Ερχεται ο χειμώνας. Οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLC) αντικαθίστανται σταδιακά από ενσωματωμένους προσωπικούς υπολογιστές. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ισχύς των υπολογιστών επιτρέπει σε μία συσκευή να ενσωματώνει τη λειτουργικότητα ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή, ενός διακομιστή και (αν η συσκευή έχει έξοδο HDMI) επίσης ενός αυτοματοποιημένου σταθμού εργασίας χειριστή. Σύνολο: Διακομιστής Ιστού, τμήμα OPC, βάση δεδομένων και σταθμός εργασίας σε μια μεμονωμένη περίπτωση, και όλα αυτά για το κόστος ενός PLC.
Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τη δυνατότητα χρήσης τέτοιων ενσωματωμένων υπολογιστών στη βιομηχανία. Ας πάρουμε ως βάση μια συσκευή που βασίζεται στο Raspberry Pi, περιγράφουμε βήμα προς βήμα τη διαδικασία εγκατάστασης ενός ανοιχτού ελεύθερου συστήματος ανοιχτού κώδικα SCADA ρωσικής σχεδίασης - Rapid SCADA, και επίσης να αναπτύξουμε ένα έργο για έναν αφηρημένο σταθμό συμπίεσης, τα καθήκοντα του που θα περιλαμβάνει τηλεχειρισμό συμπιεστή και τριών βαλβίδων, καθώς και οπτικοποίηση της διαδικασίας παραγωγής πεπιεσμένου αέρα.
Ας κάνουμε αμέσως επιφύλαξη ότι το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με δύο τρόπους. Βασικά, δεν διαφέρουν μεταξύ τους με κανέναν τρόπο, το μόνο ερώτημα είναι το αισθητικό και πρακτικό στοιχείο. Χρειαζόμαστε λοιπόν:
1.1 Η πρώτη επιλογή υποδηλώνει την παρουσία του ίδιου του Raspberry Pi 2/3/4, καθώς και την παρουσία ενός μετατροπέα USB-σε-RS485 (το λεγόμενο "σφύριγμα", το οποίο μπορείτε να παραγγείλετε από το Alliexpress).
Εικόνα 1 - Μετατροπέας Raspberry Pi 2 και USB σε RS485
1.2 Η δεύτερη επιλογή περιλαμβάνει οποιαδήποτε έτοιμη λύση με βάση το Raspberry, που συνιστάται για εγκαταστάσεις σε βιομηχανικά περιβάλλοντα με ενσωματωμένες θύρες RS485. Για παράδειγμα, όπως στο Σχήμα 2, με βάση τη μονάδα Raspberry CM3+.
Εικόνα 2 — Συσκευή AntexGate
2. Συσκευή με Modbus για πολλούς καταχωρητές ελέγχου.
3. Windows PC για να ρυθμίσετε τις παραμέτρους του έργου.
Στάδια ανάπτυξης:
Μέρος Ι. Εγκατάσταση Rapid SCADA στο Raspberry
1. Συμπληρώστε στον ιστότοπο του Rapid Scada για να αποκτήσετε τη διανομή και να κατεβάσετε την πιο πρόσφατη έκδοση για Linux.
2. Αποσυμπιέστε τα ληφθέντα αρχεία και αντιγράψτε τον φάκελο «scada» στον κατάλογο /επιλέγω συσκευές.
3. Τοποθετήστε τρία σενάρια από το φάκελο "daemons" στον κατάλογο / Etc / init.d
4. Παρέχουμε πλήρη πρόσβαση σε τρεις φακέλους εφαρμογών:
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. Κάνοντας τα σενάρια εκτελέσιμα:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Προσθέστε ένα αποθετήριο:
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. Εγκαταστήστε το Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Εγκατάσταση διακομιστή HTTP Apache:
sudo apt-get install apache2⠀9. Εγκαταστήστε πρόσθετες ενότητες:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Δημιουργήστε έναν σύνδεσμο προς την εφαρμογή Ιστού:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Αντιγράψτε το αρχείο από το ληφθέν αρχείο στο φάκελο "apache". scada.conf στον κατάλογο / etc / apache2 / sites-διαθέσιμες
sudo a2ensite scada.conf⠀ 12. Ας ακολουθήσουμε αυτό το μονοπάτι sudo nano /etc/apache2/apache2.conf και προσθέστε τα ακόλουθα στο τέλος του αρχείου:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Εκτελέστε το σενάριο:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Επανεκκινήστε το Raspberry:
sudo reboot⠀ 15. Άνοιγμα της ιστοσελίδας:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. Στο παράθυρο που ανοίγει, εισαγάγετε τα στοιχεία σύνδεσής σας "Διαχειριστής" και κωδικό πρόσβασης «12345».
