Viene el invierno. Los controladores lógicos programables (PLC) están siendo reemplazados gradualmente por computadoras personales integradas. Esto se debe al hecho de que la potencia de las computadoras permite que un dispositivo incorpore la funcionalidad de un controlador programable, un servidor y (si el dispositivo tiene una salida HDMI) también una estación de trabajo de operador automatizado. Total: servidor web, pieza OPC, base de datos y estación de trabajo en un solo caso, y todo ello por el coste de un PLC.
En este artículo consideraremos la posibilidad de utilizar este tipo de ordenadores integrados en la industria. Tomemos como base un dispositivo basado en Raspberry Pi, describamos paso a paso el proceso de instalación en él de un sistema SCADA de código abierto y gratuito de diseño ruso: Rapid SCADA, y también desarrollemos un proyecto para una estación de compresión abstracta, las tareas de que incluirá el control remoto de un compresor y tres válvulas, así como la visualización del proceso de producción de aire comprimido.
Inmediatamente hagamos una reserva de que el problema puede resolverse de dos maneras. Básicamente, no se diferencian entre sí en nada, la única cuestión es el componente estético y práctico. Así que necesitamos:
1.1 La primera opción implica la presencia del propio Raspberry Pi 2/3/4, así como la presencia de un convertidor USB a RS485 (el llamado "silbato", que se puede pedir a Alliexpress).
Figura 1: Raspberry Pi 2 y convertidor de USB a RS485
1.2 La segunda opción incluye cualquier solución lista para usar basada en Raspberry, recomendada para instalaciones en entornos industriales con puertos RS485 incorporados. Por ejemplo, como en 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 configurar el proyecto.
Etapas de desarrollo:
Parte I. Instalación de Rapid SCADA en Raspberry
1. Complete en el sitio web de Rapid Scada para obtener la distribución y descargar la última versión para Linux.
2. Descomprima los archivos descargados y copie la carpeta “scada” al directorio / opt dispositivo.
3. Coloque tres scripts de la carpeta "daemons" en el directorio. /etc/init.d
4. Damos acceso completo a tres carpetas de aplicaciones:
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. Hacer scripts ejecutables:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Agregar un 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 update⠀7. Instale Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Instale el servidor HTTP Apache:
sudo apt-get install apache2⠀9. Instalar módulos adicionales:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Cree un enlace a la aplicación web:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Copie el archivo del archivo descargado en la carpeta "apache" scada.conf al directorio / etc / apache2 / sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Vayamos por este camino sudo nano /etc/apache2/apache2.conf y agregue lo siguiente al final del archivo:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Ejecute el script:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Reiniciar frambuesa:
sudo reboot⠀15. Abriendo el sitio web:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. En la ventana que se abre, ingresa tu nombre de usuario "administración" y contraseña "12345".
Parte II. Instalación de Rapid SCADA en Windows
Se requerirá la instalación de Rapid SCADA en Windows para configurar Raspberry y la configuración del proyecto. En teoría, esto se puede hacer en la propia Raspberry, pero el soporte técnico nos recomendó utilizar el entorno de desarrollo en Windows, ya que aquí funciona más correctamente que en Linux.
Así que vamos a empezar:
- Actualizamos Microsoft .NET Framework a la última versión;
- Descargar SCADA rápido para Windows e instalación sin conexión;
- Inicie la aplicación "Administrador". En él desarrollaremos el proyecto en sí.
Al desarrollar, es necesario prestar atención a algunos puntos:
1. La numeración de registros en este sistema SCADA comienza desde la dirección 1, por lo que tuvimos que aumentar en uno la numeración de nuestros registros. En nuestro caso es: 512+1 y así sucesivamente:
Figura 3 — Numeración de registros en Rapid SCADA (imagen en la que se puede hacer clic)
2. Para reconfigurar los directorios e implementar correctamente el proyecto en el sistema operativo Linux, en la configuración debe ir a "Servidor" -> "Configuración general" y hacer clic en el botón "Para Linux":
Figura 4: Reconfiguración de directorios en Rapid SCADA (imagen en la que se puede hacer clic)
3. Defina el puerto de sondeo para Modbus RTU de la misma manera que se define en el sistema Linux del dispositivo. En nuestro caso es / dev / ttyUSB0
Figura 5: Reconfiguración de directorios en Rapid SCADA (imagen en la que se puede hacer clic)
Si tiene alguna pregunta, puede obtener todas las instrucciones de instalación adicionales en o en su .
Parte III. Desarrollo de proyectos y descarga al dispositivo.
