रास्पबेरी पर SCADA: मिथक या वास्तविकता?

सर्दी आ रही है। प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) को धीरे-धीरे एम्बेडेड पर्सनल कंप्यूटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। यह इस तथ्य के कारण है कि कंप्यूटर की शक्ति एक डिवाइस को प्रोग्राम करने योग्य नियंत्रक, एक सर्वर और (यदि डिवाइस में एचडीएमआई आउटपुट है) एक स्वचालित ऑपरेटर वर्कस्टेशन की कार्यक्षमता को शामिल करने की अनुमति देती है। कुल: वेब सर्वर, ओपीसी भाग, डेटाबेस और वर्कस्टेशन एक ही मामले में, और यह सब एक पीएलसी की लागत के लिए।

इस लेख में हम उद्योग में ऐसे एम्बेडेड कंप्यूटरों के उपयोग की संभावना पर विचार करेंगे। आइए रास्पबेरी पाई पर आधारित एक उपकरण को आधार के रूप में लें, चरण दर चरण उस पर रूसी डिजाइन के एक ओपन फ्री ओपन सोर्स एससीएडीए सिस्टम को स्थापित करने की प्रक्रिया का वर्णन करें - रैपिड एससीएडीए, और एक अमूर्त कंप्रेसर स्टेशन के लिए एक परियोजना भी विकसित करें, के कार्य जिसमें एक कंप्रेसर और तीन वाल्वों का रिमोट कंट्रोल, साथ ही संपीड़ित वायु उत्पादन प्रक्रिया का दृश्य शामिल होगा।

आइए हम तुरंत आरक्षण कर लें कि समस्या को दो तरीकों से हल किया जा सकता है। मौलिक रूप से, वे किसी भी तरह से एक दूसरे से भिन्न नहीं हैं, एकमात्र प्रश्न सौंदर्य और व्यावहारिक घटक का है। तो, हमें चाहिए:

1.1 पहला विकल्प रास्पबेरी पाई 2/3/4 की उपस्थिति के साथ-साथ यूएसबी-टू-आरएस485 कनवर्टर (तथाकथित "सीटी", जिसे एलीएक्सप्रेस से ऑर्डर किया जा सकता है) की उपस्थिति का तात्पर्य है।

चित्र 1 - रास्पबेरी पाई 2 और यूएसबी से आरएस485 कनवर्टर

1.2 दूसरे विकल्प में रास्पबेरी पर आधारित कोई भी तैयार समाधान शामिल है, जो अंतर्निर्मित आरएस485 पोर्ट के साथ औद्योगिक वातावरण में इंस्टॉलेशन के लिए अनुशंसित है। उदाहरण के लिए, जैसे चित्र 2 में, रास्पबेरी CM3+ मॉड्यूल पर आधारित।

चित्र 2 - एंटेक्सगेट डिवाइस

2. कई नियंत्रण रजिस्टरों के लिए मोडबस वाला उपकरण;

3. प्रोजेक्ट को कॉन्फ़िगर करने के लिए विंडोज पीसी।

विकास के चरण:

1. भाग I. रास्पबेरी पर रैपिड स्काडा स्थापित करना;
2. भाग द्वितीय। विंडोज़ पर रैपिड स्काडा की स्थापना;
3. भाग III. परियोजना का विकास और डिवाइस पर डाउनलोड करना;
4. निष्कर्ष।

भाग I. रास्पबेरी पर रैपिड स्काडा स्थापित करना

1. भरें форму वितरण प्राप्त करने और लिनक्स के लिए नवीनतम संस्करण डाउनलोड करने के लिए रैपिड स्काडा वेबसाइट पर जाएं।

2. डाउनलोड की गई फ़ाइलों को अनज़िप करें और "स्काडा" फ़ोल्डर को निर्देशिका में कॉपी करें / opt डिवाइस।

