Zima přichází. Programovatelné logické automaty (PLC) jsou postupně nahrazovány vestavěnými osobními počítači. To je způsobeno skutečností, že výkon počítačů umožňuje jednomu zařízení začlenit funkce programovatelného ovladače, serveru a (pokud má zařízení výstup HDMI) také automatizované pracovní stanice operátora. Celkem: Webový server, OPC část, databáze a pracovní stanice v jediném případě, a to vše za cenu jednoho PLC.
V tomto článku se budeme zabývat možností využití takto vestavěných počítačů v průmyslu. Vezměme zařízení založené na Raspberry Pi jako základ, krok za krokem popíšeme proces instalace otevřeného bezplatného Open Source SCADA systému ruského designu - Rapid SCADA a také vyvineme projekt abstraktní kompresorové stanice, úkoly která bude zahrnovat dálkové ovládání kompresoru a tří ventilů a také vizualizaci procesu výroby stlačeného vzduchu.
Okamžitě si rezervujme, že problém lze vyřešit dvěma způsoby. V zásadě se od sebe nijak neliší, otázkou je pouze estetická a praktická složka. Takže potřebujeme:
1.1 První možnost znamená přítomnost samotného Raspberry Pi 2/3/4 a také přítomnost převodníku USB-to-RS485 (tzv. „píšťalka“, kterou lze objednat u Alliexpress).
Obrázek 1 - Raspberry Pi 2 a převodník USB na RS485
1.2 Druhá možnost zahrnuje jakékoli hotové řešení založené na Raspberry, doporučené pro instalace v průmyslovém prostředí s vestavěnými porty RS485. Například jako na obrázku 2, založené na modulu Raspberry CM3+.
Obrázek 2 — Zařízení AntexGate
2. Zařízení s Modbus pro několik řídicích registrů;
3. Windows PC pro konfiguraci projektu.
Vývojové fáze:
Část I. Instalace Rapid SCADA na Raspberry
1. Vyplníme na webu Rapid Scada, kde získáte distribuci a stáhněte si nejnovější verzi pro Linux.
2. Rozbalte stažené soubory a zkopírujte složku „scada“ do adresáře / opt zařízení.
3. Umístěte tři skripty ze složky „daemons“ do adresáře /etc/init.d
4. Poskytujeme plný přístup ke třem složkám aplikace:
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. Vytvoření spustitelných skriptů:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Přidat úložiště:
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. Nainstalujte Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Nainstalujte Apache HTTP server:
sudo apt-get install apache2⠀9. Nainstalujte další moduly:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Vytvořte odkaz na webovou aplikaci:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Zkopírujte soubor ze staženého archivu do složky „apache“. scada.conf do adresáře / etc / apache2 / sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Pojďme touto cestou sudo nano /etc/apache2/apache2.conf a na konec souboru přidejte následující:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Spusťte skript:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Restartujte Raspberry:
sudo reboot⠀15. Otevření webu:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. V okně, které se otevře, zadejte své přihlašovací údaje "Správce" a heslo «12345».
Část II. Instalace Rapid SCADA na Windows
Pro konfiguraci Raspberry a konfiguraci projektu bude vyžadována instalace Rapid SCADA na Windows. Teoreticky to můžete udělat na samotné malině, ale technická podpora nám doporučila použít vývojové prostředí na Windows, protože zde funguje správněji než na Linuxu.
Začněme tedy:
- Aktualizujeme Microsoft .NET Framework na nejnovější verzi;
- Stáhnout Rapid SCADA pro Windows a instalace offline;
- Spusťte aplikaci „Administrátor“. V něm budeme rozvíjet samotný projekt.
Při vývoji je třeba věnovat pozornost některým bodům:
1. Číslování registrů v tomto SCADA systému začíná od adresy 1, takže jsme museli číslování našich registrů zvýšit o jedničku. V našem případě je to: 512+1 a tak dále:
Obrázek 3 — Číslování registrů v Rapid SCADA (kliknutím na obrázek)
2. Chcete-li překonfigurovat adresáře a správně nasadit projekt v operačním systému Linux, musíte v nastavení přejít na „Server“ -> „Obecná nastavení“ a kliknout na tlačítko „Pro Linux“:
Obrázek 4 - Překonfigurování adresářů v Rapid SCADA (klikací na obrázek)
3. Definujte polling port pro Modbus RTU stejným způsobem, jak je definován v systému Linux zařízení. V našem případě ano /dev/ttyUSB0
Obrázek 5 - Překonfigurování adresářů v Rapid SCADA (klikací na obrázek)
Máte-li jakékoli dotazy, všechny další pokyny k instalaci můžete získat na adrese nebo na jejich .
