Zima dolazi. Umjesto programibilnih logičkih kontrolera (PLC), sve više se koriste ugradbeni osobni računala. To je posljedica toga što snaga računala omogućava jednom uređaju da ujedini funkcije programibilnog kontrolera, servera, i (ako uređaj ima HDMI izlaz) automatiziranog radnog mjesta operatera. U konačnici: Web-server, OPC komponenta, baza podataka i APM u jednom kućištu, a sve to po cijeni jednog PLC-a.
U ovom članku ćemo razmotriti mogućnost primjene ovakvih ugradbenih računala u industriji. Uzet ćemo u obzir uređaj temeljen na Raspberry Pi, korak po korak opisati proces instalacije otvorenog besplatnog Open Source SCADA sustava domaće izrade — Rapid SCADA, kao i razviti projekt apstraktne kompresorske stanice, čiji zadatak će uključivati daljinsko upravljanje kompresorom i trima ventilima, kao i vizualizaciju tehnološkog procesa proizvodnje komprimiranog zraka.
Najprije se moramo dogovoriti da se zadatak može riješiti na dva načina. Suštinski se ne razlikuju, pitanje je samo estetske i praktične komponente. Dakle, što nam je potrebno:
1.1 Prva opcija podrazumijeva fizičku prisutnost samog Raspberry Pi 2/3/4, kao i USB konverter u RS485 (tzv. "adapter" koji se može naručiti s Aliexpressa).
Slika 1 — Raspberry Pi 2 i USB konverter u RS485
1.2 Druga opcija uključuje svako gotovo rješenje bazirano na Raspberry, preporučeno za instalacije u industrijskim uvjetima s ugrađenim RS485 portovima. Na primjer, nešto poput onoga na slici 2, temeljenog na modulu Raspberry CM3+.
Slika 2 — Uređaj AntexGate
2. Uređaj s Modbus-om za više upravljačkih registara;
3. Računalo na Windows-u za konfiguraciju projekta.
Faze razvoja:
Dio I. Instalacija Rapid SCADA na Raspberry
1. Ispunite na web stranici Rapid Scada za dobivanje distributivnog paketa i preuzimanje najnovije verzije za Linux.
2. Raspakirajte preuzete datoteke i kopirajte mapu "scada" u direktorij /opt uređaja.
3. Stavite tri skripte iz mape "daemons" u direktorij /etc/init.d
4. Dajte potpuni pristup trima mapama aplikacije:
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. Postavljamo skripte kao izvršne:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Dodajemo repozitorij:
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. Instaliramo Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Instaliramo Apache HTTP poslužitelj:
sudo apt-get install apache2⠀9. Instaliramo dodatne module:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Stvaramo vezu na Web aplikaciju:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Iz preuzetog arhiva u mapi «apache» kopiramo datoteku scada.conf u direktorij /etc/apache2/sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Prelazimo na ovo mjesto sudo nano /etc/apache2/apache2.conf i dodajemo sljedeće na kraj datoteke:
Require all denied⠀13. Izvršavamo skriptu:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Ponovo pokrećemo Raspberry:
sudo reboot⠀15. Otvaramo web stranicu:
http://IP-adresa uređaja/scada⠀16. U otvorenom prozoru unosimo korisničko ime „admin“ i lozinku „12345“.
Dio II. Instalacija Rapid SCADA na Windows
Instalacija Rapid SCADA na Windows potrebna je za podešavanje Raspberry i konfiguraciju projekta. U teoriji se to može raditi i na samoj malini, ali su nam u tehničkoj podršci savjetovali da koristimo razvojno okruženje na Windowsu, jer ovdje ispravno funkcionira u odnosu na Linux.
Dakle, krenimo:
- Ažuriramo Microsoft .NET Framework na najnoviju verziju;
- Preuzimamo Rapid SCADA za Windows i instaliramo u offline načinu;
- Pokrećemo aplikaciju „Administrator“. U njoj ćemo razvijati sam projekt.
Pri razvoju potrebno je obratiti pozornost na neke aspekte:
1. Numeracija registara u ovom SCADA sustavu počinje od 1 adrese, stoga smo morali povećati numeraciju svojih registara za jedan. U našem slučaju to je: 512+1 i tako dalje:
Slika 3 — Numeracija registara u Rapid SCADA (slika je kliktiva)
2. Za ponastavljanje direktorija i ispravno raspoređivanje projekta na operacijskom sustavu Linux, u postavkama je potrebno otići u „Poslužitelj“ -> „Opće postavke“ i pritisnuti gumb „Za Linux“:
Slika 4 — Ponastavljene direktorije u Rapid SCADA (slika je kliktiva)
3. Određujemo port anketiranja za Modbus RTU na način na koji je definiran u Linux sustavu uređaja. U našem slučaju to je /dev/ttyUSB0
Slika 5 — Ponovna konfiguracija direktorija u Rapid SCADA (slika je klikabilna)
U slučaju bilo kakvih pitanja, sve dodatne upute za instalaciju možete dobiti na ili na njihovom .