Μέρος II. Εγκατάσταση του Rapid SCADA στα Windows
Η εγκατάσταση του Rapid SCADA στα Windows θα απαιτηθεί για τη διαμόρφωση των παραμέτρων του Raspberry και του έργου. Θεωρητικά, μπορείτε να το κάνετε αυτό στο ίδιο το raspberry, αλλά η τεχνική υποστήριξη μας συμβούλεψε να χρησιμοποιήσουμε το περιβάλλον ανάπτυξης στα Windows, καθώς λειτουργεί πιο σωστά εδώ από ό,τι στο Linux.
Ας ξεκινήσουμε λοιπόν:
- Ενημερώνουμε το Microsoft .NET Framework στην πιο πρόσφατη έκδοση.
- Λήψη Γρήγορο SCADA για Windows και εγκατάσταση εκτός σύνδεσης.
- Εκκινήστε την εφαρμογή «Διαχειριστής». Σε αυτό θα αναπτύξουμε το ίδιο το έργο.
Κατά την ανάπτυξη, πρέπει να δώσετε προσοχή σε ορισμένα σημεία:
1. Η αρίθμηση των μητρώων σε αυτό το σύστημα SCADA ξεκινά από τη διεύθυνση 1, οπότε έπρεπε να αυξήσουμε την αρίθμηση των μητρώων μας κατά ένα. Στην περίπτωσή μας είναι: 512+1 και ούτω καθεξής:
Εικόνα 3 — Αρίθμηση καταχωρητών στο Rapid SCADA (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
2. Για να διαμορφώσετε ξανά τους καταλόγους και να αναπτύξετε σωστά το έργο στο λειτουργικό σύστημα Linux, στις ρυθμίσεις πρέπει να μεταβείτε στο "Server" -> "General Settings" και να κάνετε κλικ στο κουμπί "For Linux":
Εικόνα 4 - Επαναδιαμόρφωση καταλόγων στο Rapid SCADA (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
3. Καθορίστε τη θύρα polling για το Modbus RTU με τον ίδιο τρόπο που ορίζεται στο σύστημα Linux της συσκευής. Στην περίπτωσή μας είναι /dev/ttyUSB0
Εικόνα 5 - Επαναδιαμόρφωση καταλόγων στο Rapid SCADA (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, μπορείτε να λάβετε όλες τις πρόσθετες οδηγίες εγκατάστασης από τη διεύθυνση ή πάνω τους .
Μέρος III. Ανάπτυξη έργου και λήψη στη συσκευή
Η ανάπτυξη και η οπτικοποίηση του έργου δημιουργείται απευθείας στο ίδιο το πρόγραμμα περιήγησης. Αυτό δεν είναι εντελώς συνηθισμένο μετά από επιτραπέζια συστήματα SCADA, αλλά είναι αρκετά συνηθισμένο.
Ξεχωριστά, θα ήθελα να σημειώσω το περιορισμένο σύνολο στοιχείων οπτικοποίησης (Εικόνα 6). Τα ενσωματωμένα εξαρτήματα περιλαμβάνουν ένα LED, ένα κουμπί, έναν διακόπτη εναλλαγής, έναν σύνδεσμο και έναν δείκτη. Ωστόσο, το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι αυτό το σύστημα SCADA υποστηρίζει δυναμικές εικόνες και κείμενο. Με ελάχιστη γνώση επεξεργαστών γραφικών (Corel, Adobe Photoshop, κ.λπ.), μπορείτε να δημιουργήσετε τις δικές σας βιβλιοθήκες εικόνων, στοιχείων και υφών και η υποστήριξη για στοιχεία GIF θα σας επιτρέψει να προσθέσετε κινούμενα σχέδια στην οπτικοποίηση της τεχνολογικής διαδικασίας.
