SCADA በ Raspberry ላይ፡ ተረት ወይስ እውነታ?

ክረምት እየመጣ ነው. ፕሮግራሚር አመክንዮ ተቆጣጣሪዎች (PLCs) ቀስ በቀስ በተከተቱ የግል ኮምፒውተሮች ይተካሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት የኮምፒዩተሮች ሃይል አንድ መሳሪያ የፕሮግራም ተቆጣጣሪ ፣ አገልጋይ እና (መሣሪያው የኤችዲኤምአይ ውፅዓት ካለው) እንዲሁም አውቶሜትድ ኦፕሬተር መስሪያ ቦታን እንዲያካትት በማድረጉ ነው። ጠቅላላ፡ የዌብ ሰርቨር፣ የኦፒሲ ክፍል፣ የመረጃ ቋት እና የስራ ቦታ በአንድ መያዣ፣ እና ይሄ ሁሉ ለአንድ PLC ዋጋ ነው።

በዚህ ጽሑፍ ውስጥ በኢንዱስትሪ ውስጥ እንደዚህ ያሉ የተገጠመ ኮምፒተሮችን የመጠቀም እድልን እንመለከታለን. በ Raspberry Pi ላይ የተመሠረተ መሣሪያን እንደ መሠረት እንውሰድ ፣ የሩስያ ዲዛይን ክፍት ነፃ ክፍት ምንጭ SCADA ስርዓት በላዩ ላይ የመጫን ሂደቱን ደረጃ በደረጃ እንግለጽ - ፈጣን SCADA ፣ እና እንዲሁም ለአብስትራክት መጭመቂያ ጣቢያ ፕሮጀክት እናዳብር ፣ ተግባራት ይህም የኮምፕረርተር እና የሶስት ቫልቮች የርቀት መቆጣጠሪያን እንዲሁም የተጨመቀውን አየር የማምረት ሂደትን ማየትን ያካትታል.

ችግሩ በሁለት መንገዶች ሊፈታ እንደሚችል ወዲያውኑ ቦታ እንያዝ። በመሠረቱ, በምንም መልኩ አንዳቸው ከሌላው አይለያዩም, ብቸኛው ጥያቄ ውበት እና ተግባራዊ አካል ነው. ስለዚህ, እኛ ያስፈልገናል:

1.1 የመጀመሪያው አማራጭ Raspberry Pi 2/3/4 እራሱ መኖሩን, እንዲሁም የዩኤስቢ-ወደ-RS485 መቀየሪያ ("ፉጨት" ተብሎ የሚጠራው, ከ Alliexpress ሊታዘዝ ይችላል) መኖሩን ያመለክታል.

ምስል 1 - Raspberry Pi 2 እና USB ወደ RS485 መቀየሪያ

1.2 ሁለተኛው አማራጭ Raspberry ላይ የተመሠረተ ማንኛውንም ዝግጁ-የተሰራ መፍትሄን ያካትታል፣ አብሮ በተሰራው RS485 ወደቦች በኢንዱስትሪ አካባቢዎች ውስጥ ለመጫን ይመከራል። ለምሳሌ፣ እንደ ስእል 2፣ በ Raspberry CM3+ ሞጁል መሰረት።

ምስል 2 - AntexGate መሳሪያ

2. ለብዙ የቁጥጥር መመዝገቢያ መሳሪያዎች ከ Modbus ጋር;

3. ዊንዶውስ ፒሲ ፕሮጀክቱን ለማዋቀር.

የእድገት ደረጃዎች;

1. ክፍል I. Rapid SCADA በ Raspberry ላይ መጫን;
2. ክፍል II. በዊንዶውስ ላይ ፈጣን SCADA መጫን;
3. ክፍል III. የፕሮጀክት ልማት እና ወደ መሳሪያው ማውረድ;
4. መደምደሚያ.

ክፍል I. Rapid SCADA በ Raspberry ላይ መጫን

1. ሙላ ቅጽ ስርጭቱን ለማግኘት እና ለሊኑክስ የቅርብ ጊዜውን ስሪት ለማውረድ በ Rapid Scada ድህረ ገጽ ላይ።

2. የወረዱትን ፋይሎች ይክፈቱ እና "scada" አቃፊውን ወደ ማውጫው ይቅዱ / opt መሳሪያዎች

3. ሶስት ስክሪፕቶችን ከ "daemons" አቃፊ ውስጥ በማውጫው ውስጥ ያስቀምጡ /ወዘተ/init.d

4. ለሶስት የመተግበሪያ አቃፊዎች ሙሉ መዳረሻ እንሰጣለን.

