라즈베리의 SCADA: 신화인가 현실인가?

겨울이 다가오고 있습니다. 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)는 점차 임베디드 개인용 컴퓨터로 대체되고 있습니다. 이는 컴퓨터의 성능을 통해 하나의 장치에 프로그래밍 가능 컨트롤러, 서버 및 (장치에 HDMI 출력이 있는 경우) 자동화된 작업자 워크스테이션의 기능을 통합할 수 있기 때문입니다. 전체: 웹 서버, OPC 부품, 데이터베이스 및 워크스테이션이 단일 케이스에 포함되어 있으며 이 모든 것이 하나의 PLC 비용으로 이루어집니다.

이 기사에서는 이러한 임베디드 컴퓨터를 산업계에서 사용할 수 있는 가능성을 고려할 것입니다. Raspberry Pi를 기반으로 한 장치를 기본으로 러시아 디자인의 개방형 무료 오픈 소스 SCADA 시스템인 Rapid SCADA를 설치하는 프로세스를 단계별로 설명하고 추상 압축기 스테이션을 위한 프로젝트를 개발합니다. 여기에는 압축기와 밸브 XNUMX개의 원격 제어는 물론 압축 공기 생산 공정의 시각화도 포함됩니다.

두 가지 방법으로 문제를 해결할 수 있다는 것을 즉시 예약합시다. 기본적으로 그들은 어떤 식으로든 서로 다르지 않습니다. 유일한 질문은 미적 및 실용적인 구성 요소입니다. 따라서 다음이 필요합니다.

1.1 첫 번째 옵션은 Raspberry Pi 2/3/4 자체와 USB-RS485 변환기(Alliexpress에서 주문할 수 있는 소위 "휘파람")의 존재를 의미합니다.

그림 1 - Raspberry Pi 2 및 USB-RS485 변환기

1.2 두 번째 옵션에는 RS485 포트가 내장된 산업 환경에 설치하는 데 권장되는 Raspberry 기반의 기성 솔루션이 포함됩니다. 예를 들어 그림 2와 같이 Raspberry CM3+ 모듈을 기반으로 합니다.

그림 2 - AntexGate 장치

2. 여러 제어 레지스터를 위한 Modbus가 있는 장치;

3. Windows PC에서 프로젝트를 구성합니다.

개발 단계:

1. 파트 I. Raspberry에 Rapid SCADA 설치;
2. 파트 II. Windows에 Rapid SCADA 설치;
3. 파트 III. 프로젝트 개발 및 장치로 다운로드
4. 결론.

XNUMX부. Raspberry에 Rapid SCADA 설치

1. 작성 форму Rapid Scada 웹사이트에서 배포판을 구하고 Linux용 최신 버전을 다운로드하세요.

2. 다운로드한 파일의 압축을 풀고 "scada" 폴더를 해당 디렉터리에 복사합니다. /고르다 장치.

3. "daemons" 폴더에서 세 개의 스크립트를 디렉터리에 배치합니다. / 기타 / init.d에

4. 세 가지 애플리케이션 폴더에 대한 전체 액세스 권한을 부여합니다.

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. 스크립트를 실행 가능하게 만들기:

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

⠀6. 저장소를 추가합니다.

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. Mono .NET Framework를 설치합니다.

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. Apache HTTP 서버를 설치합니다.

sudo apt-get install apache2

⠀9. 추가 모듈을 설치합니다:

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

⠀10. 웹 애플리케이션에 대한 링크를 만듭니다.

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

⠀11. "apache" 폴더에 다운로드한 아카이브에서 파일을 복사합니다. scada.conf 디렉토리로 / etc / apache2 / sites-available

sudo a2ensite scada.conf

⠀12. 이 길로 내려가자 sudo nano /etc/apache2/apache2.conf 파일 끝에 다음을 추가합니다.

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

⠀13. 스크립트를 실행합니다.

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14. 라즈베리 재부팅:

sudo reboot

⠀15. 웹사이트 열기:

http://IP-адрес устройства/scada

⠀16. 열리는 창에서 로그인을 입력하십시오 "관리자" 그리고 비밀번호 «12345».

파트 II. Windows에 Rapid SCADA 설치

Raspberry 및 프로젝트 구성을 구성하려면 Windows에 Rapid SCADA를 설치해야 합니다. 이론적으로는 라즈베리 자체에서 이 작업을 수행할 수 있지만 기술 지원에서는 Linux보다 여기에서 더 정확하게 작동하므로 Windows에서 개발 환경을 사용하도록 조언했습니다.

자, 시작하겠습니다.

1. Microsoft .NET Framework를 최신 버전으로 업데이트합니다.
2. 다운로드 중 분포 Windows용 신속한 SCADA 및 오프라인 설치;
3. "관리자" 애플리케이션을 실행합니다. 여기서 우리는 프로젝트 자체를 개발할 것입니다.

개발할 때 다음 사항에 주의해야 합니다.

1. 이 SCADA 시스템의 레지스터 번호 지정은 주소 1부터 시작하므로 레지스터 번호 지정을 하나씩 늘려야 했습니다. 우리의 경우에는 512+1 등입니다.

그림 3 - Rapid SCADA의 레지스터 번호 지정(그림 클릭 가능)

2. 디렉터리를 재구성하고 Linux 운영 체제에 프로젝트를 올바르게 배포하려면 설정에서 "서버" -> "일반 설정"으로 이동하여 "Linux용" 버튼을 클릭해야 합니다.

