রাস্পবেরি উপর SCADA: মিথ বা বাস্তবতা?

শীত আসচ্ছে. প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার (PLCs) ধীরে ধীরে এমবেড করা ব্যক্তিগত কম্পিউটার দ্বারা প্রতিস্থাপিত হচ্ছে। এটি এই কারণে যে কম্পিউটারের শক্তি একটি ডিভাইসকে একটি প্রোগ্রামেবল কন্ট্রোলার, একটি সার্ভার এবং (যদি ডিভাইসটিতে HDMI আউটপুট থাকে) একটি স্বয়ংক্রিয় অপারেটর ওয়ার্কস্টেশনের কার্যকারিতা অন্তর্ভুক্ত করতে দেয়। মোট: ওয়েব সার্ভার, ওপিসি অংশ, ডাটাবেস এবং ওয়ার্কস্টেশন একটি একক ক্ষেত্রে, এবং এই সব একটি পিএলসি খরচের জন্য।

এই নিবন্ধে আমরা শিল্পে এই ধরনের এমবেডেড কম্পিউটার ব্যবহারের সম্ভাবনা বিবেচনা করব। আসুন একটি ভিত্তি হিসাবে রাস্পবেরি পাই এর উপর ভিত্তি করে একটি ডিভাইস গ্রহণ করি, ধাপে ধাপে এটিতে রাশিয়ান ডিজাইনের একটি ওপেন ফ্রি ওপেন সোর্স SCADA সিস্টেম ইনস্টল করার প্রক্রিয়া বর্ণনা করুন - র‌্যাপিড SCADA, এবং একটি বিমূর্ত কম্প্রেসার স্টেশনের জন্য একটি প্রকল্পও বিকাশ করুন, এর কাজগুলি যার মধ্যে একটি কম্প্রেসার এবং তিনটি ভালভের রিমোট কন্ট্রোল, সেইসাথে সংকুচিত বায়ু উত্পাদন প্রক্রিয়ার ভিজ্যুয়ালাইজেশন অন্তর্ভুক্ত থাকবে।

আমাদের অবিলম্বে একটি সংরক্ষণ করা যাক যে সমস্যাটি দুটি উপায়ে সমাধান করা যেতে পারে। মৌলিকভাবে, তারা কোনোভাবেই একে অপরের থেকে আলাদা নয়, একমাত্র প্রশ্ন হল নান্দনিক এবং ব্যবহারিক উপাদান। সুতরাং, আমাদের প্রয়োজন:

1.1 প্রথম বিকল্পটি নিজেই রাস্পবেরি পাই 2/3/4 এর উপস্থিতি বোঝায়, সেইসাথে একটি USB-to-RS485 রূপান্তরকারীর উপস্থিতি (তথাকথিত "হুইসেল", যা Alliexpress থেকে অর্ডার করা যেতে পারে)।

চিত্র 1 - রাস্পবেরি পাই 2 এবং USB থেকে RS485 রূপান্তরকারী

1.2 দ্বিতীয় বিকল্পটিতে রাস্পবেরির উপর ভিত্তি করে যেকোন প্রস্তুত-তৈরি সমাধান অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, বিল্ট-ইন RS485 পোর্ট সহ শিল্প পরিবেশে ইনস্টলেশনের জন্য প্রস্তাবিত। উদাহরণস্বরূপ, যেমন চিত্র 2, রাস্পবেরি CM3+ মডিউলের উপর ভিত্তি করে।

চিত্র 2 — AntexGate ডিভাইস

2. বেশ কয়েকটি নিয়ন্ত্রণ রেজিস্টারের জন্য Modbus সহ ডিভাইস;

3. প্রজেক্ট কনফিগার করার জন্য উইন্ডোজ পিসি।

উন্নয়ন পর্যায়:

1. পার্ট I. রাস্পবেরিতে দ্রুত SCADA ইনস্টল করা;
2. দ্বিতীয় খণ্ড। উইন্ডোজে দ্রুত SCADA ইনস্টলেশন;
3. তৃতীয় খণ্ড। প্রকল্পের উন্নয়ন এবং ডিভাইসে ডাউনলোড করা;
4. উপসংহার।

পার্ট I. রাস্পবেরিতে দ্রুত SCADA ইনস্টল করা

1. পূরণ করুন ফর্ম ডিস্ট্রিবিউশন পেতে এবং লিনাক্সের সর্বশেষ সংস্করণ ডাউনলোড করতে Rapid Scada ওয়েবসাইটে যান।