sudo chmod -R ugo+rwx /opt/scada/ScadaWeb/config
sudo chmod -R ugo+rwx /opt/scada/ScadaWeb/log
sudo chmod -R ugo+rwx /opt/scada/ScadaWeb/storage

⠀5. ስክሪፕቶች እንዲተገበሩ ማድረግ፡-

sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh

⠀6. ማከማቻ አክል፡

sudo apt install apt-transport-https dirmngr gnupg ca-certificates
sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 3FA7E0328081BFF6A14DA29AA6A19B38D3D831EF
echo "deb https://download.mono-project.com/repo/debian stable-stretch main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/mono-official-stable.list
sudo apt update

⠀7. Mono .NET Frameworkን ጫን፡-

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. Apache HTTP አገልጋይ ጫን፡-

sudo apt-get install apache2

⠀9. ተጨማሪ ሞጁሎችን ጫን

sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4

⠀10. ወደ ድር መተግበሪያ አገናኝ ይፍጠሩ፡

sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada

⠀11. በ "apache" አቃፊ ውስጥ ፋይሉን ከወረደው ማህደር ይቅዱ ስካዳ.ኮንፍ ወደ ማውጫው / etc / apache2 / ጣቢያዎች-ይገኛል

sudo a2ensite scada.conf

⠀12. በዚህ መንገድ እንሂድ sudo nano /etc/apache2/apache2.conf እና የሚከተለውን በፋይሉ መጨረሻ ላይ ያክሉ።

<Directory /var/www/html/scada/>
  <FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
    Require all denied
  </FilesMatch>
</Directory>

⠀13. ስክሪፕቱን አስፈጽም

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14. Raspberryን ዳግም አስነሳ;

sudo reboot

⠀15 ድር ጣቢያውን መክፈት;

http://IP-адрес устройства/scada

⠀16. በሚከፈተው መስኮት ውስጥ የእርስዎን መግቢያ ያስገቡ "አስተዳዳሪ" እና የይለፍ ቃል «12345».

ክፍል II. በዊንዶውስ ላይ ፈጣን SCADA በመጫን ላይ

Raspberry እና የፕሮጀክት ውቅረትን ለማዋቀር የ Rapid SCADA በዊንዶው ላይ መጫን ያስፈልጋል። በንድፈ ሀሳብ ፣ ይህንን በራስ እንጆሪ ላይ ማድረግ ይችላሉ ፣ ግን ቴክኒካዊ ድጋፍ በዊንዶውስ ላይ ያለውን የእድገት አካባቢ እንድንጠቀም ይመክረናል ፣ ምክንያቱም እዚህ ከሊኑክስ የበለጠ በትክክል ይሰራል።

ስለዚህ እንጀምር:

1. የ Microsoft .NET Frameworkን ወደ የቅርብ ጊዜው ስሪት እናዘምነዋለን;
2. በማውረድ ላይ ማከፋፈያ ኪት ፈጣን SCADA ለዊንዶውስ እና ከመስመር ውጭ መጫን;
3. የ “አስተዳዳሪ” መተግበሪያን ያስጀምሩ። በውስጡም ፕሮጀክቱን ራሱ እናዘጋጃለን.

በሚያድጉበት ጊዜ ለአንዳንድ ነጥቦች ትኩረት መስጠት አለብዎት-

1. በዚህ የ SCADA ስርዓት ውስጥ ያለው የመመዝገቢያ ቁጥር ከአድራሻ 1 ይጀምራል, ስለዚህ የመመዝገቢያዎቻችንን ቁጥር በአንድ ማሳደግ ነበረብን. በእኛ ሁኔታ: 512+1 እና የመሳሰሉት:

ምስል 3 - Rapid SCADA ውስጥ የመመዝገቢያ ቁጥር (ምስል ጠቅ ሊደረግ ይችላል)

2. ማውጫዎቹን እንደገና ለማዋቀር እና ፕሮጀክቱን በሊኑክስ ኦፕሬቲንግ ሲስተም ላይ በትክክል ለማሰማራት በቅንብሮች ውስጥ ወደ “አገልጋይ” -> “አጠቃላይ መቼቶች” ይሂዱ እና “ለሊኑክስ” ቁልፍን ጠቅ ያድርጉ ።

ምስል 4 - በRapid SCADA ውስጥ ማውጫዎችን እንደገና ማዋቀር (ምስል ጠቅ ማድረግ ይቻላል)

3. ለ Modbus RTU የምርጫ ወደብ በመሳሪያው ሊኑክስ ሲስተም ውስጥ እንደተገለጸው በተመሳሳይ መንገድ ይግለጹ። በእኛ ሁኔታ ነው /dev/ttyUSB0

ምስል 5 - በRapid SCADA ውስጥ ማውጫዎችን እንደገና ማዋቀር (ምስል ጠቅ ማድረግ ይቻላል)

ማንኛቸውም ጥያቄዎች ካሉዎት, ሁሉም ተጨማሪ የመጫኛ መመሪያዎች ሊገኙ ይችላሉ የኩባንያ ድር ጣቢያ ወይም በእነሱ ላይ የዩቲዩብ ቻናል.