Část III. Vývoj projektu a stahování do zařízení
Vývoj a vizualizace projektu se vytváří přímo v samotném prohlížeči. Po desktopových SCADA systémech to není úplně zvykem, ale je to celkem běžné.
Samostatně bych chtěl poznamenat omezenou sadu vizualizačních prvků (obrázek 6). Mezi vestavěné komponenty patří LED dioda, tlačítko, páčkový přepínač, odkaz a ukazatel. Velkým plusem však je, že tento SCADA systém podporuje dynamické obrázky a text. S minimální znalostí grafických editorů (Corel, Adobe Photoshop atd.) můžete vytvářet vlastní knihovny obrázků, prvků a textur a podpora GIF prvků vám umožní přidat animaci do vizualizace technologického procesu.
Obrázek 6 — Nástroje editoru schémat v Rapid SCADA
V rámci tohoto článku nebylo cílem popsat krok za krokem proces grafického vytvoření projektu v Rapid SCADA. Proto se tímto bodem nebudeme podrobně zabývat. Ve vývojářském prostředí vypadá náš jednoduchý projekt „Systém dodávky stlačeného vzduchu“ pro kompresorovou stanici takto (obrázek 7):
Obrázek 7 — Editor schémat v Rapid SCADA (kliknutím na obrázek)
Dále nahrajte náš projekt do zařízení. Za tímto účelem označíme IP adresu zařízení, které má přenést projekt nikoli na localhost, ale na náš vestavěný počítač:
Obrázek 8 - Nahrání projektu do zařízení v Rapid SCADA (klikací na obrázek)
Ve výsledku jsme dostali něco podobného (obrázek 9). Na levé straně obrazovky jsou LED diody, které odrážejí provozní stav celého systému (kompresoru) a také provozní stav ventilů (otevřeno nebo zavřeno) a ve střední části obrazovky je vizualizace technologického procesu s možností ovládání zařízení pomocí pákových spínačů. Při otevření konkrétního ventilu se barva ventilu samotného i příslušné dálnice změní ze šedé na zelenou.
Obrázek 9 — Projekt kompresorové stanice (animace GIF lze kliknout)
můžete si stáhnout soubor tohoto projektu ke kontrole.
Obrázek 10 ukazuje, jak vypadá celkový výsledek.
Obrázek 10 - SCADA systém na Raspberry
Závěry
Vznik výkonných vestavěných průmyslových počítačů umožňuje rozšířit a doplnit funkčnost programovatelných logických automatů. Instalace podobných SCADA systémů na ně může pokrýt úkoly malých výrobních nebo technologických procesů. Pro větší úlohy s velkým počtem uživatelů nebo zvýšenými požadavky na zabezpečení budete pravděpodobně muset instalovat plnohodnotné servery, automatizační skříně a obvyklá PLC. Pro střední a malá automatizační místa, jako jsou malé průmyslové objekty, kotelny, čerpací stanice nebo chytré domácnosti, se však takové řešení jeví jako vhodné. Podle našich výpočtů jsou taková zařízení vhodná pro úlohy s až 500 datovými vstupními/výstupními body.
Pokud máte zkušenosti s kreslením v různých grafických editorech a nestydíte se tím, že si prvky mnemotechnických diagramů budete muset vytvářet sami, pak je varianta s Rapid SCADA pro Raspberry velmi optimální. Jeho funkčnost jako hotového řešení je poněkud omezená, jelikož se jedná o Open Source, umožňuje však pokrýt i úkoly malé průmyslové budovy. Pokud si tedy připravíte vizualizační šablony pro sebe, pak je docela možné použít toto řešení k integraci, ne-li všech, pak některé části vašich projektů.
Abyste tedy pochopili, jak užitečné pro vás takové řešení na Raspberry může být a jak jsou vaše projekty nahraditelné Open Source SCADA systémy na Linuxu, nabízí se rozumná otázka: které SCADA systémy používáte nejčastěji?
Průzkumu se mohou zúčastnit pouze registrovaní uživatelé. , prosím.
Jaké SCADA systémy používáte nejčastěji?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8%Intouch Wonderware4
-
5.8%Režim sledování 3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Genesis 0
-
3.9%Řešení PCVue2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Hlavní SCADA9
-
3.9%iRidium mobile2
-
3.9%Simple-Scada2
-
7.8%Rychlý SCADA4
-
1.9%Agregátní SCADA1
-
39.2%Další možnost (odpověď v komentáři)20
Hlasovalo 51 uživatelů. 33 uživatelů se zdrželo hlasování.
Zdroj: www.habr.com