2. ডাউনলোড করা ফাইল আনজিপ করুন এবং ডিরেক্টরিতে "scada" ফোল্ডারটি অনুলিপি করুন / অপ্ট ডিভাইস

3. ডিরেক্টরিতে "ডেমন" ফোল্ডার থেকে তিনটি স্ক্রিপ্ট রাখুন /etc/init.d

4. আমরা তিনটি অ্যাপ্লিকেশন ফোল্ডারে সম্পূর্ণ অ্যাক্সেস দিই:

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। স্ক্রিপ্ট এক্সিকিউটেবল করা:

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

⠀6। একটি সংগ্রহস্থল যোগ করুন:

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 ফ্রেমওয়ার্ক ইনস্টল করুন:

sudo apt-get install mono-complete

⠀8। Apache HTTP সার্ভার ইনস্টল করুন:

sudo apt-get install apache2

⠀9 অতিরিক্ত মডিউল ইনস্টল করুন:

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

⠀ ১০। ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনের একটি লিঙ্ক তৈরি করুন:

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

⠀11। "অ্যাপাচি" ফোল্ডারে ডাউনলোড করা সংরক্ষণাগার থেকে ফাইলটি অনুলিপি করুন scada.conf ডিরেক্টরিতে জন্য / etc / apache2 / সাইট-উপলব্ধ

sudo a2ensite scada.conf

⠀12। চল এই পথে নেমে যাই sudo nano /etc/apache2/apache2.conf এবং ফাইলের শেষে নিম্নলিখিত যোগ করুন:

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

⠀13। স্ক্রিপ্ট চালান:

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14। রাস্পবেরি রিবুট করুন:

sudo reboot

⠀15। ওয়েবসাইট খোলা হচ্ছে:

http://IP-адрес устройства/scada

⠀ ১৬। যে উইন্ডোটি খোলে, সেখানে আপনার লগইন লিখুন "অ্যাডমিন" এবং পাসওয়ার্ড "12345".

দ্বিতীয় খণ্ড। উইন্ডোজে দ্রুত SCADA ইনস্টল করা হচ্ছে

রাস্পবেরি এবং প্রজেক্ট কনফিগারেশন কনফিগার করার জন্য Windows-এ Rapid SCADA-এর ইনস্টলেশনের প্রয়োজন হবে। তাত্ত্বিকভাবে, আপনি রাস্পবেরিতে নিজেই এটি করতে পারেন, তবে প্রযুক্তিগত সহায়তা আমাদের উইন্ডোজে বিকাশের পরিবেশ ব্যবহার করার পরামর্শ দিয়েছে, যেহেতু এটি লিনাক্সের চেয়ে এখানে আরও সঠিকভাবে কাজ করে।

সুতরাং শুরু করা যাক:

1. আমরা Microsoft .NET ফ্রেমওয়ার্ককে সর্বশেষ সংস্করণে আপডেট করি;
2. ডাউনলোড বিতরণ কিট উইন্ডোজের জন্য দ্রুত SCADA এবং অফলাইন ইনস্টল করুন;
3. "প্রশাসক" অ্যাপ্লিকেশন চালু করুন। এটিতে আমরা নিজেই প্রকল্পটি বিকাশ করব।

বিকাশ করার সময়, আপনাকে কিছু পয়েন্টে মনোযোগ দিতে হবে:

1. এই SCADA সিস্টেমে রেজিস্টারের নম্বর দেওয়া ঠিকানা 1 থেকে শুরু হয়, তাই আমাদের রেজিস্টারের সংখ্যা এক করে বাড়াতে হয়েছিল। আমাদের ক্ষেত্রে এটি হল: 512+1 এবং তাই:

চিত্র 3 — দ্রুত SCADA-তে রেজিস্টারের সংখ্যাকরণ (ছবি ক্লিকযোগ্য)

2. ডিরেক্টরিগুলি পুনরায় কনফিগার করতে এবং সঠিকভাবে লিনাক্স অপারেটিং সিস্টেমে প্রকল্পটি স্থাপন করতে, সেটিংসে আপনাকে "সার্ভার" -> "সাধারণ সেটিংস" এ যেতে হবে এবং "লিনাক্সের জন্য" বোতামটি ক্লিক করতে হবে:

চিত্র 4 - দ্রুত SCADA-তে ডিরেক্টরিগুলি পুনরায় কনফিগার করা (ছবিতে ক্লিকযোগ্য)

