Se aproxima el invierno. Los controladores lógicos programables (PLC) están siendo gradualmente reemplazados por computadoras personales embebidas. Esto se debe a que la potencia de las computadoras permite que un solo dispositivo reúna la funcionalidad de un controlador programable, un servidor y (si el dispositivo tiene salida HDMI) también de un lugar de trabajo automatizado para el operador. En total: un servidor web, parte de OPC, una base de datos y un APM en una sola carcasa, y todo esto por el costo de un PLC.
En este artículo, examinaremos la posibilidad de aplicar estas computadoras embebidas en la industria. Tomaremos como base un dispositivo basado en Raspberry Pi, describiremos paso a paso el proceso de instalación del sistema SCADA de código abierto gratuito desarrollado en Rusia — Rapid SCADA, así como desarrollaremos un proyecto para una estación de compresores abstracta, que incluirá el control remoto del compresor y tres válvulas, así como la visualización del proceso tecnológico de producción de aire comprimido.
De inmediato aclaremos que la tarea se puede resolver de dos maneras. En principio, no se diferencian entre sí, la cuestión es solo estética y práctica. Así que necesitamos:
1.1 La primera opción implica tener directamente la Raspberry Pi 2/3/4, así como un conversor USB a RS485 (el llamado "dongle", que se puede pedir en Alliexpress).
Figura 1 — Raspberry Pi 2 y conversor USB a RS485
1.2 La segunda opción incluye cualquier solución lista basada en Raspberry, recomendada para instalaciones en condiciones industriales con puertos RS485 integrados. Por ejemplo, uno como el de la figura 2, basado en el módulo Raspberry CM3+.
Figura 2 — Dispositivo AntexGate
2. Dispositivo con Modbus para varios registros de control;
3. PC con Windows para la configuración del proyecto.
Etapas de desarrollo:
Parte I. Instalación de Rapid SCADA en Raspberry
1. Llenamos en el sitio web de Rapid Scada para recibir el distribuidor y descargar la última versión para Linux.
2. Descomprimimos los archivos descargados y copiamos la carpeta "scada" en el directorio /opt del dispositivo.
3. Colocamos tres scripts de la carpeta "daemons" en el directorio /etc/init.d
4. Damos acceso completo a tres carpetas de la aplicación:
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/storage5. Hacemos los scripts ejecutables:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh6. Agregamos el repositorio:
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 update7. Instalamos Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete8. Instalamos el servidor HTTP Apache:
sudo apt-get install apache29. Instalamos módulos adicionales:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server410. Creamos un enlace al Web-aplicación:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada11. De la carpeta descargada en «apache» copiamos el archivo scada.conf en el directorio /etc/apache2/sites-available
sudo a2ensite scada.conf12. Vamos a esta ruta sudo nano /etc/apache2/apache2.conf y agregamos lo siguiente al final del archivo:
Require all denied13. Ejecutamos el script:
sudo /opt/scada/svc_install.sh14. Reiniciamos Raspberry:
sudo reboot15. Abrimos el sitio web:
http://IP-dirección del dispositivo/scada16. En la ventana que se abre, ingresamos el nombre de usuario «admin» y la contraseña «12345».
Parte II. Instalación de Rapid SCADA en Windows
La instalación de Rapid SCADA en Windows será necesaria para configurar Raspberry y el proyecto. Teóricamente, esto también se puede hacer en el propio dispositivo, pero en el soporte técnico nos recomendaron usar un entorno de desarrollo en Windows, ya que allí funciona correctamente mejor que en Linux.
Así que comencemos:
- Actualizamos Microsoft .NET Framework a la versión más reciente;
- Descargamos Rapid SCADA para Windows y lo instalamos sin conexión;
- Iniciamos la aplicación «Administrador». En ella vamos a desarrollar el propio proyecto.
Al desarrollarlo, es necesario prestar atención a ciertos aspectos:
1. La numeración de los registros en este sistema SCADA comienza desde la dirección 1, por lo que tuvimos que aumentar la numeración de nuestros registros en una unidad. En nuestro caso es: 512+1 y así sucesivamente:
Figura 3 — Numeración de registros en Rapid SCADA (la imagen es clicable)
2. Para reconfigurar directorios y desplegar correctamente el proyecto en el sistema operativo Linux, en la configuración es necesario ir a «Servidor» -> «Parámetros generales» y presionar el botón «Para Linux»:
Figura 4 — Reconfiguración de directorios en Rapid SCADA (la imagen es clicable)
3. Determinamos el puerto de encuesta para Modbus RTU de la manera en que se determina en el sistema Linux del dispositivo. En nuestro caso es /dev/ttyUSB0
Figura 5 — Reconfiguración de directorios en Rapid SCADA (la imagen es clicable)
Si tiene alguna pregunta, puede obtener todas las instrucciones adicionales de instalación en o en su .