ክፍል III. የፕሮጀክት ልማት እና ወደ መሳሪያው ማውረድ

የፕሮጀክቱ ልማት እና እይታ በቀጥታ በአሳሹ ውስጥ ነው የተፈጠረው። ይህ ከዴስክቶፕ SCADA ስርዓቶች በኋላ ሙሉ በሙሉ የተለመደ አይደለም፣ ግን በጣም የተለመደ ነው።

ለየብቻ፣ ውሱን የእይታ አካላት ስብስብ (ምስል 6) ልብ ማለት እፈልጋለሁ። አብሮገነብ ክፍሎች ኤልኢዲ፣ አዝራር፣ መቀየሪያ መቀየሪያ፣ ማገናኛ እና ጠቋሚን ያካትታሉ። ሆኖም፣ ትልቁ ፕላስ ይህ የ SCADA ስርዓት ተለዋዋጭ ምስሎችን እና ጽሑፎችን መደገፉ ነው። የግራፊክ አርታዒያን (ኮርል፣ አዶቤ ፎቶሾፕ፣ ወዘተ) በትንሹ እውቀት በመጠቀም የእራስዎን የምስሎች፣ ንጥረ ነገሮች እና ሸካራማነቶች ቤተ-መጻሕፍት መፍጠር ይችላሉ እና ለጂአይኤፍ ኤለመንቶች ድጋፍ የቴክኖሎጂ ሂደትን ምስላዊ ምስል ላይ አኒሜሽን ለመጨመር ያስችልዎታል።

ምስል 6 - በ Rapid SCADA ውስጥ የመርሃግብር አርታዒ መሳሪያዎች

በዚህ ጽሑፍ ማዕቀፍ ውስጥ፣ Rapid SCADA ውስጥ ፕሮጀክትን በግራፊክ የመፍጠር ሂደትን ደረጃ በደረጃ ለመግለጽ ግብ አልነበረም። ስለዚህ, በዚህ ነጥብ ላይ በዝርዝር አንቀመጥም. በገንቢ አካባቢ፣ የእኛ ቀላል ፕሮጄክታችን “የተጨመቀ የአየር አቅርቦት ስርዓት” ለኮምፕሬተር ጣቢያ ይህንን ይመስላል (ምስል 7)

ምስል 7 - በ Rapid SCADA ውስጥ የመርሃግብር አርታዒ (ምስል ጠቅ ሊደረግ ይችላል)

በመቀጠል ፕሮጀክታችንን ወደ መሳሪያው ይስቀሉ. ይህንን ለማድረግ ፕሮጀክቱን ወደ አካባቢያዊ አስተናጋጅ ሳይሆን ወደ ኮምፒውተራችን ለማስተላለፍ የመሣሪያውን አይፒ አድራሻ እናሳያለን-

ምስል 8 - ፕሮጀክቱን በ Rapid SCADA ውስጥ ወደ መሳሪያው በመስቀል ላይ (ምስል ጠቅ ማድረግ ይቻላል)

በውጤቱም, ተመሳሳይ ነገር አግኝተናል (ስእል 9). በማያ ገጹ በግራ በኩል የጠቅላላውን ስርዓት (ኮምፕሬተር) የሥራ ሁኔታን የሚያንፀባርቁ LEDs, እንዲሁም የቫልቮች (ክፍት ወይም ዝግ) የሥራ ሁኔታን የሚያንፀባርቁ እና በማያ ገጹ ማዕከላዊ ክፍል ውስጥ ምስላዊ እይታ አለ. የመቀየሪያ ቁልፎችን በመጠቀም መሳሪያዎችን የመቆጣጠር ችሎታ ያለው የቴክኖሎጂ ሂደት። አንድ የተወሰነ ቫልቭ ሲከፈት, የሁለቱም ቫልቭ ራሱ እና ተጓዳኝ መስመር ቀለም ከግራጫ ወደ አረንጓዴ ይለወጣል.