3. Modbus RTU-এর জন্য পোলিং পোর্টকে একইভাবে সংজ্ঞায়িত করুন যেভাবে এটি ডিভাইসের Linux সিস্টেমে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। আমাদের ক্ষেত্রে এটা হয় /dev/ttyUSB0

চিত্র 5 - দ্রুত SCADA-তে ডিরেক্টরিগুলি পুনরায় কনফিগার করা (ছবিতে ক্লিকযোগ্য)

আপনার কোন প্রশ্ন থাকলে, সমস্ত অতিরিক্ত ইনস্টলেশন নির্দেশাবলী থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে কোম্পানী ওয়েবসাইট বা তাদের উপর ইউটিউব চ্যানেল.

তৃতীয় খণ্ড। প্রকল্পের উন্নয়ন এবং ডিভাইসে ডাউনলোড করা

প্রকল্পের বিকাশ এবং ভিজ্যুয়ালাইজেশন সরাসরি ব্রাউজারেই তৈরি করা হয়। এটি ডেস্কটপ SCADA সিস্টেমের পরে সম্পূর্ণ প্রথাগত নয়, তবে এটি বেশ সাধারণ।

আলাদাভাবে, আমি ভিজ্যুয়ালাইজেশন উপাদানগুলির সীমিত সেটটি নোট করতে চাই (চিত্র 6)। অন্তর্নির্মিত উপাদানগুলির মধ্যে একটি LED, একটি বোতাম, একটি টগল সুইচ, একটি লিঙ্ক এবং একটি পয়েন্টার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। যাইহোক, বড় প্লাস হল যে এই SCADA সিস্টেমটি গতিশীল ছবি এবং পাঠ্য সমর্থন করে। গ্রাফিক এডিটর (কোরেল, অ্যাডোব ফটোশপ, ইত্যাদি) সম্পর্কে ন্যূনতম জ্ঞানের সাথে, আপনি ছবি, উপাদান এবং টেক্সচারের আপনার নিজস্ব লাইব্রেরি তৈরি করতে পারেন এবং GIF উপাদানগুলির জন্য সমর্থন আপনাকে প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার ভিজ্যুয়ালাইজেশনে অ্যানিমেশন যুক্ত করতে দেয়।

চিত্র 6 — Rapid SCADA-তে স্কিম এডিটর টুল

এই নিবন্ধের কাঠামোর মধ্যে, Rapid SCADA-তে গ্রাফিক্যালি একটি প্রকল্প তৈরি করার প্রক্রিয়া ধাপে ধাপে বর্ণনা করার কোনো লক্ষ্য ছিল না। অতএব, আমরা এই বিষয়ে বিস্তারিতভাবে আলোচনা করব না। বিকাশকারী পরিবেশে, একটি সংকোচকারী স্টেশনের জন্য আমাদের সাধারণ প্রকল্প "সংকুচিত বায়ু সরবরাহ ব্যবস্থা" দেখতে এইরকম দেখায় (চিত্র 7):

চিত্র 7 — দ্রুত SCADA-তে স্কিম সম্পাদক (ছবি ক্লিকযোগ্য)

এর পরে, ডিভাইসে আমাদের প্রকল্প আপলোড করুন। এটি করার জন্য, আমরা প্রকল্পটি লোকালহোস্টে নয়, আমাদের এমবেডেড কম্পিউটারে স্থানান্তর করার জন্য ডিভাইসের আইপি ঠিকানা নির্দেশ করি:

চিত্র 8 - র‍্যাপিড SCADA-তে ডিভাইসে প্রকল্পটি আপলোড করা হচ্ছে (ছবিতে ক্লিকযোগ্য)

ফলস্বরূপ, আমরা অনুরূপ কিছু পেয়েছি (চিত্র 9)। স্ক্রিনের বাম দিকে এলইডি রয়েছে যা পুরো সিস্টেমের অপারেটিং স্থিতি (কম্প্রেসার) প্রতিফলিত করে, সেইসাথে ভালভগুলির অপারেটিং অবস্থা (খোলা বা বন্ধ) এবং স্ক্রিনের কেন্দ্রীয় অংশে একটি ভিজ্যুয়ালাইজেশন রয়েছে। টগল সুইচ ব্যবহার করে ডিভাইস নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা সহ প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার। যখন একটি নির্দিষ্ট ভালভ খোলা হয়, তখন ভালভ এবং সংশ্লিষ্ট হাইওয়ে উভয়ের রঙ ধূসর থেকে সবুজে পরিবর্তিত হয়।

চিত্র 9 — কম্প্রেসার স্টেশন প্রকল্প (GIF অ্যানিমেশন ক্লিকযোগ্য)

এটা হল আপনি পর্যালোচনার জন্য এই প্রকল্পের ফাইল ডাউনলোড করতে পারেন.

