SCADA ჟოლოზე: მითი თუ რეალობა?

Ზამთარი მოდის. პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერები (PLC) თანდათან იცვლება ჩაშენებული პერსონალური კომპიუტერებით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ კომპიუტერების სიმძლავრე საშუალებას აძლევს ერთ მოწყობილობას ჩართოს პროგრამირებადი კონტროლერის, სერვერის და (თუ მოწყობილობას აქვს HDMI გამომავალი) ასევე ავტომატიზირებული ოპერატორის სამუშაო სადგური. სულ: ვებ სერვერი, OPC ნაწილი, მონაცემთა ბაზა და სამუშაო სადგური ერთ შემთხვევაში და ეს ყველაფერი ერთი PLC-ის ღირებულებით.

ამ სტატიაში განვიხილავთ ინდუსტრიაში ასეთი ჩაშენებული კომპიუტერების გამოყენების შესაძლებლობას. მოდით, საფუძვლად ავიღოთ Raspberry Pi-ზე დაფუძნებული მოწყობილობა, ეტაპობრივად აღვწეროთ მასზე რუსული დიზაინის ღია უფასო ღია კოდის SCADA სისტემის დაყენების პროცესი - Rapid SCADA, და ასევე შევიმუშავოთ პროექტი აბსტრაქტული კომპრესორის სადგურისთვის, ამოცანები. რომელიც მოიცავს კომპრესორისა და სამი სარქვლის დისტანციურ მართვას, ასევე შეკუმშული ჰაერის წარმოების პროცესის ვიზუალიზაციას.

მოდით დაუყოვნებლივ გავაკეთოთ დათქმა, რომ პრობლემის მოგვარება შესაძლებელია ორი გზით. ფუნდამენტურად, ისინი არანაირად არ განსხვავდებიან ერთმანეთისგან, ერთადერთი საკითხია ესთეტიკური და პრაქტიკული კომპონენტი. ასე რომ, ჩვენ გვჭირდება:

1.1 პირველი ვარიანტი გულისხმობს თავად Raspberry Pi 2/3/4-ის არსებობას, ასევე USB-to-RS485 გადამყვანის არსებობას (ე.წ. "სასტვენი", რომლის შეკვეთაც შესაძლებელია Alliexpress-დან).

სურათი 1 - Raspberry Pi 2 და USB to RS485 კონვერტორი

1.2 მეორე ვარიანტი მოიცავს Raspberry-ზე დაფუძნებულ ნებისმიერ მზა ხსნარს, რეკომენდირებულია ინსტალაციებისთვის სამრეწველო გარემოში ჩაშენებული RS485 პორტებით. მაგალითად, მაგალითად, როგორც სურათზე 2, დაფუძნებულია Raspberry CM3+ მოდულზე.

სურათი 2 — AntexGate მოწყობილობა

2. მოწყობილობა მოდბუსით რამდენიმე საკონტროლო რეგისტრისთვის;

3. Windows PC პროექტის კონფიგურაციისთვის.

განვითარების ეტაპები:

1. ნაწილი I. Rapid SCADA-ს დაყენება Raspberry-ზე;
2. ნაწილი II. Rapid SCADA-ს ინსტალაცია Windows-ზე;
3. III ნაწილი. პროექტის შემუშავება და მოწყობილობაზე ჩამოტვირთვა;
4. დასკვნები.

ნაწილი I. Rapid SCADA-ს დაყენება Raspberry-ზე

1. შეავსეთ форму Rapid Scada-ს ვებსაიტზე, რათა მიიღოთ დისტრიბუცია და ჩამოტვირთოთ უახლესი ვერსია Linux-ისთვის.

2. გახსენით გადმოწერილი ფაილები და დააკოპირეთ "scada" საქაღალდე დირექტორიაში / არჩევა მოწყობილობები

3. განათავსეთ დირექტორიაში სამი სკრიპტი "daemons" საქაღალდედან / და ა.შ. / in.d.

4. ჩვენ ვაძლევთ სრულ წვდომას აპლიკაციის სამ საქაღალდეზე:

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. სკრიპტების შესრულებადი:

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

⠀6. დაამატეთ საცავი:

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. დააინსტალირეთ Mono .NET Framework:

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. დააინსტალირეთ Apache HTTP სერვერი:

sudo apt-get install apache2

⠀9. დააინსტალირეთ დამატებითი მოდულები:

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

⠀10. შექმენით ბმული ვებ აპლიკაციაზე:

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

⠀11. დააკოპირეთ ფაილი გადმოწერილი არქივიდან "apache" საქაღალდეში scada.conf დირექტორიაში / etc / apache2 / საიტები ხელმისაწვდომია

sudo a2ensite scada.conf

⠀ 12. მოდით წავიდეთ ამ გზით სუდო ნანო /etc/apache2/apache2.conf და დაამატეთ შემდეგი ფაილის ბოლოს:

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

⠀13. შეასრულეთ სკრიპტი:

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14. გადატვირთეთ Raspberry:

sudo reboot

⠀15. ვებგვერდის გახსნა:

http://IP-адрес устройства/scada

⠀16. ფანჯარაში, რომელიც იხსნება, შეიყვანეთ თქვენი შესვლა "ადმინისტრატორი" და პაროლი «12345».