Dio III. Razvoj projekta i njegov prijenos na uređaj
Razvoj i vizualizacija projekta odvija se izravno u samom pregledniku. To nije posve uobičajeno nakon desktop SCADA sustava, ali je sasvim prihvatljivo.
Osim toga, želio bih istaknuti ograničen skup elemenata vizualizacije (slika 6). Od ugrađenih komponenti ovdje su LED dioda, gumb, prekidač, poveznica i pokazivač. Međutim, velika prednost je što ovaj SCADA sustav podržava dinamičke slike i tekst. Uz minimalna znanja o grafičkim urednicima (Corel, Adobe Photoshop i drugi) mogu se stvoriti vlastite biblioteke slika, elemenata i tekstura, a podrška za GIF elemente omogućit će dodavanje animacije u vizualizaciju tehnološkog procesa.
Slika 6 — Alati urednika shema u Rapid SCADA
U okviru ovog članka nije bio cilj detaljno opisati postupak grafičkog stvaranja projekta u Rapid SCADA. Stoga se nećemo detaljnije zadržavati na ovoj točki. U razvojnom okruženju naš jednostavan projekt «Sustava opskrbe komprimiranim zrakom» kompresorske stanice izgleda ovako (slika 7):
Slika 7 — Urednik shema u Rapid SCADA (slika je klikabilna)
Nakon toga učitavamo naš projekt na uređaj. Za to navodimo IP adresu uređaja za prijenos projekta, a ne na localhost, već na naš ugrađeni računar:
Slika 8 — Učitavanje projekta na uređaj u Rapid SCADA (slika je klikabilna)
Na kraju smo dobili nešto slično (slika 9). Na lijevoj strani ekrana nalaze se LED diode koje odražavaju status rada cijelog sustava (kompresora), kao i status rada zaklopki (otvorene ili zatvorene), dok se u središnjem dijelu ekrana nalazi vizualizacija tehnološkog procesa s mogućnošću upravljanja uređajima putem prekidača. Kada se otvori neka od zaklopki, boja se mijenja s sive na zelenu kako same zaklopke, tako i pripadajuće cijevi.
Slika 9 — Projekt kompresorske stanice (GIF animacija je klikabilna)
možete preuzeti datoteku ovog projekta za upoznavanje.
Na slici 10 prikazano je kako u cjelini izgleda ono što smo postigli.
Slika 10 — SCADA sustav na Raspberry
Zaključci
Pojava moćnih ugrađenih industrijskih računala omogućava proširenje i nadopunu funkcionalnosti programabilnih logičkih kontrolera. Instalacija ovakvih SCADA sustava može pokriti potrebe malih proizvodnji ili tehnoloških procesa. Za veće zadatke s većim brojem korisnika ili povećanim zahtjevima za sigurnost, vjerojatno će biti potrebno instalirati potpuno servere, ormariće za automatizaciju i uobičajene PLC-ove. Međutim, za točke srednje i male automatizacije, poput malih proizvodnih objekata, kotlovnica, crpnih stanica ili pametnih domova — ovakvo rješenje čini se opravdanim. Prema našim proračunima, takvi uređaji odgovaraju zadacima do 500 točaka ulazno-izlaznih podataka.
Ako imate iskustva u crtanju u različitim grafičkim editorima i ne smeta vam što ćete sami morati stvarati elemente mnemoshema, opcija s Rapid SCADA na Raspberry je vrlo optimalna. Njegov funkcionalnost kao gotovog rješenja je donekle ograničena, s obzirom da je Open Source, no ipak pokriva potrebe malog proizvodnog objekta. Stoga, ako pripremite vlastite predloške vizualizacije, potpuno je moguće koristiti ovo rješenje za integraciju, ako ne svih, onda bar dijela svojih projekata.
Stoga, kako biste razumjeli koliko korisno može biti ovakvo rješenje na Raspberry-u i koliko su vaši projekti zamjenjivi s Open Source SCADA sustavima na Linux-u, postavlja se potpuno razumljivo pitanje: kojih SCADA sustava najčešće koristite?
Samo registrirani korisnici mogu sudjelovati u anketi. , molimo.
Koje SCADA sustave najčešće koristite?
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%Druga opcija (odgovor u komentaru)20
Glasalo je 51 korisnik. Suzdržalo se 33 korisnika.
Izvor: habr.com