চিত্র 10 সামগ্রিক ফলাফল কেমন দেখায় তা দেখায়।

চিত্র 10 - রাস্পবেরিতে SCADA সিস্টেম

তথ্যও

শক্তিশালী এমবেডেড ইন্ডাস্ট্রিয়াল কম্পিউটারের আবির্ভাব প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলারের কার্যকারিতা প্রসারিত এবং পরিপূরক করা সম্ভব করে তোলে। তাদের উপর অনুরূপ SCADA সিস্টেম ইনস্টল করা একটি ছোট উত্পাদন বা প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়ার কাজগুলিকে কভার করতে পারে। বিপুল সংখ্যক ব্যবহারকারী বা বর্ধিত নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তা সহ বৃহত্তর কাজের জন্য, আপনাকে সম্ভবত সম্পূর্ণ সার্ভার, অটোমেশন ক্যাবিনেট এবং সাধারণ পিএলসি ইনস্টল করতে হবে। যাইহোক, ছোট শিল্প ভবন, বয়লার হাউস, পাম্পিং স্টেশন বা স্মার্ট হোমের মতো মাঝারি এবং ছোট অটোমেশনের পয়েন্টগুলির জন্য এই জাতীয় সমাধান উপযুক্ত বলে মনে হয়। আমাদের গণনা অনুসারে, এই জাতীয় ডিভাইসগুলি 500 পর্যন্ত ডেটা ইনপুট/আউটপুট পয়েন্ট সহ কাজের জন্য উপযুক্ত।

আপনার যদি বিভিন্ন গ্রাফিক এডিটরগুলিতে অঙ্কন করার অভিজ্ঞতা থাকে এবং আপনি নিজেকে স্মৃতি সংক্রান্ত ডায়াগ্রামের উপাদানগুলি তৈরি করতে হবে তা মনে না করেন তবে রাস্পবেরির জন্য র্যাপিড স্কাডা সহ বিকল্পটি খুব অনুকূল। রেডিমেড সমাধান হিসাবে এর কার্যকারিতা কিছুটা সীমিত, যেহেতু এটি ওপেন সোর্স, তবে এটি এখনও আপনাকে একটি ছোট শিল্প ভবনের কাজগুলি কভার করতে দেয়। অতএব, আপনি যদি নিজের জন্য ভিজ্যুয়ালাইজেশন টেমপ্লেট প্রস্তুত করেন, তবে আপনার প্রকল্পগুলির কিছু অংশ একত্রিত করার জন্য এই সমাধানটি ব্যবহার করা বেশ সম্ভব।

সুতরাং, রাস্পবেরিতে এই জাতীয় সমাধান আপনার জন্য কতটা দরকারী এবং লিনাক্সে ওপেন সোর্স SCADA সিস্টেমগুলির সাথে আপনার প্রকল্পগুলি কতটা প্রতিস্থাপনযোগ্য তা বোঝার জন্য, একটি যুক্তিসঙ্গত প্রশ্ন উঠেছে: আপনি কোন SCADA সিস্টেমগুলি প্রায়শই ব্যবহার করেন?

শুধুমাত্র নিবন্ধিত ব্যবহারকারীরা জরিপে অংশগ্রহণ করতে পারবেন। সাইন ইন করুনকরুন।

আপনি প্রায়ই কোন SCADA সিস্টেম ব্যবহার করেন?

• 35.2%সিমেটিক উইনসিসি (টিআইএ পোর্টাল)18

• 7.8%Intouch Wonderware4

• 5.8%ট্রেস মোড3

• 15.6%CoDeSys8

• 0%জেনেসিস 0

• 3.9%PCVue সমাধান 2

• 3.9%Vijeo Citect2

• 17.6%মাস্টার SCADA9

• 3.9%iRidium mobile2

• 3.9%সরল-Scada2

• 7.8%দ্রুত SCADA4

• 1.9%AggreGate SCADA1

• 39.2%আরেকটি বিকল্প (মন্তব্যে উত্তর) 20

51 ব্যবহারকারী ভোট দিয়েছেন। 33 জন ব্যবহারকারী বিরত ছিলেন।

উত্স: www.habr.com