El desarrollo y visualización del proyecto se crea directamente en el propio navegador. Esto no es del todo habitual después de los sistemas SCADA de escritorio, pero es bastante común.
Por otra parte, me gustaría señalar el conjunto limitado de elementos de visualización (Figura 6). Los componentes integrados incluyen un LED, un botón, un interruptor de palanca, un enlace y un puntero. Sin embargo, la gran ventaja es que este sistema SCADA admite imágenes y texto dinámicos. Con un conocimiento mínimo de editores gráficos (Corel, Adobe Photoshop, etc.), podrá crear sus propias bibliotecas de imágenes, elementos y texturas, y la compatibilidad con elementos GIF le permitirá agregar animación a la visualización del proceso tecnológico.
Figura 6 — Herramientas del editor de esquemas en Rapid SCADA
En el marco de este artículo, no hubo objetivo de describir paso a paso el proceso de creación gráfica de un proyecto en Rapid SCADA. Por tanto, no nos detendremos en este punto en detalle. En el entorno de desarrollador, nuestro proyecto simple "Sistema de suministro de aire comprimido" para una estación de compresión se ve así (Figura 7):
Figura 7: Editor de esquemas en Rapid SCADA (imagen en la que se puede hacer clic)
A continuación, cargue nuestro proyecto en el dispositivo. Para ello, indicamos la dirección IP del dispositivo para transferir el proyecto no al localhost, sino a nuestra computadora integrada:
Figura 8: Carga del proyecto al dispositivo en Rapid SCADA (imagen en la que se puede hacer clic)
Como resultado, obtuvimos algo similar (Figura 9). En el lado izquierdo de la pantalla se encuentran LED que reflejan el estado de funcionamiento de todo el sistema (compresor), así como el estado de funcionamiento de las válvulas (abiertas o cerradas), y en la parte central de la pantalla hay una visualización del proceso tecnológico con la capacidad de controlar dispositivos mediante interruptores de palanca. Cuando se abre una válvula en particular, el color tanto de la válvula como de la línea correspondiente cambia de gris a verde.
Figura 9: Proyecto de estación de compresión (se puede hacer clic en la animación GIF)
Puede descargar el archivo de este proyecto para su revisión.
La Figura 10 muestra cómo se ve el resultado general.
Figura 10 - Sistema SCADA en Raspberry
Hallazgos
La aparición de potentes ordenadores industriales integrados permite ampliar y complementar la funcionalidad de los controladores lógicos programables. Instalar en ellos sistemas SCADA similares puede cubrir las tareas de un pequeño proceso productivo o tecnológico. Para tareas más grandes con una gran cantidad de usuarios o mayores requisitos de seguridad, lo más probable es que deba instalar servidores completos, gabinetes de automatización y los PLC habituales. Sin embargo, para puntos de automatización mediana y pequeña, como pequeños edificios industriales, salas de calderas, estaciones de bombeo o hogares inteligentes, esta solución parece apropiada. Según nuestros cálculos, estos dispositivos son adecuados para tareas con hasta 500 puntos de entrada/salida de datos.
Si tiene experiencia en dibujar en varios editores gráficos y no le importa el hecho de que tendrá que crear elementos de diagramas mnemotécnicos usted mismo, entonces la opción con Rapid SCADA para Raspberry es muy óptima. Su funcionalidad como solución lista para usar es algo limitada, ya que es Open Source, pero aún así permite cubrir las tareas de una pequeña nave industrial. Por lo tanto, si prepara plantillas de visualización usted mismo, es muy posible utilizar esta solución para integrar, si no todos, una parte de sus proyectos.
Por lo tanto, para comprender cuán útil puede ser para usted una solución de este tipo en Raspberry y cuán reemplazables son sus proyectos con sistemas SCADA de código abierto en Linux, surge una pregunta razonable: ¿qué sistemas SCADA utiliza con más frecuencia?
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¿Qué sistemas SCADA utiliza con más frecuencia?
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35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
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7.8%En contacto con Wonderware4
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5.8%Modo de seguimiento3
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15.6%CódigoSys8
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0%Genesis0
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3.9%Soluciones PCVue2
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3.9%Vijeo Citect2
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17.6%Maestro SCADA9
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3.9%iRidium móvil2
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3.9%Scada2 simple
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7.8%SCADA4 rápido
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1.9%Agregado SCADA1
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39.2%Otra opción (respuesta en comentario)20
51 usuarios votaron. 33 usuarios se abstuvieron.
Fuente: habr.com