Talvi on tulossa. Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) korvataan vähitellen sulautetuilla henkilökohtaisilla tietokoneilla. Tämä johtuu siitä, että tietokoneiden teho mahdollistaa ohjelmoitavan ohjaimen, palvelimen ja (jos laitteessa on HDMI-lähtö) myös automatisoidun operaattorityöaseman toiminnot. Yhteensä: Web-palvelin, OPC-osa, tietokanta ja työasema yhdessä kotelossa, ja kaikki tämä yhden PLC:n hinnalla.
Tässä artikkelissa tarkastelemme mahdollisuutta käyttää tällaisia sulautettuja tietokoneita teollisuudessa. Otetaan pohjaksi Raspberry Pi -pohjainen laite, kuvataan askel askeleelta venäläisen suunnittelun avoimen ilmaisen avoimen lähdekoodin SCADA-järjestelmän - Rapid SCADA -asennusprosessi siihen ja kehitetään myös abstraktin kompressoriaseman projekti, jonka tehtävät joka sisältää kompressorin ja kolmen venttiilin kauko-ohjauksen sekä paineilman tuotantoprosessin visualisoinnin.
Tehkäämme heti varaus, että ongelma voidaan ratkaista kahdella tavalla. Pohjimmiltaan ne eivät eroa toisistaan millään tavalla, ainoa kysymys on esteettinen ja käytännöllinen komponentti. Tarvitsemme siis:
1.1 Ensimmäinen vaihtoehto tarkoittaa itse Raspberry Pi 2/3/4:n sekä USB-RS485-muuntimen (ns. "pilli", jonka voi tilata Alliexpressistä) läsnäolon.
Kuva 1 - Raspberry Pi 2 ja USB-RS485-muunnin
1.2 Toinen vaihtoehto sisältää minkä tahansa valmiin Raspberry-pohjaisen ratkaisun, jota suositellaan asennuksiin teollisuusympäristöissä sisäänrakennetuilla RS485-porteilla. Esimerkiksi, kuten kuvassa 2, joka perustuu Raspberry CM3+ -moduuliin.
Kuva 2 – AntexGate-laite
2. Modbus-laite useille ohjausrekistereille;
3. Windows PC määrittääksesi projektin.
Kehitysvaiheet:
Osa I. Rapid SCADA:n asentaminen Raspberrylle
1. Täytä Rapid Scada -sivustolla saadaksesi jakelun ja ladataksesi uusimman version Linuxille.
2. Pura ladatut tiedostot ja kopioi "scada"-kansio hakemistoon /valita laitteet.
3. Aseta kolme komentosarjaa "daemons"-kansiosta hakemistoon /etc/init.d
4. Annamme täydet käyttöoikeudet kolmeen sovelluskansioon:
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. Skriptien tekeminen suoritettaviksi:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Lisää arkisto:
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. Asenna Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Asenna Apache HTTP-palvelin:
sudo apt-get install apache2⠀9. Asenna lisämoduuleja:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Luo linkki verkkosovellukseen:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Kopioi tiedosto ladatusta arkistosta "apache"-kansioon scada.conf hakemistoon / Etc / apache2 / sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Mennään tälle tielle sudo nano /etc/apache2/apache2.conf ja lisää tiedoston loppuun seuraava:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Suorita skripti:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Käynnistä Raspberry uudelleen:
sudo reboot⠀15. Sivuston avaaminen:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. Kirjoita avautuvaan ikkunaan kirjautumistunnuksesi "Järjestelmänvalvoja" ja salasana «12345».
Osa II. Rapid SCADA:n asentaminen Windowsiin
Rapid SCADA on asennettava Windowsiin Raspberryn ja projektin määrittämiseksi. Teoriassa voit tehdä tämän itse vadelmassa, mutta tekninen tuki neuvoi käyttämään kehitysympäristöä Windowsissa, koska se toimii täällä paremmin kuin Linuxissa.
Joten aloitetaan:
- Päivitämme Microsoft .NET Frameworkin uusimpaan versioon;
- Lataa Rapid SCADA for Windows ja asenna offline-tilassa;
- Käynnistä "Järjestelmänvalvoja"-sovellus. Siinä kehitämme itse hanketta.
Kun kehität, sinun on kiinnitettävä huomiota joihinkin kohtiin:
1. Rekisterien numerointi tässä SCADA-järjestelmässä alkaa osoitteesta 1, joten jouduimme lisäämään rekisteriemme numerointia yhdellä. Meidän tapauksessamme se on: 512+1 ja niin edelleen:
Kuva 3 – Rekistereiden numerointi Rapid SCADAssa (kuva klikattava)
2. Jos haluat määrittää hakemistot uudelleen ja ottaa projektin käyttöön oikein Linux-käyttöjärjestelmässä, sinun on siirryttävä asetuksista kohtaan "Palvelin" -> "Yleiset asetukset" ja napsauta "Linuxille" -painiketta:
Kuva 4 - Hakemistojen uudelleenkonfigurointi Rapid SCADAssa (kuva klikattava)
3. Määritä Modbus RTU:n pollausportti samalla tavalla kuin se on määritetty laitteen Linux-järjestelmässä. Meidän tapauksessamme on /dev/ttyUSB0
Kuva 5 - Hakemistojen uudelleenkonfigurointi Rapid SCADAssa (kuva klikattava)
Jos sinulla on kysyttävää, kaikki lisäasennusohjeet saat osoitteesta tai heidän päällänsä .
