Winter Is Coming. На змену праграмуемых лагічных кантролераў (ПЛК) паступова прыходзяць убудавальныя персанальныя кампутары. Гэта злучана з тым, што магутнасці кампутараў дазваляюць адной прыладзе ўвабраць у сябе функцыянал праграмуемага кантролера, сервера, і (пры наяўнасці ў прылады вынахаду HDMI) яшчэ і аўтаматызаванага працоўнага месца аператара. Разам: Web-сервер, OPC-частка, база дадзеных і АРМ у адзіным корпусе, і ўсё гэта па кошце аднаго ПЛК.
У артыкуле разгледзім магчымасць ужывання такіх убудавальных кампутараў у прамысловасці. Возьмем за аснову прылада на базе Raspberry Pi, паэтапна распішам працэс усталёўкі на яго адчыненай бясплатнай Open Source SCADA-сістэмы расійскай распрацоўкі – Rapid SCADA, а таксама распрацуем у ёй праект абстрактнай кампрэсарнай станцыі, у задачы якой будзе ўваходзіць выдаленае кіраванне кампрэсарам і трыма вентылямі, а таксама візуалізацыя тэхналагічнага працэсу вытворчасці сціснутага паветра.
Адразу абмовімся, што задачу можна вырашаць двума варыянтамі. Прынцыпова яны не адрозніваюцца адзін ад аднаго ніяк, пытанне толькі ў эстэтычнай і практычнай складніку. Такім чынам, нам неабходна:
1.1 Першы варыянт мае на ўвазе наяўнасць непасрэдна самога Raspberry Pi 2/3/4, а таксама наяўнасць USB-канвертара ў RS485 (так званага "свістка", які можна замовіць з Alliexpress).
Малюнак 1 – Raspberry Pi 2 і USB-канвэртар у RS485
1.2 Другі варыянт уключае ў сябе любое гатовае рашэнне на базе Raspberry, рэкамендаванае для усталёвак у прамысловых умовах cа ўбудаванымі RS485 партамі. Напрыклад, такое, як на малюнку 2, на базе модуля Raspberry CM3+.
Малюнак 2 - Прылада AntexGate
2. Прылада з Modbus на некалькі кіраўнікоў рэгістраў;
3. ПК на Windows для канфігуравання праекта.
Этапы распрацоўкі:
Частка I. Устаноўка Rapid SCADA на Raspberry
1. Запаўняем на сайце Rapid Scada для атрымання дыстрыбутыва і спампоўкай апошнюю версію для Linux.
2. Разархівуем спампаваныя файлы і які капіюецца тэчку «scada» у дырэкторыю / неаўтаматычныя прылады.
3. Кладзём тры скрыпты з тэчкі «daemons» у дырэкторыю /etc/init.d
4. Даем поўны доступ тром тэчкам прыкладання:
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. Які робіцца скрыпты выкананымі:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Дадаем рэпазітар:
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. Усталёўваны Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Усталёўваны Apache HTTP-сервер:
sudo apt-get install apache2⠀9. Усталёўваны дадатковыя модулі:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Ствараем спасылку на Web-дадатак:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. З скачанага архіва ў тэчцы «apache» які капіюецца файл scada.conf у дырэкторыю / І г.д. / apache2 / сайты-даступныя
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Пераходзім па гэтым шляху sudo nano /etc/apache2/apache2.conf і дадаем наступнае ў канец файла:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Выконваем скрыпт:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Перазагружаем Raspberry:
sudo reboot⠀15. Адкрываем вэб-сайт:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. У якое адкрылася акне ўводны лагін "Адміністратар" і пароль «12345».
частка II. Ўстаноўка Rapid SCADA на Windows
Усталёўка Rapid SCADA на Windows запатрабуецца для налады Raspberry і канфігурацыі праекту. У тэорыі можна гэта рабіць і на самой маліне, але ў тэхнічнай падтрымцы нам параілі выкарыстоўваць асяроддзе распрацоўкі на Windows, паколькі тут яно працуе карэктней, чым на Linux.
Такім чынам, прыступім:
- Абнаўляем Microsoft .NET Framework да самай свежай версіі;
- Спампоўваем Rapid SCADA для Windows і ўсталёўваны ў аўтаномным рэжыме;
- Запускаем дадатак «Адміністратар». У ім мы будзем распрацоўваць сам праект.
Пры распрацоўцы неабходна звярнуць увагу на некаторыя моманты:
1. Нумарацыя рэгістраў у дадзенай SCADA-сістэме пачынаецца з 1 адраса, таму нам прыйшлося павялічыць нумарацыю сваіх рэгістраў на адзінку. У нашым выпадку гэта: 512+1 і гэтак далей:
Малюнак 3 — Нумарацыя рэгістраў у Rapid SCADA (карцінка клікабельная)
2. Для пераналадкі дырэкторый і карэктнага разгортвання праекту на аперацыйнай сістэме Linux, у наладах неабходна зайсці ў "Сервер" -> "Агульныя параметры" і націснуць кнопку "Для Linux":
Малюнак 4 — Пераналадка дырэкторый у Rapid SCADA (карцінка клікабельная)
3. Вызначаем порт апытання для Modbus RTU такім чынам, як ён вызначаецца ў сістэме Linux прылады. У нашым выпадку гэта /dev/ttyUSB0
Малюнак 5 — Пераналадка дырэкторый у Rapid SCADA (карцінка клікабельная)
Пры ўзнікненні якіх-небудзь пытанняў, усе дадатковыя інструкцыі па ўстаноўцы можна атрымаць на ці на іх .
