка для мониторинга и управления процессами
• СУБД — ПО, позволяющее нам архивировать данные, поступающие в SCADA и, при необходимости, извлекать их для просмотра графиков, логов, формирования отчётности

Корпоративную сеть(КС) предприятия я трогать не буду, поскольку она находится в компетенции нашего системного администратора, но расскажу как я с ним взаимодействовал, какие задачи ставил, когда буду описывать реализацию системы, а не обзор.

Итак, начнём

Первым делом, мы реализуем физически железо, которое будет у нас работать. Аппаратно, для функционирования в двух разных сетях компьютеру требуется два, собственно, сетевых адаптера. Первым у меня выступил on-motherboard адаптер(для работы в КС), а второй(для работы в Modbus-TCP) я вставил в PCI-E порт и от него вывел патчкорд на роутер(просто чтобы не раскидывать провода от шкафов с ПЛК до ПК по бюро. Со стороны ПЛК, разумеется, тоже ставим роутер.).

Фактически, этого достаточно, для того, чтобы компьютер функционировал в каждой из сетей, но по дефолту сети видеть друг-друга не будут, нужно еще будет понажимать кнопки.

Важные аспекты настройки сетевых подключений:

1. Подключение в КС не должно выполняться с получением адреса от DHCP-сервера, нужно прописать настройки адаптера вручную(адрес не должен входить в диапазон адресов DHCP) с обязательным указанием сетевого шлюза. В дальнейшем это очень важно при организации удалённого доступа
2. Не надо пытаться сделать между адаптерами сетевой мост, вся маршрутизация осуществляется при включении соответствующей службы Windows
3. Если вы хотите иметь доступ к сети ПЛК от любого компьютера КС, то маршрутизацию следует прописывать для выполнения основным шлюзом сети
4. Для организации удалённого доступа рекомендую использовать нестандартные свободные порты, чтобы сразу отсечь недо-хакеров
5. Никакое ПО дополнительно устанавливать не требуется, всё осуществляется стандартными средствами Windows

Программное обеспечение

Захотелось выбрать продукты, которые соответствовали бы определённым критериям:

• Отечественный производитель — если я и умею доставать англоязычную техподдержку всеми доступными каналами связи, то не все мои коллеги могут этим похвастаться. Обслуживание системы должно быть доступно всем, чтобы меня, хотя бы, не дёргали из отпуска.
  Также, отмечу, что стоимость отечественного ПО более близка к нашим реалиям и приемлема для заказчиков
• Относительно новое, но при этом хоть немного проверенное, просто потому что хочется в ногу со временем
• Приятный, эстетичный интерфейс — то, чем может похвастаться далеко не всякая SCADA. К сожалению, дизайн в средства автоматизации будет идти ещё долго, а потребительские качества конечного продукта хотелось бы видеть на высоком уровне
• Лёгкая взаимоинтеграция OPC, SCADA и СУБД(без танцев с бубном, минимум нажатий кнопок), чтобы можно было отправить на Камчатку(в прямом смысле, у нас там заводы заказчиков) простого наладчика АСУТП, а не системного архитектора

OPC-сервер

Во время знакомства с MasterSCADA 4D, пока тестировался ПЛК, я активно посещал сайт производителя и увидел, что они предлагают собственного написания OPC-серверы практически для любого протокола передачи данных. Для протокола Modbus у них предложен отдельный Master OPC Universal Modbus Server, т.е. он умеет говорить только в Modbus.

Ниже скриншот интерфейса: довольно лаконично, на мой взгляд, лишнего нет, но, возможно искушённому пользователю, может чего-то не хватить.



Ограничение бесплатной версии — 32 тега, но я засунул булевые переменные в регистры и отправлял это одним тегом LONG INT, а в SCADA, уже «разбирал» на биты, небольшая хитрость, надеюсь за мной не придут. К слову, не все скады умеют обращаться к отдельным битам слова, так что рецепт не универсальный.

На прием первого REAL type тэга после установки OPC у меня ушло около минуты, поэтому дальше я искать не стал, меня устроила простота. Однако, справедливо будет заметить, что данное ПО даже предусматривает выполнение пользовательских скриптов по приему данных, что может существенно расширить функционал в умелых руках.

SCADA-система

В данном вопросе я подразумеваю не только создание красивой и функциональной среды для пользователя, но и удобство для разработчика, поскольку программист, который будет листать документацию хотя бы 15 минут в час для поиска нужной информации, теряет в день(чисто арифметически) до 2 часов, что есть 25% рабочего дня. Прошу заметить, что я не считаю свой выбор абсолютно объективным, на вкус и цвет, как говорится…

Отечественный рынок SCADA — систем нам предлагает:

• Simple SCADA
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ
• КАСКАД

Дальше я, признаюсь, не искал, возможно есть что то еще. Учитывая, что выбор я сделал, значит операция прошла успешно. Давайте рассмотрим эти системы, вспоминая критерии, описанные выше:

