{"id":53574,"date":"2019-12-05T00:00:00","date_gmt":"2019-12-04T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/scada-na-raspberry-mif-ili-realnost"},"modified":"2020-02-18T14:01:29","modified_gmt":"2020-02-18T11:01:29","slug":"scada-na-raspberry-mif-ili-realnost","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/scada-na-raspberry-mif-ili-realnost","title":{"rendered":"SCADA auf Raspberry: Mythos oder Realit\u00e4t?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"SCADA<\/a><\/noindex>
\nDer Winter naht. Anstelle von programmierbaren Logiksteuerungen (PLCs) kommen zunehmend eingebettete Personal Computer zum Einsatz. Dies liegt daran, dass die Rechenleistung von Computern es einem Ger\u00e4t erm\u00f6glicht, die Funktionalit\u00e4t eines programmierbaren Controllers, eines Servers und (bei Vorhandensein eines HDMI-Ausgangs) sogar eines automatisierten Arbeitspl\u00e4tzen eines Operators zu vereinen. Zusammengefasst: Web-Server, OPC-Komponente, Datenbank und APM in einem einzigen Geh\u00e4use \u2013 und das alles zum Preis eines PLC. <\/p>\n

In diesem Artikel betrachten wir die M\u00f6glichkeit der Anwendung solcher eingebetteten Computer in der Industrie. Wir nehmen ein Ger\u00e4t auf Basis des Raspberry Pi und skizzieren schrittweise den Installationsprozess des kostenlosen, auf Open Source basierenden SCADA-Systems aus Russland \u2013 Rapid SCADA. Au\u00dferdem entwickeln wir darin ein Projekt f\u00fcr eine abstrakte Kompressorstation, die das entfernte Management des Kompressors und dreier Ventile sowie die Visualisierung des technologischen Prozesses der Luftdruckerzeugung umfasst.
\n<\/a><\/noindex>
\nUm gleich vorweg klarzustellen: Die Aufgabe kann auf zwei Arten gel\u00f6st werden. Grunds\u00e4tzlich unterscheiden sich die beiden Ans\u00e4tze nicht, es geht eher um die \u00c4sthetik und praktische Umsetzung. Also, was wir ben\u00f6tigen:<\/p>\n

1.1 Die erste Option umfasst den Raspberry Pi 2\/3\/4 sowie einen USB-Converter f\u00fcr RS485 (auch als \u201eSchwanz\u201c bezeichnet, der \u00fcber Aliexpress bestellt werden kann).<\/p>\n

\"SCADA
\nAbbildung 1 \u2014 Raspberry Pi 2 und USB-Converter f\u00fcr RS485<\/i><\/p>\n

1.2 Die zweite Option umfasst jede fertige L\u00f6sung auf Basis von Raspberry, die f\u00fcr Installationen unter industriellen Bedingungen mit integrierten RS485-Ports empfohlen wird. Zum Beispiel so, wie in Abbildung 2, basierend auf dem Modul Raspberry CM3+.
\n\"SCADA
\nAbbildung 2 \u2014 AntexGate Ger\u00e4t<\/i><\/p>\n

2. Ein Ger\u00e4t mit Modbus f\u00fcr mehrere Steuerregister;<\/p>\n

3. Ein PC mit Windows zur Projektkonfiguration.<\/p>\n

\nEntwicklungsphasen:<\/b><\/p>\n

    \n
  1. Teil I. Installation von Rapid SCADA auf dem Raspberry;<\/a><\/noindex><\/li>\n
  2. Teil II. Installation von Rapid SCADA auf Windows;<\/a><\/noindex><\/li>\n
  3. Teil III. Entwicklung des Projekts und dessen Upload auf das Ger\u00e4t; <\/a><\/noindex><\/li>\n
  4. Fazit.<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ol>\n

    \n<\/a><\/noindex><\/p>\n

    Teil I. Installation von Rapid SCADA auf dem Raspberry<\/h2>\n

    1. F\u00fcllen Sie das Formular aus Formular<\/a><\/noindex> auf der Rapid Scada-Website, um das Distributionspaket zu erhalten, und laden Sie die neueste Version f\u00fcr Linux herunter.<\/p>\n