3. निर्देशिका में "डेमन्स" फ़ोल्डर से तीन स्क्रिप्ट रखें /etc/init.d

4. हम तीन एप्लिकेशन फ़ोल्डरों तक पूर्ण पहुंच प्रदान करते हैं:

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. स्क्रिप्ट को निष्पादन योग्य बनाना:

sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh

⠀6. एक भंडार जोड़ें:

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. मोनो .NET फ्रेमवर्क स्थापित करें:

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. अपाचे HTTP सर्वर स्थापित करें:

sudo apt-get install apache2

⠀9. अतिरिक्त मॉड्यूल स्थापित करें:

sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4

⠀10. वेब एप्लिकेशन के लिए एक लिंक बनाएं:

sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada

⠀11. फ़ाइल को डाउनलोड किए गए संग्रह से "अपाचे" फ़ोल्डर में कॉपी करें scada.conf निर्देशिका के लिए / Etc / apache2 / साइटों से उपलब्ध

sudo a2ensite scada.conf

⠀12. आइए इस रास्ते पर चलें सुडो नैनो /etc/apache2/apache2.conf और फ़ाइल के अंत में निम्नलिखित जोड़ें:

<Directory /var/www/html/scada/>
  <FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
    Require all denied
  </FilesMatch>
</Directory>

⠀13. स्क्रिप्ट निष्पादित करें:

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14. रास्पबेरी को रिबूट करें:

sudo reboot

⠀15. वेबसाइट खोलना:

http://IP-адрес устройства/scada

⠀16. खुलने वाली विंडो में अपना लॉगिन दर्ज करें "व्यवस्थापक" और पासवर्ड «12345».

भाग द्वितीय। विंडोज़ पर रैपिड स्काडा स्थापित करना

रास्पबेरी और प्रोजेक्ट कॉन्फ़िगरेशन को कॉन्फ़िगर करने के लिए विंडोज़ पर रैपिड स्काडा की स्थापना की आवश्यकता होगी। सिद्धांत रूप में, आप इसे रास्पबेरी पर ही कर सकते हैं, लेकिन तकनीकी सहायता ने हमें विंडोज़ पर विकास वातावरण का उपयोग करने की सलाह दी, क्योंकि यह लिनक्स की तुलना में यहां अधिक सही ढंग से काम करता है।

तो चलिए शुरू करते हैं:

1. हम Microsoft .NET Framework को नवीनतम संस्करण में अद्यतन करते हैं;
2. डाउनलोड वितरण किट विंडोज़ के लिए रैपिड स्काडा और ऑफ़लाइन इंस्टॉल करें;
3. "प्रशासक" एप्लिकेशन लॉन्च करें। इसमें हम खुद ही प्रोजेक्ट डेवलप करेंगे.

विकास करते समय, आपको कुछ बिंदुओं पर ध्यान देने की आवश्यकता है:

1. इस SCADA प्रणाली में रजिस्टरों की संख्या पता 1 से शुरू होती है, इसलिए हमें अपने रजिस्टरों की संख्या एक से बढ़ानी पड़ी। हमारे मामले में यह है: 512+1 और इसी तरह:

चित्र 3 - रैपिड स्काडा में रजिस्टरों की संख्या (चित्र क्लिक करने योग्य)

2. निर्देशिकाओं को पुन: कॉन्फ़िगर करने और लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम पर प्रोजेक्ट को सही ढंग से तैनात करने के लिए, सेटिंग्स में आपको "सर्वर" -> "सामान्य सेटिंग्स" पर जाना होगा और "लिनक्स के लिए" बटन पर क्लिक करना होगा:

चित्र 4 - रैपिड स्काडा में निर्देशिकाओं को पुन: कॉन्फ़िगर करना (चित्र क्लिक करने योग्य)

3. मॉडबस आरटीयू के लिए पोलिंग पोर्ट को उसी तरह परिभाषित करें जैसे डिवाइस के लिनक्स सिस्टम में परिभाषित किया गया है। हमारे मामले में यह है /देव/ट्टीयूएसबी0

चित्र 5 - रैपिड स्काडा में निर्देशिकाओं को पुन: कॉन्फ़िगर करना (चित्र क्लिक करने योग्य)

यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो सभी अतिरिक्त इंस्टॉलेशन निर्देश यहां से प्राप्त किए जा सकते हैं कंपनी वेबसाइट या उनके पर यूट्यूब चैनल.