ምስል 9 — የኮምፕረር ጣቢያ ፕሮጀክት (GIF እነማ ጠቅ ማድረግ ይቻላል)

ይህ ነው ለግምገማ የዚህን ፕሮጀክት ፋይል ማውረድ ይችላሉ.

ምስል 10 አጠቃላይ ውጤቱ ምን እንደሚመስል ያሳያል.

ምስል 10 - SCADA ስርዓት Raspberry ላይ

ግኝቶች

ኃይለኛ የኢንደስትሪ ኮምፒዩተሮች መፈጠር በፕሮግራም ሊሠሩ የሚችሉ አመክንዮ ተቆጣጣሪዎች ተግባርን ለማስፋት እና ለማሟላት ያስችላል። ተመሳሳይ የ SCADA ስርዓቶችን በእነሱ ላይ መጫን የአነስተኛ ምርት ወይም የቴክኖሎጂ ሂደት ስራዎችን ሊሸፍን ይችላል. ብዙ ተጠቃሚዎች ላሉት ወይም ለደህንነት ጥበቃ መስፈርቶች ለትልቅ ስራዎች፣ ሙሉ አገልግሎት የሚሰጡ አገልጋዮችን፣ አውቶሜሽን ካቢኔቶችን እና የተለመዱ PLCዎችን መጫን ይኖርቦታል። ይሁን እንጂ ለመካከለኛ እና አነስተኛ አውቶማቲክ ነጥቦች ለምሳሌ አነስተኛ የኢንዱስትሪ ህንፃዎች, ቦይለር ቤቶች, የፓምፕ ጣቢያዎች ወይም ዘመናዊ ቤቶች, እንዲህ ዓይነቱ መፍትሔ ተገቢ ይመስላል. እንደ ስሌታችን ከሆነ እንደነዚህ ያሉ መሳሪያዎች እስከ 500 የመረጃ ግብዓት / የውጤት ነጥቦች ላላቸው ተግባራት ተስማሚ ናቸው.

በተለያዩ የግራፊክ አርታኢዎች ውስጥ የመሳል ልምድ ካሎት እና እርስዎ እራስዎ የማኒሞኒክ ንድፎችን አካላት መፍጠር እንዳለብዎ ካላሰቡ ፣ Rapid SCADA ለ Raspberry ያለው አማራጭ በጣም ጥሩ ነው። ክፍት ምንጭ ስለሆነ እንደ ዝግጁ-የተሰራ መፍትሄ ያለው ተግባር በተወሰነ ደረጃ የተገደበ ነው ፣ ግን አሁንም የአንድ ትንሽ የኢንዱስትሪ ህንፃ ስራዎችን ለመሸፈን ያስችልዎታል። ስለዚህ ፣ የእይታ አብነቶችን ለራስዎ ካዘጋጁ ፣ ሁሉንም ካልሆነ ፣ ከዚያ የፕሮጀክቶቻችሁን የተወሰነ ክፍል ለማዋሃድ ይህንን መፍትሄ መጠቀም በጣም ይቻላል ።

ስለዚህ በ Raspberry ላይ ያለው እንዲህ ዓይነቱ መፍትሔ ለእርስዎ ምን ያህል ጠቃሚ እንደሆነ እና ፕሮጄክቶችዎ በ Open Source SCADA ስርዓቶች በሊኑክስ ምን ያህል ሊተኩ እንደሚችሉ ለመረዳት ምክንያታዊ ጥያቄ ይነሳል-በየትኞቹ የ SCADA ስርዓቶች ብዙ ጊዜ ይጠቀማሉ?

በዳሰሳ ጥናቱ ውስጥ የተመዘገቡ ተጠቃሚዎች ብቻ መሳተፍ ይችላሉ። ስግን እንእባክህን።

ምን ዓይነት የ SCADA ስርዓቶችን በብዛት ይጠቀማሉ?

• 35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18

• 7.8%Intouch Wonderware4

• 5.8%የመከታተያ ዘዴ 3

• 15.6%CoDeSys8

• 0%ዘፍጥረት 0

• 3.9%PCVue መፍትሄዎች2

• 3.9%Vijeo Citect2

• 17.6%ማስተር SCADA9

• 3.9%iRidium ሞባይል2

• 3.9%ቀላል-ስካዳ2

• 7.8%ፈጣን SCADA4

• 1.9%ድምር ጌት SCADA1

• 39.2%ሌላ አማራጭ (በአስተያየቱ ውስጥ መልስ)20

በ51 ተጠቃሚዎች ተመርጧል። 33 ተጠቃሚዎች ድምፀ ተአቅቦ አድርገዋል።

ምንጭ: hab.com