A tél közeleg. A programozható logikai vezérlőket (PLC) fokozatosan felváltják a beágyazott személyi számítógépek. Ez annak köszönhető, hogy a számítógépek teljesítménye lehetővé teszi, hogy egy-egy eszköz egy programozható vezérlő, egy szerver és (ha az eszköz rendelkezik HDMI kimenettel) egy automata kezelői munkaállomás funkcióit is magába foglalja. Összesen: Webszerver, OPC alkatrész, adatbázis és munkaállomás egyetlen tokban, és mindezt egy PLC áráért.
Ebben a cikkben megvizsgáljuk az ilyen beágyazott számítógépek ipari felhasználásának lehetőségét. Vegyünk alapul egy Raspberry Pi alapú eszközt, lépésről lépésre írjuk le egy nyílt, ingyenes, orosz tervezésű nyílt forráskódú SCADA rendszer - Rapid SCADA - telepítésének folyamatát, valamint dolgozzunk ki egy absztrakt kompresszorállomás projektjét, a feladatait amely magában foglalja egy kompresszor és három szelep távvezérlését, valamint a sűrített levegő előállítási folyamatának megjelenítését.
Azonnal tegyünk egy fenntartást, hogy a probléma kétféleképpen is megoldható. Alapvetően semmiben sem különböznek egymástól, a kérdés csak az esztétikai és praktikus összetevő. Tehát szükségünk van:
1.1 Az első lehetőség magában foglalja a Raspberry Pi 2/3/4 jelenlétét, valamint egy USB-RS485 konverter (az ún. „síp”, amely az Alliexpressről rendelhető) jelenlétét.
1. ábra – Raspberry Pi 2 és USB-RS485 átalakító
1.2 A második lehetőség bármely Raspberry alapú kész megoldást tartalmaz, amelyet beépített RS485 portokkal rendelkező ipari környezetben történő telepítésekhez ajánlanak. Például, mint a 2. ábrán, a Raspberry CM3+ modul alapján.
2. ábra – AntexGate eszköz
2. Modbus-szal rendelkező eszköz több vezérlőregiszterhez;
3. Windows PC a projekt konfigurálásához.
Fejlesztési szakaszok:
I. rész: Rapid SCADA telepítése Raspberryre
1. Kitöltjük a Rapid Scada webhelyen a disztribúció beszerzéséhez és a Linux legújabb verziójának letöltéséhez.
2. Csomagolja ki a letöltött fájlokat, és másolja a „scada” mappát a könyvtárba /dönt eszközök.
3. Helyezzen el három szkriptet a „démons” mappából a könyvtárba /etc/init.d
4. Teljes hozzáférést biztosítunk három alkalmazásmappához:
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. A szkriptek futtathatóvá tétele:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Adattár hozzáadása:
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. A Mono .NET Framework telepítése:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Az Apache HTTP szerver telepítése:
sudo apt-get install apache2⠀9. További modulok telepítése:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Hozzon létre egy hivatkozást a webalkalmazáshoz:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Másolja ki a fájlt a letöltött archívumból az „apache” mappába scada.conf a címtárba / etc / apache2 / sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Menjünk ezen az úton sudo nano /etc/apache2/apache2.conf és a fájl végéhez fűzze a következőket:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. A szkript végrehajtása:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. A Raspberry újraindítása:
sudo reboot⠀15. A weboldal megnyitása:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. A megnyíló ablakban adja meg bejelentkezési adatait "Admin" és jelszót "12345".
rész II. A Rapid SCADA telepítése Windows rendszeren
A Raspberry és a projektkonfiguráció konfigurálásához a Rapid SCADA telepítése szükséges Windows rendszeren. Elméletileg ezt magán a Raspberry-n is megteheti, de a technikai támogatás azt tanácsolta, hogy Windowson használjuk a fejlesztői környezetet, mivel itt jobban működik, mint Linuxon.
Tehát kezdjük:
- Frissítjük a Microsoft .NET-keretrendszert a legújabb verzióra;
- Töltse le a Rapid SCADA for Windows és offline telepítés;
- Indítsa el az „Adminisztrátor” alkalmazást. Ebben magát a projektet fejlesztjük ki.
A fejlesztés során figyelni kell néhány pontra:
1. A regiszterek számozása ebben a SCADA rendszerben az 1-es címről indul, így eggyel kellett növelnünk a regisztereink számozását. Esetünkben ez: 512+1 és így tovább:
3. ábra – A regiszterek számozása a Rapid SCADA-ban (a kép kattintható)
2. A könyvtárak újrakonfigurálásához és a projekt megfelelő telepítéséhez Linux operációs rendszeren, a beállításoknál lépjen a „Szerver” -> „Általános beállítások” menüpontra, és kattintson a „Linux esetén” gombra:
4. ábra – Könyvtárak újrakonfigurálása a Rapid SCADA-ban (a kép kattintható)
3. Határozza meg a Modbus RTU lekérdezési portját az eszköz Linux rendszerében meghatározott módon. A mi esetünkben az /dev/ttyUSB0
5. ábra – Könyvtárak újrakonfigurálása a Rapid SCADA-ban (a kép kattintható)
Ha bármilyen kérdése van, az összes további telepítési utasítást a következő címen szerezheti be vagy rajtuk .
rész III. Projektfejlesztés és letöltés a készülékre
A projekt fejlesztése és megjelenítése közvetlenül a böngészőben jön létre. Ez nem teljesen megszokott az asztali SCADA rendszerek után, de elég gyakori.