भाग III. प्रोजेक्ट विकास और डिवाइस पर डाउनलोड करना

प्रोजेक्ट का विकास और विज़ुअलाइज़ेशन सीधे ब्राउज़र में ही बनाया जाता है। डेस्कटॉप SCADA सिस्टम के बाद यह पूरी तरह से प्रथागत नहीं है, लेकिन यह काफी सामान्य है।

अलग से, मैं विज़ुअलाइज़ेशन तत्वों के सीमित सेट (चित्र 6) पर ध्यान देना चाहूंगा। अंतर्निहित घटकों में एक एलईडी, एक बटन, एक टॉगल स्विच, एक लिंक और एक पॉइंटर शामिल हैं। हालाँकि, बड़ा प्लस यह है कि यह SCADA प्रणाली गतिशील छवियों और पाठ का समर्थन करती है। ग्राफिक संपादकों (कोरल, एडोब फोटोशॉप, आदि) के न्यूनतम ज्ञान के साथ, आप छवियों, तत्वों और बनावट की अपनी लाइब्रेरी बना सकते हैं, और जीआईएफ तत्वों के लिए समर्थन आपको तकनीकी प्रक्रिया के विज़ुअलाइज़ेशन में एनीमेशन जोड़ने की अनुमति देगा।

चित्र 6 - रैपिड स्काडा में योजना संपादक उपकरण

इस लेख के ढांचे के भीतर, रैपिड एससीएडीए में ग्राफिक रूप से एक परियोजना बनाने की प्रक्रिया का चरण दर चरण वर्णन करने का कोई लक्ष्य नहीं था। इसलिए, हम इस बिंदु पर विस्तार से ध्यान नहीं देंगे। डेवलपर परिवेश में, कंप्रेसर स्टेशन के लिए हमारा सरल प्रोजेक्ट "संपीड़ित वायु आपूर्ति प्रणाली" इस तरह दिखता है (चित्र 7):

चित्र 7 - रैपिड स्काडा में योजना संपादक (चित्र क्लिक करने योग्य)

इसके बाद, हमारे प्रोजेक्ट को डिवाइस पर अपलोड करें। ऐसा करने के लिए, हम प्रोजेक्ट को लोकलहोस्ट पर नहीं, बल्कि हमारे एम्बेडेड कंप्यूटर पर स्थानांतरित करने के लिए डिवाइस का आईपी पता इंगित करते हैं:

चित्र 8 - प्रोजेक्ट को रैपिड स्काडा में डिवाइस पर अपलोड करना (चित्र क्लिक करने योग्य)

परिणामस्वरूप, हमें कुछ ऐसा ही मिला (चित्र 9)। स्क्रीन के बाईं ओर एलईडी हैं जो पूरे सिस्टम (कंप्रेसर) की ऑपरेटिंग स्थिति, साथ ही वाल्व (खुले या बंद) की ऑपरेटिंग स्थिति को दर्शाती हैं, और स्क्रीन के मध्य भाग में एक विज़ुअलाइज़ेशन है टॉगल स्विच का उपयोग करके उपकरणों को नियंत्रित करने की क्षमता वाली तकनीकी प्रक्रिया। जब एक विशेष वाल्व खोला जाता है, तो वाल्व और संबंधित रेखा दोनों का रंग ग्रे से हरे रंग में बदल जाता है।

चित्र 9 - कंप्रेसर स्टेशन परियोजना (जीआईएफ एनीमेशन क्लिक करने योग्य है)

यहां आप समीक्षा के लिए इस प्रोजेक्ट की फ़ाइल डाउनलोड कर सकते हैं.