частка III. Распрацоўка праекта і яго загрузка на прыладу
Распрацоўка і візуалізацыя праекту ствараецца непасрэдна ў самім браўзэры. Гэта не зусім звыкла пасля дэсктопных SCADA-сістэм, але суцэль мае месца быць.
Асобна хацелася б адзначыць абмежаваны набор элементаў візуалізацыі (малюнак 6). З убудаваных кампанентаў тут ёсць святлодыёд, кнопка, тумблер, спасылка і паказальнік. Аднак вялікі плюс у тым, што дадзеная SCADA-сістэма падтрымлівае дынамічныя выявы і тэкст. Пры мінімальных ведах графічных рэдактараў (Corel, Adobe Photoshop і інш.) можна ствараць уласныя бібліятэкі малюнкаў, элементаў і тэкстур, а падтрымка GIF-элементаў дазволіць дадаць анімацыю ў візуалізацыю тэхналагічнага працэсу.
Малюнак 6 — Інструменты рэдактара схем у Rapid SCADA
У рамках дадзенага артыкула не было мэты распісваць паэтапна працэс графічнага стварэння праекту ў Rapid SCADA. Таму падрабязна не будзем спыняцца на гэтым пункце. У асяроддзі распрацоўніка наш прасценькі праект "Сістэмы падачы сціснутага паветра" кампрэсарнай станцыі выглядае наступным чынам (малюнак 7):
Малюнак 7 - Рэдактар схем у Rapid SCADA (карцінка клікабельнасць)
Далей заліваем наш праект на прыладу. Для гэтага паказваем IP-адрас прылады для перадачы праекту не на localhost, а на наш убудаваны кампутар:
Малюнак 8 - Загрузка праекта на прыладу ў Rapid SCADA (карцінка клікабельнасць)
У выніку ў нас атрымалася нешта падобнае (малюнак 9). У левай частцы экрана знаходзяцца святлодыёды, якія адлюстроўваюць статус працы ўсёй сістэмы (кампрэсара), а таксама статус працы засавак (адкрыты або зачыненыя), а ў цэнтральнай частцы экрана – візуалізацыя тэхналагічнага працэсу з магчымасцю кіравання прыладамі з дапамогай тумблераў. Пры адкрыцці той ці іншай засаўкі змяняецца колер з шэрага на зялёны як самой засаўкі, так і якая адпавядае ёй магістралі.
Малюнак 9 - Праект кампрэсарнай станцыі (GIF-анімацыя клікабельна)
вы можаце спампаваць файл дадзенага праекту для азнаямлення.
На малюнку 10 паказана тое, як у цэлым выглядае тое, што ў нас атрымалася.
Малюнак 10 – SCADA-сістэма на Raspberry
Высновы
З'яўленне магутных убудавальных прамысловых кампутараў дазваляе пашырыць і дапоўніць функцыянал праграмуемых лагічных кантролераў. Усталёўка на іх падобных SCADA-сістэм можа акрыць задачы невялікай вытворчасці ці тэхналагічнага працэсу. Для буйнейшых задач з вялікай колькасцю карыстачоў або падвышаным патрабаваннем бяспекі, хутчэй за ўсё, прыйдзецца ўсталёўваць паўнавартасныя сервера, шафы аўтаматыкі і звыклыя ПЛК. Аднак для кропак сярэдняй і малой аўтаматызацыі па тыпе невялікіх вытворчых будынкаў, кацельняў, помпавых ці разумнай хаты - падобнае рашэнне здаецца мэтазгодным. Па нашых падліках, падобныя прылады падыдуць для задач да 500 кропак уводу-вываду дадзеных.
Калі ў вас ёсць досвед малявання ў розных графічных рэдактарах і вас не бянтэжыць тое, што вам прыйдзецца самастойна ствараць элементы мнемосхем, то варыянт з Rapid SCADA пад Raspberry вельмі аптымальны. Яе функцыянал як гатовага рашэння некалькі абмежаваны, паколькі гэта Open Source, аднак і ён дазваляе акрыць задачы невялікага вытворчага будынка. Таму калі падрыхтаваць для сябе шаблоны візуалізацыі, то цалкам можна выкарыстоўваць гэтае рашэнне для інтэграцыі калі не ўсіх, то нейкай часткі сваіх праектаў.
Такім чынам, каб зразумець, наколькі карысным можа быць для вас падобнае рашэнне на Raspberry і наколькі вашыя праекты заменныя Open Source SCADA-сістэмамі на Linux, узнікае суцэль слушнае пытанне: якімі SCADA-сістэмамі вы карыстаецеся часцей за ўсё?
Толькі зарэгістраваныя карыстачы могуць удзельнічаць у апытанні. , Калі ласка.
Якімі SCADA-сістэмамі вы карыстаецеся часцей за ўсё?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8%Intouch Wonderware4
-
5.8%Trace mode3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Быццё0
-
3.9%PcVue Solutions2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Master SCADA9
-
3.9%iRidium mobile2
-
3.9%Simple-Scada2
-
7.8%Rapid SCADA4
-
1.9%AggreGate SCADA1
-
39.2%Іншы варыянт (адказ у каментары)20
Прагаласаваў 51 карыстальнік. Устрымаліся 33 карыстальніка.
Крыніца: habr.com