O inverno está chegando. Os controladores lóxicos programables (PLC) están sendo substituídos gradualmente por ordenadores persoais integrados. Isto débese ao feito de que a potencia dos ordenadores permite que un dispositivo incorpore a funcionalidade dun controlador programable, un servidor e (se o dispositivo ten unha saída HDMI) tamén unha estación de traballo de operador automatizada. Total: Servidor web, parte OPC, base de datos e estación de traballo nun só caso, e todo isto polo custo dun PLC.
Neste artigo consideraremos a posibilidade de utilizar estes ordenadores integrados na industria. Tomemos como base un dispositivo baseado en Raspberry Pi, describamos paso a paso o proceso de instalación dun sistema SCADA de código aberto e gratuíto de deseño ruso - Rapid SCADA, e tamén desenvolvamos un proxecto para unha estación de compresión abstracta, as tarefas de que incluirá o control remoto dun compresor e tres válvulas, así como a visualización do proceso de produción de aire comprimido.
Fagamos inmediatamente unha reserva de que o problema se pode resolver de dúas formas. Fundamentalmente, non se diferencian de ningún xeito, a única cuestión é o compoñente estético e práctico. Entón, necesitamos:
1.1 A primeira opción implica a presenza do propio Raspberry Pi 2/3/4, así como a presenza dun conversor USB a RS485 (o chamado "silbato", que se pode pedir a Alliexpress).
Figura 1 - Raspberry Pi 2 e conversor de USB a RS485
1.2 A segunda opción inclúe calquera solución preparada baseada en Raspberry, recomendada para instalacións en ambientes industriais con portos RS485 incorporados. Por exemplo, como na Figura 2, baseado no módulo Raspberry CM3+.
Figura 2: dispositivo AntexGate
2. Dispositivo con Modbus para varios rexistros de control;
3. PC aceso Windows para configurar o proxecto.
Fases de desenvolvemento:
Parte I. Instalación de Rapid SCADA en Raspberry
1. Enche no sitio web de Rapid Scada para obter a distribución e descargar a última versión de Linux.
2. Descomprimir os ficheiros descargados e copiar o cartafol "scada" no directorio / opt dispositivos.
3. Coloque tres scripts do cartafol "daemons" no directorio /etc/init.d
4. Damos acceso total a tres cartafoles de aplicacións:
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. Facendo scripts executables:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀ 6. Engade 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. Instalar Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀ 8. Instalar o servidor HTTP Apache:
sudo apt-get install apache2⠀9. Instalar módulos adicionais:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀ 10. Crea unha ligazón á aplicación web:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀ 11. Copia o ficheiro do arquivo descargado no cartafol "apache". scada.conf ao directorio / etc / apache2 / sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀ 12. Imos por este camiño sudo nano /etc/apache2/apache2.conf e engade o seguinte ao final do ficheiro:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀ 13. Executar o script:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀ 14. Reinicie Raspberry:
sudo reboot⠀ 15. Apertura do sitio web:
http://IP-адрес устройства/scada⠀ 16. Na xanela que se abre, introduza o seu inicio de sesión "Administrador" e contrasinal «12345».
Parte II. Instalación de Rapid SCADA en Windows
Instalación de Rapid SCADA en Windows Isto será necesario para configurar a Raspberry Pi e o proxecto. En teoría, isto pódese facer na propia Raspberry Pi, pero o soporte técnico aconsellounos usar o entorno de desenvolvemento en Windows, porque aquí funciona máis correctamente que en Linux.
Entón, imos comezar:
- Actualizamos o Microsoft .NET Framework á versión máis recente;
- Descargando SCADA rápido para Windows e instalar en modo sen conexión;
- Inicie a aplicación "Administrador". Nela desenvolveremos o propio proxecto.
Ao desenvolver, cómpre prestar atención a algúns puntos:
1. A numeración dos rexistros neste sistema SCADA parte do enderezo 1, polo que tivemos que aumentar a numeración dos nosos rexistros nunha unidade. No noso caso é: 512+1 e así por diante:
Figura 3 — Numeración dos rexistros en Rapid SCADA (na imaxe se pode facer clic)
2. Para reconfigurar directorios e despregar correctamente o proxecto no sistema operativo Linux, na configuración tes que ir a "Servidor" -> "Parámetros xerais" e premer en "Para Linux"
Figura 4 - Reconfiguración de directorios en Rapid SCADA (na imaxe se pode facer clic)
3. Defina o porto de sondaxe para Modbus RTU do mesmo xeito que está definido no sistema Linux dispositivos. No noso caso, é /dev/ttyUSB0
Figura 5 - Reconfiguración de directorios en Rapid SCADA (na imaxe se pode facer clic)
Se tes algunha dúbida, podes obter todas as instrucións de instalación adicionais ou na súa .