Osa III. Projektin kehitys ja lataaminen laitteelle
Projektin kehitys ja visualisointi luodaan suoraan itse selaimeen. Tämä ei ole täysin tavallista työpöydän SCADA-järjestelmien jälkeen, mutta se on melko yleistä.
Haluaisin erikseen huomioida visualisointielementtien rajallisen joukon (kuva 6). Sisäänrakennettuja osia ovat LED, painike, vaihtokytkin, linkki ja osoitin. Suuri plussa on kuitenkin, että tämä SCADA-järjestelmä tukee dynaamisia kuvia ja tekstiä. Vähimmällä tietämyksellä graafisista muokkausohjelmista (Corel, Adobe Photoshop jne.), voit luoda omia kirjastoja kuvista, elementeistä ja tekstuureista, ja GIF-elementtien tuki antaa sinun lisätä animaatiota teknologisen prosessin visualisointiin.
Kuva 6 – Kaavioeditorityökalut Rapid SCADAssa
Tämän artikkelin puitteissa ei ollut tavoitetta kuvata askel askeleelta projektin graafista luomista Rapid SCADA:ssa. Siksi emme käsittele tätä kohtaa yksityiskohtaisesti. Kehittäjäympäristössä yksinkertainen projektimme "Paineilmansyöttöjärjestelmä" kompressoriasemalle näyttää tältä (kuva 7):
Kuva 7 – Kaavioeditori Rapid SCADAssa (kuva klikattava)
Lataa seuraavaksi projektimme laitteeseen. Tätä varten ilmoitamme laitteen IP-osoitteen, jolla projekti siirretään ei localhostille, vaan upotettuun tietokoneeemme:
Kuva 8 - Projektin lataaminen laitteeseen Rapid SCADAssa (kuva klikattava)
Tuloksena saimme jotain samanlaista (kuva 9). Näytön vasemmalla puolella on LEDit, jotka kuvaavat koko järjestelmän (kompressorin) toimintatilaa sekä venttiilien toimintatilaa (auki tai kiinni), ja näytön keskiosassa on visualisointi. teknologisesta prosessista, jossa on mahdollisuus ohjata laitteita vaihtokytkimillä. Kun tietty venttiili avataan, sekä itse venttiilin että vastaavan viivan väri muuttuu harmaasta vihreäksi.
Kuva 9 – Kompressoriasemaprojekti (GIF-animaatio on napsautettava)
voit ladata tämän projektin tiedoston tarkistettavaksi.
Kuva 10 näyttää, miltä kokonaistulos näyttää.
Kuva 10 - SCADA-järjestelmä Raspberryssä
Tulokset
Tehokkaiden sulautettujen teollisuustietokoneiden ilmaantuminen mahdollistaa ohjelmoitavien logiikkaohjaimien toiminnallisuuden laajentamisen ja täydentämisen. Vastaavien SCADA-järjestelmien asentaminen niihin voi kattaa pienen tuotannon tai teknologisen prosessin tehtävät. Suurempiin tehtäviin, joissa on suuri määrä käyttäjiä tai lisääntyneet tietoturvavaatimukset, joudut todennäköisesti asentamaan täysimittaiset palvelimet, automaatiokaapit ja tavalliset PLC:t. Keskikokoisille ja pienille automaatiopisteille, kuten pienille teollisuusrakennuksille, kattilataloille, pumppuasemille tai älykkäille kodeille, tällainen ratkaisu vaikuttaa kuitenkin sopivalta. Laskelmiemme mukaan tällaiset laitteet soveltuvat tehtäviin, joissa on jopa 500 tiedon syöttö/tulostuspistettä.
Jos sinulla on kokemusta piirtämisestä erilaisissa graafisissa muokkausohjelmissa, etkä välitä siitä, että joudut itse luomaan muistokaavioiden elementtejä, vaihtoehto Rapid SCADA for Raspberryllä on erittäin optimaalinen. Sen toiminnallisuus valmiina ratkaisuna on jossain määrin rajallinen, sillä se on avoin lähdekoodi, mutta mahdollistaa silti pienen teollisuusrakennuksen tehtävien kattavuuden. Siksi, jos valmistat visualisointimalleja itsellesi, on täysin mahdollista käyttää tätä ratkaisua integroidaksesi, jos ei kaikki, niin osa projekteistasi.
Jotta voisimme ymmärtää, kuinka hyödyllinen tällainen Raspberryn ratkaisu voi olla sinulle ja kuinka korvattavissa projektisi ovat avoimen lähdekoodin SCADA-järjestelmillä Linuxissa, herää järkevä kysymys: mitä SCADA-järjestelmiä käytät useimmin?
Vain rekisteröityneet käyttäjät voivat osallistua kyselyyn. , ole kiltti.
Mitä SCADA-järjestelmiä käytät useimmin?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA-portaali)18
-
7.8%Ota yhteyttä Wonderware4
-
5.8%Jäljitystila 3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Mooseksen kirja 0
-
3.9%PCVue Solutions2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Master SCADA9
-
3.9%iRidium mobile2
-
3.9%Yksinkertainen-Scada2
-
7.8%Nopea SCADA4
-
1.9%Aggregaatti SCADA1
-
39.2%Toinen vaihtoehto (vastaa kommentissa)20
51 käyttäjää äänesti. 33 käyttäjää pidättyi äänestämästä.
Lähde: will.com