Vinteren er på vej. Programmerbare logiske controllere (PLC'er) bliver gradvist erstattet af indlejrede personlige computere. Dette skyldes det faktum, at computerens kraft tillader en enhed at inkorporere funktionaliteten fra en programmerbar controller, en server og (hvis enheden har en HDMI-udgang) også en automatiseret operatørarbejdsstation. I alt: Webserver, OPC-del, database og arbejdsstation i en enkelt sag, og alt dette til prisen for én PLC.
I denne artikel vil vi overveje muligheden for at bruge sådanne indlejrede computere i industrien. Lad os tage en enhed baseret på Raspberry Pi som grundlag, trin for trin beskrive processen med at installere et åbent gratis Open Source SCADA-system af russisk design på det - Rapid SCADA, og også udvikle et projekt for en abstrakt kompressorstation, opgaverne for som vil omfatte fjernstyring af en kompressor og tre ventiler, samt visualisering af trykluftproduktionsprocessen.
Lad os straks tage forbehold for, at problemet kan løses på to måder. Grundlæggende adskiller de sig ikke fra hinanden på nogen måde, det eneste spørgsmål er den æstetiske og praktiske komponent. Så vi har brug for:
1.1 Den første mulighed indebærer tilstedeværelsen af selve Raspberry Pi 2/3/4, såvel som tilstedeværelsen af en USB-til-RS485-konverter (den såkaldte "fløjte", som kan bestilles fra Alliexpress).
Figur 1 - Raspberry Pi 2 og USB til RS485 konverter
1.2 Den anden mulighed inkluderer enhver færdiglavet løsning baseret på Raspberry, anbefalet til installationer i industrielle miljøer med indbyggede RS485-porte. For eksempel, som i figur 2, baseret på Raspberry CM3+-modulet.
Figur 2 — AntexGate-enhed
2. Apparat med Modbus til flere styreregistre;
3. Windows PC for at konfigurere projektet.
Udviklingsstadier:
Del I. Installation af Rapid SCADA på Raspberry
1. Udfyld på Rapid Scada-webstedet for at hente distributionen og downloade den seneste version til Linux.
2. Pak de downloadede filer ud og kopier "scada"-mappen til mappen / opt enheder.
3. Placer tre scripts fra mappen "dæmoner" i mappen /etc/init.d
4. Vi giver fuld adgang til tre applikationsmapper:
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. Gør scripts eksekverbare:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Tilføj et lager:
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. Installer Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Installer Apache HTTP-server:
sudo apt-get install apache2⠀9. Installer yderligere moduler:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Opret et link til webapplikationen:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Kopier filen fra det downloadede arkiv i "apache"-mappen scada.conf til biblioteket / etc / apache2 / sites-tilgængelig
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Lad os gå denne vej sudo nano /etc/apache2/apache2.conf og tilføj følgende til slutningen af filen:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Udfør scriptet:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Genstart Raspberry:
sudo reboot⠀15. Åbning af hjemmesiden:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. Indtast dit login i vinduet, der åbnes "Admin" og adgangskode "12345".
Del II. Installation af Rapid SCADA på Windows
Installation af Rapid SCADA på Windows vil være påkrævet for at konfigurere Raspberry og projektkonfiguration. I teorien kan du gøre dette på selve hindbæret, men teknisk support rådede os til at bruge udviklingsmiljøet på Windows, da det fungerer mere korrekt her end på Linux.
Så lad os komme i gang:
- Vi opdaterer Microsoft .NET Framework til den nyeste version;
- Downloader Rapid SCADA til Windows og installer offline;
- Start "Administrator"-applikationen. I den vil vi udvikle selve projektet.
Når du udvikler, skal du være opmærksom på nogle punkter:
1. Nummereringen af registre i dette SCADA-system starter fra adresse 1, så vi var nødt til at øge nummereringen af vores registre med én. I vores tilfælde er det: 512+1 og så videre:
Figur 3 — Nummerering af registre i Rapid SCADA (klik på billedet)
2. For at omkonfigurere mapperne og implementere projektet korrekt på Linux-operativsystemet skal du i indstillingerne gå til "Server" -> "Generelle indstillinger" og klikke på knappen "For Linux":
Figur 4 - Rekonfigurering af mapper i Rapid SCADA (klik på billedet)
3. Definer polling-porten for Modbus RTU på samme måde, som den er defineret i enhedens Linux-system. I vores tilfælde er det /dev/ttyUSB0
Figur 5 - Rekonfigurering af mapper i Rapid SCADA (klik på billedet)
Hvis du har spørgsmål, kan alle yderligere monteringsvejledninger fås hos eller på deres .