Külön szeretném megjegyezni a vizualizációs elemek korlátozott készletét (6. ábra). A beépített komponensek közé tartozik egy LED, egy gomb, egy billenőkapcsoló, egy hivatkozás és egy mutató. A nagy előny azonban, hogy ez a SCADA rendszer támogatja a dinamikus képeket és szövegeket. A grafikus szerkesztők (Corel, Adobe Photoshop stb.) minimális ismeretével saját kép-, elem- és textúrakönyvtárakat hozhat létre, a GIF-elemek támogatása pedig lehetővé teszi, hogy animációt adjon a technológiai folyamat megjelenítéséhez.
6. ábra – Sémaszerkesztő eszközök a Rapid SCADA-ban
A cikk keretein belül nem volt cél, hogy lépésről lépésre leírjuk egy projekt grafikus létrehozásának folyamatát a Rapid SCADA-ban. Ezért ezen a ponton nem fogunk részletesen foglalkozni. A fejlesztői környezetben az egyszerű projektünk, a „Sűrített levegő-ellátó rendszer” egy kompresszorállomáshoz így néz ki (7. ábra):
7. ábra – Sémaszerkesztő a Rapid SCADA-ban (a kép kattintható)
Ezután töltse fel projektünket az eszközre. Ehhez megadjuk az eszköz IP-címét, hogy a projektet ne a localhostra, hanem a beágyazott számítógépünkre vigyük át:
8. ábra – A projekt feltöltése az eszközre Rapid SCADA-ban (a képre kattintható)
Ennek eredményeként valami hasonlót kaptunk (9. ábra). A képernyő bal oldalán LED-ek találhatók, amelyek tükrözik a teljes rendszer (kompresszor) működési állapotát, valamint a szelepek működési állapotát (nyitva vagy zárva), a képernyő középső részében pedig egy vizualizáció található. a technológiai folyamatról az eszközök billenőkapcsolókkal történő vezérlésének lehetőségével. Egy adott szelep kinyitásakor mind a szelep, mind a megfelelő autópálya színe szürkéről zöldre változik.
9. ábra – Kompresszorállomás projekt (a GIF-animáció kattintható)
letöltheti ennek a projektnek a fájlját felülvizsgálat céljából.
A 10. ábra azt mutatja, hogy hogyan néz ki az összesített eredmény.
10. ábra – SCADA rendszer a Raspberry-n
Álláspontja
A nagy teljesítményű beágyazott ipari számítógépek megjelenése lehetővé teszi a programozható logikai vezérlők funkcionalitásának bővítését és kiegészítését. Hasonló SCADA rendszerek telepítése rájuk egy kis gyártási vagy technológiai folyamat feladatait is lefedheti. Nagyobb, nagyszámú felhasználóval vagy fokozott biztonsági követelményekkel járó feladatokhoz nagy valószínűséggel teljes értékű szervereket, automatizálási szekrényeket és a szokásos PLC-ket kell telepítenie. A közepes és kis automatizálási pontok esetében, például kisméretű ipari épületek, kazánházak, szivattyútelepek vagy intelligens otthonok esetében azonban egy ilyen megoldás megfelelőnek tűnik. Számításaink szerint az ilyen eszközök akár 500 adatbeviteli/kimeneti ponttal rendelkező feladatok elvégzésére is alkalmasak.
Ha van tapasztalata a különböző grafikus szerkesztőkben való rajzolásban, és nem bánja, hogy magának kell létrehoznia a mnemonikus diagramok elemeit, akkor a Rapid SCADA for Raspberry opció nagyon optimális. Funkcionalitása kész megoldásként némileg korlátozott, mivel nyílt forráskódú, de így is lehetővé teszi egy kis ipari épület feladatainak lefedését. Ezért, ha vizualizációs sablonokat készít magának, akkor teljesen lehetséges, hogy ezt a megoldást a projektjei, ha nem is az összes, de egy részének integrálására használja.
Így annak megértéséhez, hogy mennyire hasznos lehet az Ön számára egy ilyen megoldás a Raspberry-n, és mennyire helyettesíthetők a projektjei nyílt forráskódú SCADA rendszerekkel Linuxon, felvetődik egy ésszerű kérdés: melyik SCADA rendszereket használja leggyakrabban?
A felmérésben csak regisztrált felhasználók vehetnek részt. , kérem.
Milyen SCADA rendszereket használ a leggyakrabban?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA portál)18
-
7.8%Intouch Wonderware4
-
5.8%Nyomkövetési mód3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Genezis0
-
3.9%PCVue megoldások2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%SCADA mester9
-
3.9%iRidium mobile2
-
3.9%Egyszerű-Scada2
-
7.8%Rapid SCADA4
-
1.9%Összesített SCADA1
-
39.2%Egy másik lehetőség (válasz megjegyzésben)20
51 felhasználó szavazott. 33 felhasználó tartózkodott.
Forrás: will.com