ნაწილი II. Windows-ზე Rapid SCADA-ს ინსტალაცია

Raspberry-ის და პროექტის კონფიგურაციის კონფიგურაციისთვის საჭირო იქნება Rapid SCADA-ს ინსტალაცია Windows-ზე. თეორიულად, ამის გაკეთება შეგიძლიათ თავად ჟოლოზე, მაგრამ ტექნიკურმა მხარდაჭერამ გვირჩია გამოვიყენოთ განვითარების გარემო Windows-ზე, რადგან ის აქ უფრო სწორად მუშაობს, ვიდრე Linux-ზე.

ასე რომ, დავიწყოთ:

1. ჩვენ ვაახლებთ Microsoft .NET Framework-ს უახლეს ვერსიამდე;
2. ჩამოტვირთვა სადისტრიბუციო ნაკრები სწრაფი SCADA Windows-ისთვის და დააინსტალირეთ ოფლაინ;
3. გაუშვით აპლიკაცია "ადმინისტრატორი". მასში ჩვენ თავად განვავითარებთ პროექტს.

განვითარებისას ყურადღება უნდა მიაქციოთ რამდენიმე პუნქტს:

1. ამ SCADA სისტემაში რეგისტრების ნუმერაცია იწყება 1 მისამართიდან, ამიტომ ჩვენი რეესტრების ნუმერაცია ერთით უნდა გაგვეზარდა. ჩვენს შემთხვევაში ეს არის: 512+1 და ასე შემდეგ:

სურათი 3 — რეგისტრების ნუმერაცია Rapid SCADA-ში (სურათზე დაწკაპუნებით)

2. დირექტორიების ხელახლა კონფიგურაციისთვის და პროექტის სწორად განსათავსებლად Linux ოპერაციულ სისტემაზე, პარამეტრებში უნდა გადახვიდეთ "სერვერი" -> "ზოგადი პარამეტრები" და დააწკაპუნოთ ღილაკზე "Linux-ისთვის":

სურათი 4 - დირექტორიების ხელახალი კონფიგურაცია Rapid SCADA-ში (სურათზე დაწკაპუნებით)

3. განსაზღვრეთ კენჭისყრის პორტი Modbus RTU-სთვის ისევე, როგორც ეს განსაზღვრულია მოწყობილობის Linux სისტემაში. ჩვენს შემთხვევაში ასეა /dev/ttyUSB0

სურათი 5 - დირექტორიების ხელახალი კონფიგურაცია Rapid SCADA-ში (სურათზე დაწკაპუნებით)

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, შეგიძლიათ მიიღოთ ყველა დამატებითი ინსტალაციის ინსტრუქცია ნახვა ან მათზე youtube არხი.

III ნაწილი. პროექტის შემუშავება და მოწყობილობაზე ჩამოტვირთვა

პროექტის განვითარება და ვიზუალიზაცია იქმნება უშუალოდ ბრაუზერში. ეს არ არის სრულიად ჩვეულებრივი დესკტოპის SCADA სისტემების შემდეგ, მაგრამ საკმაოდ გავრცელებულია.

ცალკე, მინდა აღვნიშნო ვიზუალიზაციის ელემენტების შეზღუდული ნაკრები (სურათი 6). ჩაშენებულ კომპონენტებში შედის LED, ღილაკი, გადართვის შეცვლა, ბმული და მაჩვენებელი. თუმცა, დიდი პლუსია ის, რომ ეს SCADA სისტემა მხარს უჭერს დინამიურ სურათებს და ტექსტს. გრაფიკული რედაქტორების მინიმალური ცოდნით (Corel, Adobe Photoshop და ა.შ.), შეგიძლიათ შექმნათ სურათების, ელემენტებისა და ტექსტურების საკუთარი ბიბლიოთეკა, ხოლო GIF ელემენტების მხარდაჭერა საშუალებას მოგცემთ დაამატოთ ანიმაცია ტექნოლოგიური პროცესის ვიზუალიზაციაში.

სურათი 6 — სქემის რედაქტორის ხელსაწყოები Rapid SCADA-ში

ამ სტატიის ფარგლებში არ იყო მიზანი ეტაპობრივად აღეწერა პროექტის გრაფიკული შექმნის პროცესი Rapid SCADA-ში. ამიტომ, ამ საკითხზე დეტალურად არ შევჩერდებით. დეველოპერის გარემოში, ჩვენი მარტივი პროექტი „შეკუმშული ჰაერის მიწოდების სისტემა“ საკომპრესორო სადგურისთვის ასე გამოიყურება (სურათი 7):

სურათი 7 — სქემის რედაქტორი Rapid SCADA-ში (სურათზე დაწკაპუნებით)

შემდეგი, ატვირთეთ ჩვენი პროექტი მოწყობილობაზე. ამისათვის ჩვენ მივუთითებთ მოწყობილობის IP მისამართს, რომ პროექტი გადავიტანოთ არა ლოკალურ ჰოსტში, არამედ ჩვენს ჩაშენებულ კომპიუტერზე:

სურათი 8 - პროექტის ატვირთვა მოწყობილობაზე Rapid SCADA-ში (სურათზე დაწკაპუნებით)

შედეგად, ჩვენ მივიღეთ მსგავსი რამ (სურათი 9). ეკრანის მარცხენა მხარეს არის LED-ები, რომლებიც ასახავს მთელი სისტემის (კომპრესორის) მუშაობის სტატუსს, ასევე სარქველების მუშაობის სტატუსს (ღია ან დახურული), ხოლო ეკრანის ცენტრალურ ნაწილში არის ვიზუალიზაცია. ტექნოლოგიური პროცესი, მოწყობილობების კონტროლის უნარით გადამრთველი გადამრთველების გამოყენებით. როდესაც კონკრეტული სარქველი იხსნება, როგორც თავად სარქვლის, ისე შესაბამისი მაგისტრალის ფერი იცვლება ნაცრისფერიდან მწვანეში.

სურათი 9 - საკომპრესორო სადგურის პროექტი (GIF ანიმაცია დაწკაპუნებულია)

აქ შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ამ პროექტის ფაილი განსახილველად.

სურათი 10 გვიჩვენებს, თუ როგორ გამოიყურება საერთო შედეგი.

სურათი 10 - SCADA სისტემა Raspberry-ზე

დასკვნები

ძლიერი ჩაშენებული სამრეწველო კომპიუტერების გაჩენა შესაძლებელს ხდის პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერების ფუნქციონირების გაფართოებას და შევსებას. მათზე მსგავსი SCADA სისტემების დაყენებამ შეიძლება დაფაროს მცირე წარმოების ან ტექნოლოგიური პროცესის ამოცანები. უფრო დიდი ამოცანებისთვის მომხმარებელთა დიდი რაოდენობით ან გაზრდილი უსაფრთხოების მოთხოვნებისთვის, დიდი ალბათობით მოგიწევთ დააინსტალიროთ სრულფასოვანი სერვერები, ავტომატიზაციის კაბინეტები და ჩვეულებრივი PLC. თუმცა, საშუალო და მცირე ავტომატიზაციის წერტილებისთვის, როგორიცაა მცირე სამრეწველო შენობები, საქვაბე სახლები, სატუმბი სადგურები ან ჭკვიანი სახლები, ასეთი გამოსავალი მიზანშეწონილია. ჩვენი გათვლებით, ასეთი მოწყობილობები შესაფერისია ამოცანების შესასრულებლად 500-მდე მონაცემთა შეყვანის/გამოსვლის წერტილით.

თუ თქვენ გაქვთ სხვადასხვა გრაფიკულ რედაქტორებში ხატვის გამოცდილება და არ გაწუხებთ ის ფაქტი, რომ თქვენ თავად მოგიწევთ შექმნათ მნემონური დიაგრამების ელემენტები, მაშინ Rapid SCADA-ს ვარიანტი Raspberry-ისთვის ძალიან ოპტიმალურია. მისი, როგორც მზა გადაწყვეტის ფუნქციონირება გარკვეულწილად შეზღუდულია, რადგან ის არის ღია წყარო, მაგრამ ის მაინც საშუალებას გაძლევთ დაფაროთ მცირე სამრეწველო შენობის ამოცანები. ამიტომ, თუ თქვენ მოამზადებთ ვიზუალიზაციის შაბლონებს თქვენთვის, მაშინ სავსებით შესაძლებელია ამ გადაწყვეტის გამოყენება თქვენი პროექტების თუ არა ყველა ნაწილის ინტეგრირებისთვის.

ამრიგად, იმის გასაგებად, თუ რამდენად სასარგებლო შეიძლება იყოს თქვენთვის Raspberry-ზე ასეთი გადაწყვეტა და რამდენად შესაცვლელია თქვენი პროექტები ღია კოდის SCADA სისტემებით Linux-ზე, ჩნდება გონივრული კითხვა: რომელ SCADA სისტემებს იყენებთ ყველაზე ხშირად?

გამოკითხვაში მონაწილეობა შეუძლიათ მხოლოდ დარეგისტრირებულ მომხმარებლებს. Შებრძანდითგთხოვთ

რომელ SCADA სისტემებს იყენებთ ყველაზე ხშირად?

• 35.2%SIMATIC WinCC (TIA პორტალი)18

• 7.8%შეხება Wonderware4

• 5.8%კვალის რეჟიმი 3

• 15.6%CoDeSys8

• 0%დაბადება 0

• 3.9%PCVue Solutions2

• 3.9%Vijeo Citect2

• 17.6%Master SCADA9

• 3.9%iRidium mobile2

• 3.9%მარტივი-Scada2

• 7.8%სწრაფი SCADA4

• 1.9%აგრეგატი SCADA1

• 39.2%კიდევ ერთი ვარიანტი (პასუხი კომენტარში)20

მისცა ხმა 51 მომხმარებელმა. 33 მომხმარებელმა თავი შეიკავა.

წყარო: www.habr.com