Del III. Projektudvikling og download til enheden
Udviklingen og visualiseringen af projektet skabes direkte i selve browseren. Dette er ikke helt almindeligt efter desktop SCADA-systemer, men det er ret almindeligt.
Separat vil jeg gerne bemærke det begrænsede sæt af visualiseringselementer (figur 6). De indbyggede komponenter inkluderer en LED, en knap, en vippekontakt, et link og en markør. Det store plus er dog, at dette SCADA-system understøtter dynamiske billeder og tekst. Med minimal viden om grafiske editorer (Corel, Adobe Photoshop osv.) kan du oprette dine egne biblioteker af billeder, elementer og teksturer, og understøttelse af GIF-elementer vil give dig mulighed for at tilføje animation til visualiseringen af den teknologiske proces.
Figur 6 — Skemaredigeringsværktøjer i Rapid SCADA
Inden for rammerne af denne artikel var der ikke noget mål at beskrive trin for trin processen med grafisk at skabe et projekt i Rapid SCADA. Derfor vil vi ikke dvæle nærmere ved dette punkt. I udviklermiljøet ser vores simple projekt "Trykluftforsyningssystem" til en kompressorstation sådan ud (Figur 7):
Figur 7 — Scheme editor i Rapid SCADA (klik på billedet)
Upload derefter vores projekt til enheden. For at gøre dette angiver vi enhedens IP-adresse for at overføre projektet ikke til localhost, men til vores indlejrede computer:
Figur 8 - Upload af projektet til enheden i Rapid SCADA (klik på billedet)
Som et resultat fik vi noget lignende (Figur 9). På venstre side af skærmen er der LED'er, der afspejler driftsstatus for hele systemet (kompressor), samt driftsstatus for ventiler (åbne eller lukkede), og i den centrale del af skærmen er der en visualisering af den teknologiske proces med evnen til at styre enheder ved hjælp af vippekontakter. Når en bestemt ventil åbnes, skifter farven på både selve ventilen og den tilsvarende motorvej fra grå til grøn.
Figur 9 — Kompressorstationsprojekt (GIF-animation kan klikkes)
du kan downloade filen af dette projekt til gennemgang.
Figur 10 viser, hvordan det samlede resultat ser ud.
Figur 10 - SCADA-system på Raspberry
Fund
Fremkomsten af kraftfulde indlejrede industrielle computere gør det muligt at udvide og komplementere funktionaliteten af programmerbare logiske controllere. Installation af lignende SCADA-systemer på dem kan dække opgaverne i en lille produktions- eller teknologisk proces. Ved større opgaver med et stort antal brugere eller øgede sikkerhedskrav vil du højst sandsynligt skulle installere fuldgyldige servere, automatiseringsskabe og de sædvanlige PLC'er. Men for punkter med mellem og små automatiseringer såsom små industribygninger, kedelhuse, pumpestationer eller smarte hjem, synes en sådan løsning passende. Ifølge vores beregninger er sådanne enheder velegnede til opgaver med op til 500 data input/output punkter.
Hvis du har erfaring med at tegne i forskellige grafiske editorer og ikke har noget imod, at du selv skal lave elementer af mnemoniske diagrammer, så er muligheden med Rapid SCADA for Raspberry meget optimal. Dens funktionalitet som færdiglavet løsning er noget begrænset, da den er Open Source, men den giver dig stadig mulighed for at dække opgaverne i en lille industribygning. Derfor, hvis du udarbejder visualiseringsskabeloner til dig selv, så er det meget muligt at bruge denne løsning til at integrere, hvis ikke alle, så en del af dine projekter.
For at forstå, hvor nyttig sådan en løsning på Raspberry kan være for dig, og hvor udskiftelige dine projekter er med Open Source SCADA-systemer på Linux, opstår et rimeligt spørgsmål: Hvilke SCADA-systemer bruger du oftest?
Kun registrerede brugere kan deltage i undersøgelsen. , Vær venlig.
Hvilke SCADA-systemer bruger du oftest?
-
35.2 %SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8 %Intouch Wonderware 4
-
5.8 %Sporingstilstand 3
-
15.6 %CoDeSys8
-
0%Første Mosebog0
-
3.9 %PCVue Solutions2
-
3.9 %Vijeo Citect2
-
17.6 %Master SCADA9
-
3.9 %iRidium mobil2
-
3.9 %Simple-Scada2
-
7.8 %Hurtig SCADA4
-
1.9 %Aggregate SCADA1
-
39.2 %En anden mulighed (svar i kommentar)20
51 brugere stemte. 33 brugere undlod at stemme.
Kilde: www.habr.com