Parte III. Desenvolvemento do proxecto e descarga no dispositivo
O desenvolvemento e visualización do proxecto créase directamente no propio navegador. Isto non é totalmente habitual despois dos sistemas SCADA de escritorio, pero é bastante común.
Por separado, gustaríame destacar o conxunto limitado de elementos de visualización (Figura 6). Os compoñentes integrados inclúen un LED, un botón, un interruptor, unha ligazón e un punteiro. Non obstante, a gran vantaxe é que este sistema SCADA admite imaxes e texto dinámicos. Cun mínimo coñecemento de editores gráficos (Corel, Adobe Photoshop, etc.), podes crear as túas propias bibliotecas de imaxes, elementos e texturas, e o soporte para elementos GIF permitirá engadir animación á visualización do proceso tecnolóxico.
Figura 6 — Ferramentas do editor de esquemas en Rapid SCADA
No marco deste artigo, non tiña como obxectivo describir paso a paso o proceso de creación gráfica dun proxecto en Rapid SCADA. Polo tanto, non nos deteremos neste punto en detalle. No contorno de desenvolvedores, o noso sinxelo proxecto "Sistema de subministración de aire comprimido" para unha estación de compresión ten o seguinte aspecto (Figura 7):
Figura 7 — Editor de esquemas en Rapid SCADA (na imaxe se pode facer clic)
A continuación, carga o noso proxecto no dispositivo. Para iso, indicamos o enderezo IP do dispositivo para transferir o proxecto non a localhost, senón ao noso ordenador incorporado:
Figura 8 - Cargando o proxecto ao dispositivo en Rapid SCADA (na imaxe se pode facer clic)
Como resultado, obtivemos algo semellante (Figura 9). No lado esquerdo da pantalla hai LEDs que reflicten o estado de funcionamento de todo o sistema (compresor), así como o estado de funcionamento das válvulas (abertas ou pechadas), e na parte central da pantalla hai unha visualización. do proceso tecnolóxico coa capacidade de controlar dispositivos mediante interruptores de palanca. Cando se abre unha determinada chave, a cor da propia chave e da estrada correspondente cambia de gris a verde.
Figura 9: Proxecto da estación de compresor (a animación GIF pódese facer clic)
podes descargar o arquivo deste proxecto para a súa revisión.
A figura 10 mostra como é o resultado global.
Figura 10 - Sistema SCADA en Raspberry
Descubrimentos
A aparición de potentes ordenadores industriais integrados permite ampliar e complementar a funcionalidade dos controladores lóxicos programables. A instalación de sistemas SCADA similares neles pode cubrir as tarefas dun pequeno proceso de produción ou tecnolóxico. Para tarefas máis grandes cun gran número de usuarios ou requisitos de seguridade aumentados, o máis probable é que teña que instalar servidores completos, armarios de automatización e os PLC habituais. Non obstante, para puntos de mediana e pequena automatización como pequenas naves industriais, caldeiras, estacións de bombeo ou vivendas intelixentes, tal solución parece axeitada. Segundo os nosos cálculos, estes dispositivos son axeitados para tarefas con ata 500 puntos de entrada/saída de datos.
Se tes experiencia no debuxo en varios editores gráficos e non te importa que teñas que crear ti mesmo elementos de diagramas mnemónicos, entón a opción con Rapid SCADA para Raspberry é moi óptima. A súa funcionalidade como solución preparada é algo limitada, xa que é Open Source, pero aínda así permite cubrir as tarefas dunha pequena nave industrial. Polo tanto, se preparas modelos de visualización por ti mesmo, entón é moi posible usar esta solución para integrar, se non todos, algunha parte dos teus proxectos.
Entón, para comprender o útil que pode ser para ti unha solución deste tipo en Raspberry e ata que punto os teus proxectos poden ser substituídos por sistemas SCADA de código aberto en Linux, xorde unha pregunta moi razoable: que sistemas SCADA empregas con máis frecuencia?
Só os usuarios rexistrados poden participar na enquisa. , por favor.
Que sistemas SCADA usas con máis frecuencia?
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
7.8%Intouch Wonderware 4
5.8%Modo de rastrexo 3
15.6%CodeSys 8
0%Xénese0
3.9%Solucións PCVue 2
3.9%Vijeo Citect2
17.6%Mestre SCADA 9
3.9%iRidium móbil 2
3.9%Simple-Scada2
7.8%SCADA rápido 4
1.9%SCADA agregado 1
39.2%Outra opción (resposta no comentario)20
Votaron 51 usuarios. 33 usuarios abstivéronse.
Fonte: www.habr.com