Parte III. Desarrollo del proyecto y su carga en el dispositivo
El desarrollo y la visualización del proyecto se realizan directamente en el navegador. Esto puede ser un poco inusual después de las SCADA de escritorio, pero es totalmente factible.
Cabe destacar un conjunto limitado de elementos de visualización (figura 6). Entre los componentes incorporados se encuentran un LED, un botón, un interruptor, un enlace y un puntero. Sin embargo, una gran ventaja es que este sistema SCADA admite imágenes y textos dinámicos. Con conocimientos básicos de editores gráficos (Corel, Adobe Photoshop, etc.) se pueden crear bibliotecas propias de imágenes, elementos y texturas, y el soporte para elementos GIF permitirá agregar animación a la visualización del proceso tecnológico.
Figura 6 — Herramientas del editor de esquemas en Rapid SCADA
El objetivo de este artículo no era describir paso a paso el proceso de creación gráfica del proyecto en Rapid SCADA. Por lo tanto, no nos detendremos en este punto. En el entorno del desarrollador, nuestro sencillo proyecto ‘Sistema de suministro de aire comprimido’ de la estación compresora se ve de la siguiente manera (figura 7):
Figura 7 — Editor de esquemas en Rapid SCADA (la imagen es clicable)
A continuación, subimos nuestro proyecto al dispositivo. Para ello, especificamos la dirección IP del dispositivo para transferir el proyecto no a localhost, sino a nuestra computadora integrada:
Figura 8 — Carga del proyecto en el dispositivo en Rapid SCADA (la imagen es clicable)
Como resultado, obtuvimos algo similar (figura 9). En la parte izquierda de la pantalla hay LEDs que reflejan el estado de funcionamiento del sistema (compresor), así como el estado de las válvulas (abiertas o cerradas), y en la parte central de la pantalla — la visualización del proceso tecnológico con la posibilidad de controlar los dispositivos a través de interruptores. Al abrir una válvula, el color cambia de gris a verde tanto de la válvula como de la tubería correspondiente.
Figura 9 — Proyecto de la estación compresora (GIF animado clicable)
puede descargar el archivo de este proyecto para su revisión.
En la figura 10 se muestra cómo se ve en general lo que hemos logrado.
Figura 10 - Sistema SCADA en Raspberry
Conclusiones
La aparición de potentes computadoras industriales integradas permite ampliar y complementar la funcionalidad de los controladores lógicos programables. La instalación de sistemas SCADA similares puede cubrir las necesidades de pequeñas producciones o procesos tecnológicos. Para tareas más grandes con un mayor número de usuarios o requisitos de seguridad mejorados, probablemente será necesario instalar servidores completos, armarios de automatización y PLC convencionales. Sin embargo, para puntos de automatización media y pequeña como edificios de producción pequeños, calderas, bombas o casas inteligentes, esta solución parece razonable. Según nuestros cálculos, tales dispositivos son adecuados para tareas de hasta 500 puntos de entrada y salida de datos.
Si tiene experiencia en el dibujo en varios editores gráficos y no le molesta crear elementos de diagramas lógicos por su cuenta, la opción con Rapid SCADA en Raspberry es bastante óptima. Su funcionalidad como solución lista es algo limitada, ya que es Open Source, pero aún así permite cubrir las necesidades de un pequeño edificio de producción. Por lo tanto, si prepara plantillas de visualización, es completamente posible usar esta solución para la integración, si no de todos, al menos de parte de sus proyectos.
Por lo tanto, para entender cuán útil puede ser para usted una solución similar en Raspberry y cuán sustituibles son sus proyectos por sistemas SCADA Open Source en Linux, surge una pregunta razonable: ¿qué sistemas SCADA utiliza con más frecuencia?
Solo los usuarios registrados pueden participar en la encuesta. , por favor.
¿Qué sistemas SCADA utiliza con más frecuencia?
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
7.8%Intouch Wonderware4
5.8%Trace mode3
15.6%CoDeSys8
0%Genesis0
3.9%PcVue Solutions2
3.9%Vijeo Citect2
17.6%Master SCADA9
3.9%iRidium mobile2
3.9%Simple-Scada2
7.8%Rapid SCADA4
1.9%AggreGate SCADA1
39.2%Otra opción (respuesta en los comentarios)20
51 usuarios votaron. 33 usuarios se abstuvieron.
Fuente: habr.com