1. КАСКАД — сразу получил самую низкую оценку за визуализацию, я даже не качал дистрибутив. Вырвавшиеся из Win95 элементы управления поставили для меня жирную точку на этом ПО
   Без оценки
2. ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ — также не скачивал, но причины здесь не только в интерфейсе, хотя он тоже, мне кажется, оставляет желать лучшего. Во-первых, продукты ОВЕН после полумесяца тестирования и отладки ПЛК с модулями вызывают у меня справедливые опасения в части надежности и гибкости. А во-вторых данная скада позиционирована как система мониторинга и управления в сетях энергораспределения, в первую очередь. Под мои задачи пищевой промышленности не совсем подходит(даже если она умеет всё, то маркетологи всё равно сами сузили целевую аудиторию). Поэтому мимо.
   Без оценки
3. MasterSCADA 4D — на первый взгляд, это самый очевидный и простой вариант. Объясняемся:
   
   
   • Не требует отдельной установки OPC-сервера при работе с ПЛК ОВЕН, драйверы уже внутри
   • В целом, довольно приятный и красивый интерфейс, элементы управления тоже на крепкие 4/5
   • Удобная среда проектирования
   
   Всё вроде отлично и хорошо, я рассматривал эту систему без вариантов, когда взял контроллер в руки, НО:
   
   В один добрый день я открыл проект в режиме RunTime(имитация работы), а у меня висит 4 пустых окна, протираю глаза, закрываю, проверяю менеджер проекта, перезапускаю — то же самое. Потом ряд стандартных манипуляций вроде анализа выполненных изменений, перезагрузок ПК и так далее, которые не приводят к результату. Итог: убираю дистрибутив до лучших дней, разбираться нет желания, ненадёжно.
   
   Оценка: 3.5/5 Хорошая упаковка, начинка не очень
4. Simplight — признаюсь, меня очаровало соотношение функционал/стоимость из технического бюллетеня на сайте производителя. Там и Web-сервер и СМС, E-mail и много клиентов и много подключаемых OPC, все это стоит около 5000р на момент написания статьи — копейки. А если вы разработчик и сделаете отдельно запрос в онлайн анкете на сайте, то вам вышлют версию дистрибутива на 200 тегов без каких-либо ограничений, что на мой взгляд очень круто. Это, несомненно плюс.
   
   А теперь минусы:
   
   Основной: IDE — это несколько автономных утилит, которые имеют разграниченный функционал, в связи с чем при работе над одним проектом вы вынуждены будете держать открытыми 3-4 окна+справка+документация, что не есть удобно даже на мультимонитор системе.
   
   
   • Внешний вид ниже среднего, как будто рисовали в Paint
   • Справка очень скудная
   • Сильно сжатый функционал, хорошо видно при настройке трендов и графиков
   • Редактор скриптов видно по пикселям, отчего режет глаза
   • Настройка программных тегов — то ещё удовольствие
   • Если вы захотите просто принести проект на флешке для редактирования на другом ПК, то это довольно сложно. Непонятная файловая структура проектов
   • Специалисты по продажам плотно входят в вашу жизнь, что надоедает
   
   На изображении: редактор скриптов Simplight
   
   
   
   Оценка: 3.0/5 Начинка хороша, упаковки нет вообще
   
5. Simple SCADA — это мой выбор, тут я скорее всего, буду необъективен, но всё же. Производитель предлагает на выбор 2 типа DEMO: С ограничением в 64 внешних тега и незначительно урезанным функционалом или полнофункциональная с ограничением Runtime в 1 час(После чего сервер SCADA требуется перезапускать). Стоимость дистрибутива в простейшей сборке начинается от 6900р. на момент написания статьи.
   
   
   
   Плюсы:
   
   • Очень красивая, как IDE, так и элементы управления
   • Насыщенная справка, всё расписано от и до
   • Простая интеграция данных OPC-сервера
   • Простейший интерфейс, даже интуитивно понятный
   • Простая интеграция СУБД
   • Для запуска удалённого клиента не требуется наличие проекта
   • Отличный генератор отчётов
   • Для всех объектов существуют события типа OnClick, OnMouseEnter и т.д. В целом IDE похожа на упрощенный редактор Delphi Embarcadero, а редактор скриптов имеет подсказчик
   
   Минусы:
   
   
   • Элементов управления, которые можно использовать — не так уж много(есть возможность создания пользовательских)
   • Поскольку SCADA — практически Plug and Play, я думаю, присутствуют ограничения и функционала, но мне встретить не довелось
   • Тренды с полной панелью управления(масштабирование, пауза, прокрутка) отображаются только в отдельном окне
   • За полнофункциональную лицензию придётся хорошо заплатить(от 38000р. и выше)
   
   Оценка: 4.5/5 Начинка-хорошо, упаковка-хорошо
   

База данных

Здесь выбор был намного проще, Simple SCADA предлагает к использованию два продукта MS SQL Server и MySQL. Второй для меня оказался ближе, поскольку ранее доводилось с ним работать, на этом остановился.

Могу отметить, что вся настройка архивации сводится к установке пакета от Oracle и его простой настройке, а потом подключением в один клик в SCADA.

Дальше выбираем в менеджере тегов, что архивировать, а что нет и наслаждаемся.

Благодарю всех за внимание.

Далее идет цикл статей с последовательным описанием решения проблем, с которыми довелось столкнуться и, как итог, создание системы Step-by-Step.