चित्र 10 दिखाता है कि समग्र परिणाम कैसा दिखता है।

चित्र 10 - रास्पबेरी पर स्काडा प्रणाली

निष्कर्ष

शक्तिशाली एम्बेडेड औद्योगिक कंप्यूटरों के उद्भव से प्रोग्रामयोग्य तर्क नियंत्रकों की कार्यक्षमता का विस्तार और पूरक होना संभव हो गया है। उन पर समान SCADA सिस्टम स्थापित करने से एक छोटे उत्पादन या तकनीकी प्रक्रिया के कार्यों को कवर किया जा सकता है। बड़ी संख्या में उपयोगकर्ताओं या बढ़ी हुई सुरक्षा आवश्यकताओं वाले बड़े कार्यों के लिए, आपको संभवतः पूर्ण सर्वर, स्वचालन कैबिनेट और सामान्य पीएलसी स्थापित करना होगा। हालाँकि, मध्यम और छोटे स्वचालन के बिंदुओं जैसे छोटे औद्योगिक भवनों, बॉयलर हाउस, पंपिंग स्टेशन या स्मार्ट घरों के लिए, ऐसा समाधान उचित लगता है। हमारी गणना के अनुसार, ऐसे उपकरण 500 डेटा इनपुट/आउटपुट पॉइंट तक के कार्यों के लिए उपयुक्त हैं।

यदि आपके पास विभिन्न ग्राफिक संपादकों में ड्राइंग का अनुभव है और आपको इस तथ्य से कोई आपत्ति नहीं है कि आपको स्वयं स्मरणीय आरेखों के तत्व बनाने होंगे, तो रास्पबेरी के लिए रैपिड स्काडा वाला विकल्प बहुत इष्टतम है। तैयार समाधान के रूप में इसकी कार्यक्षमता कुछ हद तक सीमित है, क्योंकि यह ओपन सोर्स है, लेकिन फिर भी यह आपको एक छोटे औद्योगिक भवन के कार्यों को कवर करने की अनुमति देता है। इसलिए, यदि आप अपने लिए विज़ुअलाइज़ेशन टेम्प्लेट तैयार करते हैं, तो यदि सभी नहीं, तो अपनी परियोजनाओं के कुछ हिस्से को एकीकृत करने के लिए इस समाधान का उपयोग करना काफी संभव है।

इस प्रकार, यह समझने के लिए कि रास्पबेरी पर ऐसा समाधान आपके लिए कितना उपयोगी हो सकता है और लिनक्स पर ओपन सोर्स एससीएडीए सिस्टम के साथ आपकी परियोजनाएं कितनी बदली जा सकती हैं, एक उचित सवाल उठता है: आप किस एससीएडीए सिस्टम का सबसे अधिक उपयोग करते हैं?

केवल पंजीकृत उपयोगकर्ता ही सर्वेक्षण में भाग ले सकते हैं। साइन इन करेंकृपया।

आप कौन से SCADA सिस्टम का सबसे अधिक उपयोग करते हैं?

• 35.2% तक सिमैटिक विनसीसी (टीआईए पोर्टल)18

• 7.8% तक इनटच वंडरवेयर4

• 5.8% तक ट्रेस मोड3

• 15.6% तक CoDeSys8

• 0%उत्पत्ति २

• 3.9% तक पीसीव्यू सॉल्यूशंस2

• 3.9% तक विजियो Citect2

• 17.6% तक मास्टर SCADA9

• 3.9% तक इरिडियम मोबाइल2

• 3.9% तक सिंपल-स्काडा2

• 7.8% तक रैपिड SCADA4

• 1.9% तक एग्रीगेट SCADA1

• 39.2% तक दूसरा विकल्प (टिप्पणी में उत्तर)20

51 उपयोगकर्ताओं ने मतदान किया। 33 उपयोगकर्ता अनुपस्थित रहे।

स्रोत: www.habr.com