Εικόνα 6 — Εργαλεία επεξεργασίας σχήματος στο Rapid SCADA
Στο πλαίσιο αυτού του άρθρου, δεν υπήρχε στόχος να περιγραφεί βήμα προς βήμα η διαδικασία γραφικής δημιουργίας ενός έργου στο Rapid SCADA. Επομένως, δεν θα σταθούμε λεπτομερώς σε αυτό το σημείο. Στο περιβάλλον προγραμματιστή, το απλό μας έργο «Σύστημα παροχής πεπιεσμένου αέρα» για έναν σταθμό συμπίεσης μοιάζει με αυτό (Εικόνα 7):
Εικόνα 7 — Πρόγραμμα επεξεργασίας σχήματος στο Rapid SCADA (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Στη συνέχεια, ανεβάστε το έργο μας στη συσκευή. Για να γίνει αυτό, υποδεικνύουμε τη διεύθυνση IP της συσκευής για να μεταφέρουμε το έργο όχι στον localhost, αλλά στον ενσωματωμένο υπολογιστή μας:
Εικόνα 8 - Μεταφόρτωση του έργου στη συσκευή στο Rapid SCADA (με δυνατότητα κλικ στην εικόνα)
Ως αποτέλεσμα, πήραμε κάτι παρόμοιο (Εικόνα 9). Στην αριστερή πλευρά της οθόνης υπάρχουν λυχνίες LED που αντικατοπτρίζουν την κατάσταση λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος (συμπιεστής), καθώς και την κατάσταση λειτουργίας των βαλβίδων (ανοιχτές ή κλειστές) και στο κεντρικό τμήμα της οθόνης υπάρχει μια απεικόνιση της τεχνολογικής διαδικασίας με δυνατότητα ελέγχου συσκευών χρησιμοποιώντας διακόπτες εναλλαγής. Όταν ανοίγει μια συγκεκριμένη βαλβίδα, το χρώμα τόσο της ίδιας της βαλβίδας όσο και του αντίστοιχου αυτοκινητόδρομου αλλάζει από γκρι σε πράσινο.
Εικόνα 9 — Έργο σταθμού συμπίεσης (η κινούμενη εικόνα GIF μπορεί να κάνει κλικ)
μπορείτε να κατεβάσετε το αρχείο αυτού του έργου για έλεγχο.
Το Σχήμα 10 δείχνει πώς φαίνεται το συνολικό αποτέλεσμα.
Εικόνα 10 - Σύστημα SCADA στο Raspberry
Ευρήματα
Η εμφάνιση ισχυρών ενσωματωμένων βιομηχανικών υπολογιστών καθιστά δυνατή την επέκταση και τη συμπλήρωση της λειτουργικότητας των προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών. Η εγκατάσταση παρόμοιων συστημάτων SCADA σε αυτά μπορεί να καλύψει τις εργασίες μιας μικρής παραγωγικής ή τεχνολογικής διαδικασίας. Για μεγαλύτερες εργασίες με μεγάλο αριθμό χρηστών ή αυξημένες απαιτήσεις ασφαλείας, πιθανότατα θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε πλήρεις διακομιστές, ντουλάπια αυτοματισμού και τα συνηθισμένα PLC. Ωστόσο, για σημεία μεσαίου και μικρού αυτοματισμού όπως μικρά βιομηχανικά κτίρια, λεβητοστάσια, αντλιοστάσια ή έξυπνα σπίτια, μια τέτοια λύση φαίνεται κατάλληλη. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς μας, τέτοιες συσκευές είναι κατάλληλες για εργασίες με έως και 500 σημεία εισόδου/εξόδου δεδομένων.
Εάν έχετε εμπειρία στο σχέδιο σε διάφορους επεξεργαστές γραφικών και δεν σας πειράζει το γεγονός ότι θα πρέπει να δημιουργήσετε μόνοι σας στοιχεία μνημονικών διαγραμμάτων, τότε η επιλογή με το Rapid SCADA για Raspberry είναι πολύ βέλτιστη. Η λειτουργικότητά του ως έτοιμη λύση είναι κάπως περιορισμένη, αφού είναι Ανοιχτού Κώδικα, αλλά εξακολουθεί να σας επιτρέπει να καλύψετε τις εργασίες ενός μικρού βιομηχανικού κτιρίου. Επομένως, εάν προετοιμάζετε πρότυπα οπτικοποίησης για τον εαυτό σας, τότε είναι πολύ πιθανό να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη λύση για να ενσωματώσετε, αν όχι όλα, κάποιο μέρος των έργων σας.
Έτσι, για να κατανοήσετε πόσο χρήσιμη μπορεί να είναι μια τέτοια λύση στο Raspberry για εσάς και πόσο αντικαταστάσιμα είναι τα έργα σας με συστήματα ανοιχτού κώδικα SCADA σε Linux, τίθεται ένα εύλογο ερώτημα: ποια συστήματα SCADA χρησιμοποιείτε πιο συχνά;
Μόνο εγγεγραμμένοι χρήστες μπορούν να συμμετάσχουν στην έρευνα. , Σας παρακαλούμε.
Ποια συστήματα SCADA χρησιμοποιείτε πιο συχνά;
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8%Intouch Wonderware4
-
5.8%Trace mode3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Γένεση0
-
3.9%Λύσεις PCVue2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Master SCADA9
-
3.9%iRidium mobile2
-
3.9%Simple-Scada2
-
7.8%Γρήγορο SCADA4
-
1.9%Συγκεντρωτικό SCADA1
-
39.2%Άλλη επιλογή (απάντηση στο σχόλιο)20
Ψήφισαν 51 χρήστες. 33 χρήστες απείχαν.
Πηγή: www.habr.com