그림 4 - Rapid SCADA에서 디렉터리 재구성(그림 클릭 가능)

3. 장치의 Linux 시스템에서 정의된 것과 동일한 방식으로 Modbus RTU에 대한 폴링 포트를 정의합니다. 우리의 경우는 /dev/ttyUSB0

그림 5 - Rapid SCADA에서 디렉터리 재구성(그림 클릭 가능)

질문이 있는 경우 모든 추가 설치 지침은 다음에서 얻을 수 있습니다. 회사 웹 사이트 또는 그들의 유튜브 채널.

파트 III. 프로젝트 개발 및 장치로 다운로드

프로젝트의 개발 및 시각화는 브라우저 자체에서 직접 생성됩니다. 이는 데스크톱 SCADA 시스템 이후 완전히 관례적인 것은 아니지만 매우 일반적입니다.

이와 별도로 시각화 요소의 제한적인 세트에 주목하고 싶습니다(그림 6). 내장된 구성 요소에는 LED, 버튼, 토글 스위치, 링크 및 포인터가 포함됩니다. 그러나 가장 큰 장점은 이 SCADA 시스템이 동적 이미지와 텍스트를 지원한다는 것입니다. 그래픽 편집기(Corel, Adobe Photoshop 등)에 대한 최소한의 지식만으로 자신만의 이미지, 요소 및 텍스처 라이브러리를 만들 수 있으며 GIF 요소 지원을 통해 기술 프로세스 시각화에 애니메이션을 추가할 수 있습니다.

그림 6 — Rapid SCADA의 구성표 편집기 도구

이 기사의 틀 내에서는 Rapid SCADA에서 프로젝트를 그래픽으로 생성하는 프로세스를 단계별로 설명하려는 목표가 없었습니다. 그러므로 이 점에 대해서는 자세히 다루지 않겠습니다. 개발자 환경에서 압축기 스테이션을 위한 간단한 프로젝트 "압축 공기 공급 시스템"은 다음과 같습니다(그림 7).

그림 7 — Rapid SCADA의 구성표 편집기(그림 클릭 가능)

다음으로 프로젝트를 장치에 업로드합니다. 이를 위해 프로젝트를 localhost가 아닌 내장 컴퓨터로 전송할 장치의 IP 주소를 표시합니다.

그림 8 - Rapid SCADA의 장치에 프로젝트 업로드(그림 클릭 가능)

그 결과 비슷한 결과를 얻었습니다(그림 9). 화면 왼쪽에는 전체 시스템(압축기)의 작동 상태와 밸브의 작동 상태(열림 또는 닫힘)를 반영하는 LED가 있으며, 화면 중앙에는 시각화가 있습니다. 토글 스위치를 사용하여 장치를 제어할 수 있는 기술 프로세스입니다. 특정 밸브가 열리면 밸브 자체와 해당 고속도로의 색상이 회색에서 녹색으로 변경됩니다.

그림 9 — 압축기 스테이션 프로젝트(GIF 애니메이션을 클릭할 수 있음)

여기에 검토를 위해 이 프로젝트의 파일을 다운로드할 수 있습니다.

그림 10에서는 전체 결과가 어떻게 나타나는지 보여줍니다.

그림 10 - Raspberry의 SCADA 시스템

조사 결과

강력한 임베디드 산업용 컴퓨터의 출현으로 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러의 기능을 확장하고 보완하는 것이 가능해졌습니다. 유사한 SCADA 시스템을 설치하면 소규모 생산 또는 기술 프로세스 작업을 처리할 수 있습니다. 사용자 수가 많거나 보안 요구 사항이 증가하는 대규모 작업의 경우 완전한 기능을 갖춘 서버, 자동화 캐비닛 및 일반 PLC를 설치해야 할 가능성이 높습니다. 그러나 소규모 산업 건물, 보일러실, 펌프장 또는 스마트 홈과 같은 중소형 자동화 지점에는 이러한 솔루션이 적합해 보입니다. 우리의 계산에 따르면 이러한 장치는 최대 500개의 데이터 입력/출력 지점이 있는 작업에 적합합니다.

다양한 그래픽 편집기에서 그림을 그린 경험이 있고 니모닉 다이어그램 요소를 직접 만들어야 한다는 사실에 신경 쓰지 않는다면 Rapid SCADA for Raspberry 옵션이 매우 최적입니다. 오픈 소스이기 때문에 기성 솔루션으로서의 기능은 다소 제한되어 있지만 여전히 소규모 산업 건물의 작업을 처리할 수 있습니다. 따라서 시각화 템플릿을 직접 준비하는 경우 이 솔루션을 사용하여 전부는 아니지만 프로젝트의 일부를 통합하는 것이 가능합니다.

따라서 Raspberry의 이러한 솔루션이 귀하에게 얼마나 유용할 수 있는지, 귀하의 프로젝트가 Linux의 오픈 소스 SCADA 시스템으로 얼마나 대체 가능한지 이해하기 위해 다음과 같은 합리적인 질문이 제기됩니다. 어떤 SCADA 시스템을 가장 자주 사용합니까?

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가장 자주 사용하는 SCADA 시스템은 무엇입니까?

• 35.2%SIMATIC WinCC(TIA 포털)18

• 7.8%인터치 원더웨어4

• 5.8%추적 모드3

• 15.6%코드시스8

• 0%창세기 0

• 3.9%PCVue 솔루션2

• 3.9%비제오 Citect2

• 17.6%마스터 SCADA9

• 3.9%이리듐 모바일2

• 3.9%단순-Scada2

• 7.8%신속한 SCADA4

• 1.9%Aggregate SCADA1

• 39.2%또 다른 옵션(댓글로 답변)20

51명의 사용자가 투표했습니다. 33명의 사용자가 기권했습니다.

출처 : habr.com