    2. Entpacken Sie die heruntergeladenen Dateien und kopieren Sie den Ordner \u201escada\u201c in das Verzeichnis \/opt<\/i> des Ger\u00e4ts. <\/p>\n

    3. Legen Sie drei Skripte aus dem Ordner \u201edaemons\u201c in das Verzeichnis \/etc\/init.d<\/i><\/p>\n

    4. Gew\u00e4hren Sie vollen Zugriff auf drei Ordner der Anwendung:<\/p>\n

    sudo chmod -R ugo+rwx \/opt\/scada\/ScadaWeb\/config\nsudo chmod -R ugo+rwx \/opt\/scada\/ScadaWeb\/log\nsudo chmod -R ugo+rwx \/opt\/scada\/ScadaWeb\/storage<\/code><\/pre>\n
    \n\u28005. Machen Sie die Skripte ausf\u00fchrbar:<\/p>\n
    sudo chmod +x \/opt\/scada\/make_executable.sh\nsudo \/opt\/scada\/make_executable.sh<\/code><\/pre>\n
    \n\u28006. F\u00fcgen Sie das Repository hinzu:<\/p>\n
    sudo apt install apt-transport-https dirmngr gnupg ca-certificates\nsudo apt-key adv --keyserver hkp:\/\/keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 3FA7E0328081BFF6A14DA29AA6A19B38D3D831EF\necho \"deb https:\/\/download.mono-project.com\/repo\/debian stable-stretch main\" | sudo tee \/etc\/apt\/sources.list.d\/mono-official-stable.list\nsudo apt update<\/code><\/pre>\n
    \n\u28007. Installieren Sie das Mono .NET Framework:<\/p>\n
    sudo apt-get install mono-complete<\/code><\/pre>\n
    \n\u28008. Installieren Sie den Apache HTTP-Server:<\/p>\n
    sudo apt-get install apache2<\/code><\/pre>\n
    \n\u28009. Installieren Sie zus\u00e4tzliche Module:<\/p>\n
    sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4<\/code><\/pre>\n
    \n\u280010. Erstellen Sie einen Link zur Webanwendung:<\/p>\n
    sudo ln -s \/opt\/scada\/ScadaWeb \/var\/www\/html\/scada<\/code><\/pre>\n
    \n\u280011. Kopieren Sie die Datei aus dem heruntergeladenen Archiv im Ordner \u201eapache\u201c scada.conf<\/i> in das Verzeichnis \/etc\/apache2\/sites-available<\/i><\/p>\n
    sudo a2ensite scada.conf<\/code><\/pre>\n
    \n\u280012. Gehen Sie zu diesem Pfad sudo nano \/etc\/apache2\/apache2.conf<\/i> und f\u00fcgen Sie Folgendes am Ende der Datei hinzu:<\/p>\n
    Require all denied<\/code><\/pre>\n
    \n\u280013. F\u00fchren Sie das Skript aus:<\/p>\n
    sudo \/opt\/scada\/svc_install.sh<\/code><\/pre>\n
    \n\u280014. Starten Sie Raspberry neu:<\/p>\n
    sudo reboot<\/code><\/pre>\n
    \n\u280015. \u00d6ffnen Sie die Webseite:<\/p>\n
    http:\/\/IP-Adresse des Ger\u00e4tes\/scada<\/code><\/pre>\n
    \n\u280016. Geben Sie im ge\u00f6ffneten Fenster den Benutzernamen \"admin\"<\/i> und das Passwort \"12345\"<\/i>.<\/p>\n
    <\/a><\/noindex><\/p>\n
    Teil II. Installation von Rapid SCADA auf Windows<\/h2>\n
    \nDie Installation von Rapid SCADA auf Windows ist erforderlich, um den Raspberry einzurichten und das Projekt zu konfigurieren. Theoretisch kann das auch direkt auf dem Raspberry erfolgen, aber der technische Support hat uns geraten, die Entwicklungsumgebung unter Windows zu nutzen, da sie hier zuverl\u00e4ssiger arbeitet als auf Linux.<\/p>\n
    Also, lassen Sie uns beginnen:<\/p>\n
      \n
    1. Aktualisieren Sie das Microsoft .NET Framework auf die neueste Version;<\/li>\n
    2. Laden Sie die Datei herunter. OpenMediaVault<\/a><\/noindex> Laden Sie Rapid SCADA f\u00fcr Windows herunter und installieren Sie es offline;<\/li>\n
    3. Starten Sie die Anwendung \u201eAdministrator\u201c. Hier werden wir das Projekt entwickeln.<\/li>\n<\/ol>\n
      \nBei der Entwicklung sollten Sie auf einige Punkte achten:<\/p>\n
      1. Die Nummerierung der Register in diesem SCADA-System beginnt mit der Adresse 1, weshalb wir die Nummerierung unserer Register um eins erh\u00f6hen mussten. In unserem Fall betr\u00e4gt dies: 512+1 und so weiter:<\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAbbildung 3 \u2014 Nummerierung der Register in Rapid SCADA (Bild ist anklickbar)<\/i><\/p>\n
      2. Um die Verzeichnisse korrekt neu zu konfigurieren und das Projekt unter dem Betriebssystem Linux bereitzustellen, m\u00fcssen Sie in den Einstellungen unter \u201eServer\u201c -> \u201eAllgemeine Parameter\u201c die Schaltfl\u00e4che \u201eF\u00fcr Linux\u201c dr\u00fccken:<\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAbbildung 4 \u2014 Neuordnung der Verzeichnisse in Rapid SCADA (Bild ist anklickbar)<\/i><\/p>\n
      3. Bestimmen Sie den Abfrageport f\u00fcr Modbus RTU so, wie er im System Linux des Ger\u00e4ts festgelegt ist. In unserem Fall ist das \/dev\/ttyUSB0<\/i><\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAbbildung 5 \u2014 Neuordnung der Verzeichnisse in Rapid SCADA (Bild ist anklickbar)<\/i><\/p>\n
      Bei Fragen sind alle zus\u00e4tzlichen Installationsanweisungen unter der Website des Unternehmens<\/a><\/noindex> oder auf deren YouTube-Kanal<\/a><\/noindex>.<\/p>\n
      <\/a><\/noindex><\/p>\n
      Teil III. Projektentwicklung und -\u00fcbertragung auf das Ger\u00e4t<\/h2>\n
      \nDie Entwicklung und Visualisierung des Projekts erfolgt direkt im Browser. Dies ist nach den Desktop-SCADA-Systemen etwas ungewohnt, hat jedoch durchaus seine Berechtigung. <\/p>\n
      Besonders hervorzuheben ist das limitierte Set an Visualisierungselementen (siehe Abbildung 6). Zu den eingebauten Komponenten geh\u00f6ren hier eine LED, ein Button, ein Schalter, ein Link und ein Zeiger. Ein gro\u00dfer Vorteil dieser SCADA-L\u00f6sung ist die Unterst\u00fctzung von dynamischen Bildern und Texten. Mit Grundkenntnissen in Grafikbearbeitungsprogrammen (Corel, Adobe Photoshop usw.) k\u00f6nnen eigene Bilder, Elemente und Texturen erstellt werden, und die Unterst\u00fctzung von GIF-Elementen erm\u00f6glicht es, Animationen in die Visualisierung des technologischen Prozesses einzuf\u00fcgen. <\/p>\n
      \"SCADA
      \nAbbildung 6 \u2013 Werkzeuge des Schema-Editors in Rapid SCADA<\/i><\/p>\n
      Im Rahmen dieses Artikels war es nicht das Ziel, den grafischen Erstellungsprozess eines Projekts in Rapid SCADA Schritt f\u00fcr Schritt zu betrachten. Daher werden wir an diesem Punkt nicht n\u00e4her darauf eingehen. In der Entwicklerumgebung sieht unser einfaches Projekt \"Luftkompressorsystem\" folgenderma\u00dfen aus (siehe Abbildung 7): <\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAbbildung 7 \u2013 Schema-Editor in Rapid SCADA (Bild klickbar)<\/i><\/p>\n
      Danach laden wir unser Projekt auf das Ger\u00e4t hoch. Dazu geben wir die IP-Adresse des Ger\u00e4ts an, um das Projekt nicht auf localhost, sondern auf unseren Embedded-Computer zu \u00fcbertragen:<\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAbbildung 8 \u2013 Projekt\u00fcbertragung auf das Ger\u00e4t in Rapid SCADA (Bild klickbar)<\/i><\/p>\n
      Insgesamt sieht unser Ergebnis folgenderma\u00dfen aus (siehe Abbildung 9). Auf der linken Seite des Bildschirms befinden sich Leuchtdioden, die den Status des gesamten Systems (des Kompressors) sowie den Status der Ventile (offen oder geschlossen) widerspiegeln. In der Mitte des Bildschirms erfolgt die Visualisierung des technologischen Prozesses mit der M\u00f6glichkeit, die Ger\u00e4te \u00fcber Schalter zu steuern. Wenn ein Ventil ge\u00f6ffnet wird, \u00e4ndert sich die Farbe von Grau auf Gr\u00fcn sowohl f\u00fcr das Ventil als auch f\u00fcr die zugeh\u00f6rige Leitung. <\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAbbildung 9 \u2013 Projekt der Kompressoranlage (GIF-Animation klickbar)<\/i><\/p>\n
      Hier<\/a><\/noindex> Sie k\u00f6nnen die Datei dieses Projekts zur Einsicht herunterladen. <\/p>\n
      In Abbildung 10 ist zu sehen, wie das Gesamtergebnis aussieht.<\/p>\n
      \"SCADA
      \nAbbildung 10 \u2013 SCADA-System auf Raspberry<\/i>
      \n      <\/a><\/noindex><\/p>\n
      Fazit<\/h2>\n
      \nDas Aufkommen leistungsstarker eingebetteter Industriecomputer erm\u00f6glicht es, die Funktionalit\u00e4ten programmierbarer Logiksteuerungen zu erweitern und zu erg\u00e4nzen. Die Installation solcher SCADA-Systeme kann die Bed\u00fcrfnisse kleinerer Betriebe oder technologischer Prozesse abdecken. F\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Aufgaben mit einer h\u00f6heren Anzahl von Benutzern oder erh\u00f6hten Sicherheitsanforderungen wird es wahrscheinlich notwendig sein, vollst\u00e4ndige Server, Automatisierungsschr\u00e4nke und g\u00e4ngige PLK zu installieren. Allerdings scheint eine solche L\u00f6sung f\u00fcr mittlere und kleine Automatisierungspunkte wie kleine Produktionsgeb\u00e4ude, Heizkraftwerke, Pumpstationen oder Smart Homes sinnvoll zu sein. Nach unseren Berechnungen sind solche Ger\u00e4te f\u00fcr Aufgaben bis zu 500 Ein- und Ausgabepunkten geeignet.<\/p>\n
      Wenn Sie Erfahrung im Zeichnen mit verschiedenen Grafikeditoren haben und es Ihnen nichts ausmacht, dass Sie die Elemente der Mnemotechnik selbst erstellen m\u00fcssen, ist die Verwendung von Rapid SCADA auf Raspberry eine sehr optimale Wahl. Ihre Funktionalit\u00e4t als fertige L\u00f6sung ist etwas eingeschr\u00e4nkt, da es sich um Open Source handelt, jedoch ist sie ausreichend, um die Aufgaben eines kleinen Produktionsgeb\u00e4udes zu erf\u00fcllen. Daher ist es durchaus m\u00f6glich, diese L\u00f6sung zu verwenden, um wenn nicht alle, dann doch einen Teil Ihrer Projekte zu integrieren, wenn Sie sich visuelle Vorlagen erstellen. <\/p>\n
      Um zu verstehen, wie n\u00fctzlich eine solche L\u00f6sung auf Raspberry f\u00fcr Sie sein kann und wie ersetzbar Ihre Projekte durch Open Source SCADA-Systeme auf Linux sind, stellt sich berechtigterweise die Frage: Welche SCADA-Systeme verwenden Sie am h\u00e4ufigsten?<\/p>\n
      Nur registrierte Benutzer k\u00f6nnen an der Umfrage teilnehmen. Bitte melden Sie sich an.<\/a><\/noindex>Sind Sie an Contour interessiert?<\/p>\n
      Welche SCADA-Systeme verwenden Sie am h\u00e4ufigsten?<\/h2>\n