रास्पबेरी वर SCADA: मिथक किंवा वास्तव?

हिवाळा येत आहे. प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर्स (PLCs) हळूहळू एम्बेडेड वैयक्तिक संगणकांद्वारे बदलले जात आहेत. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की संगणकाची शक्ती एका डिव्हाइसला प्रोग्रामेबल कंट्रोलर, सर्व्हर आणि (जर डिव्हाइसमध्ये HDMI आउटपुट असेल तर) स्वयंचलित ऑपरेटर वर्कस्टेशनची कार्यक्षमता समाविष्ट करू देते. एकूण: वेब सर्व्हर, OPC भाग, डेटाबेस आणि वर्कस्टेशन एकाच केसमध्ये आणि हे सर्व एका PLC च्या खर्चासाठी.

या लेखात आम्ही उद्योगात असे एम्बेडेड संगणक वापरण्याच्या शक्यतेचा विचार करू. चला आधार म्हणून रास्पबेरी पाईवर आधारित एक डिव्हाइस घेऊ, त्यावर रशियन डिझाइनची मुक्त मुक्त मुक्त स्रोत स्काडा प्रणाली स्थापित करण्याच्या प्रक्रियेचे चरण-दर-चरण वर्णन करूया - रॅपिड स्काडा, आणि अमूर्त कंप्रेसर स्टेशनसाठी एक प्रकल्प विकसित करा, ज्याची कार्ये. ज्यामध्ये कंप्रेसर आणि तीन वाल्वचे रिमोट कंट्रोल तसेच कॉम्प्रेस्ड एअर उत्पादन प्रक्रियेचे व्हिज्युअलायझेशन समाविष्ट असेल.

आपण ताबडतोब आरक्षण करूया की समस्या दोन प्रकारे सोडवता येईल. मूलभूतपणे, ते कोणत्याही प्रकारे एकमेकांपासून भिन्न नाहीत, केवळ सौंदर्याचा आणि व्यावहारिक घटकाचा प्रश्न आहे. तर, आम्हाला आवश्यक आहे:

1.1 पहिला पर्याय म्हणजे रास्पबेरी Pi 2/3/4 ची उपस्थिती, तसेच USB-to-RS485 कनवर्टरची उपस्थिती (तथाकथित “शीळ”, ज्याला Alliexpress वरून ऑर्डर केले जाऊ शकते) सूचित करते.

आकृती 1 - रास्पबेरी Pi 2 आणि USB ते RS485 कनवर्टर

1.2 दुसऱ्या पर्यायामध्ये अंगभूत RS485 पोर्टसह औद्योगिक वातावरणात स्थापनेसाठी शिफारस केलेले रास्पबेरीवर आधारित कोणतेही तयार समाधान समाविष्ट आहे. उदाहरणार्थ, रास्पबेरी CM2+ मॉड्यूलवर आधारित आकृती 3 मधील.

आकृती 2 — अँटेक्सगेट उपकरण

2. अनेक नियंत्रण नोंदणीसाठी मॉडबससह डिव्हाइस;

3. प्रोजेक्ट कॉन्फिगर करण्यासाठी Windows PC.

विकासाचे टप्पे:

1. भाग I. रास्पबेरीवर रॅपिड एससीएडीए स्थापित करणे;
2. भाग दुसरा. Windows वर रॅपिड SCADA ची स्थापना;
3. भाग तिसरा. प्रकल्प विकास आणि डिव्हाइसवर डाउनलोड करणे;
4. निष्कर्ष.

भाग I. रास्पबेरीवर रॅपिड SCADA स्थापित करणे

1. भरा फॉर्म वितरण प्राप्त करण्यासाठी आणि Linux साठी नवीनतम आवृत्ती डाउनलोड करण्यासाठी रॅपिड स्काडा वेबसाइटवर.

2. डाऊनलोड केलेल्या फाईल्स अनझिप करा आणि डिरेक्टरीमध्ये “स्काडा” फोल्डर कॉपी करा / निवड उपकरणे.

3. डिरेक्टरीमध्ये "डेमन" फोल्डरमधून तीन स्क्रिप्ट ठेवा /etc/init.d

4. आम्ही तीन ऍप्लिकेशन फोल्डर्समध्ये पूर्ण प्रवेश देतो:

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

⠀५. स्क्रिप्ट्स एक्झिक्युटेबल बनवणे:

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

⠀६. एक भांडार जोडा:

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

⠀७. Mono .NET फ्रेमवर्क स्थापित करा:

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. Apache HTTP सर्व्हर स्थापित करा:

sudo apt-get install apache2

⠀9. अतिरिक्त मॉड्यूल स्थापित करा:

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

⠀१०. वेब अनुप्रयोगासाठी एक दुवा तयार करा:

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

⠀११. डाउनलोड केलेल्या संग्रहणातून फाइल कॉपी करा “apache” फोल्डरमध्ये scada.conf निर्देशिकेत / etc / apache2 / साइट-उपलब्ध

sudo a2ensite scada.conf

⠀१२. चला या मार्गावर जाऊ या sudo nano /etc/apache2/apache2.conf आणि फाईलच्या शेवटी खालील जोडा:

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

⠀१३. स्क्रिप्ट कार्यान्वित करा:

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀१४. रास्पबेरी रीबूट करा:

sudo reboot

⠀१५. वेबसाइट उघडत आहे:

http://IP-адрес устройства/scada

⠀ १६. उघडणाऱ्या विंडोमध्ये, तुमचे लॉगिन प्रविष्ट करा "प्रशासन" आणि पासवर्ड "12345".

भाग दुसरा. Windows वर रॅपिड SCADA स्थापित करत आहे

रास्पबेरी आणि प्रोजेक्ट कॉन्फिगरेशन कॉन्फिगर करण्यासाठी Windows वर रॅपिड SCADA ची स्थापना आवश्यक असेल. सिद्धांततः, आपण हे रास्पबेरीवरच करू शकता, परंतु तांत्रिक समर्थनाने आम्हाला विंडोजवर विकास वातावरण वापरण्याचा सल्ला दिला आहे, कारण ते लिनक्सपेक्षा येथे अधिक योग्यरित्या कार्य करते.

चला प्रारंभ करूया:

1. आम्ही Microsoft .NET फ्रेमवर्क नवीनतम आवृत्तीवर अद्यतनित करतो;
2. डाउनलोड करत आहे वितरण किट Windows साठी रॅपिड SCADA आणि ऑफलाइन स्थापित करा;
3. "प्रशासक" अनुप्रयोग लाँच करा. त्यातच प्रकल्प विकसित करणार आहोत.

विकसित करताना, आपल्याला काही मुद्द्यांकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे:

1. या SCADA सिस्टीममधील रजिस्टर्सची संख्या पत्ता 1 पासून सुरू होते, म्हणून आम्हाला आमच्या रजिस्टर्सची संख्या एकने वाढवावी लागली. आमच्या बाबतीत ते आहे: 512+1 आणि असेच:

आकृती 3 — रॅपिड SCADA मधील रजिस्टर्सची संख्या (चित्र क्लिक करण्यायोग्य)

2. डिरेक्टरी पुन्हा कॉन्फिगर करण्यासाठी आणि लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टमवर प्रोजेक्ट योग्यरित्या उपयोजित करण्यासाठी, सेटिंग्जमध्ये तुम्हाला "सर्व्हर" -> "सामान्य सेटिंग्ज" वर जा आणि "लिनक्ससाठी" बटण क्लिक करा:

आकृती 4 - रॅपिड SCADA मधील निर्देशिका पुन्हा कॉन्फिगर करणे (चित्र क्लिक करण्यायोग्य)

3. मॉडबस RTU साठी पोलिंग पोर्ट ज्या प्रकारे डिव्‍हाइसच्‍या Linux सिस्‍टममध्‍ये परिभाषित केले आहे तशाच प्रकारे परिभाषित करा. आमच्या बाबतीत ते आहे /dev/ttyUSB0

आकृती 5 - रॅपिड SCADA मधील निर्देशिका पुन्हा कॉन्फिगर करणे (चित्र क्लिक करण्यायोग्य)

तुम्हाला काही प्रश्न असल्यास, सर्व अतिरिक्त इंस्टॉलेशन सूचना वरून मिळू शकतात कंपनी वेबसाइट किंवा त्यांच्या वर यूट्यूब चॅनेल.

भाग तिसरा. प्रकल्प विकास आणि डिव्हाइसवर डाउनलोड करणे

प्रकल्पाचा विकास आणि व्हिज्युअलायझेशन थेट ब्राउझरमध्येच तयार केले जाते. हे डेस्कटॉप SCADA सिस्टीम नंतर पूर्णपणे प्रथा नाही, परंतु हे अगदी सामान्य आहे.

स्वतंत्रपणे, मी व्हिज्युअलायझेशन घटकांचा मर्यादित संच (आकृती 6) लक्षात घेऊ इच्छितो. अंगभूत घटकांमध्ये LED, एक बटण, एक टॉगल स्विच, एक लिंक आणि एक पॉइंटर समाविष्ट आहे. तथापि, मोठा फायदा म्हणजे ही SCADA प्रणाली डायनॅमिक प्रतिमा आणि मजकूर समर्थित करते. ग्राफिक एडिटर (कोरेल, अडोब फोटोशॉप इ.) च्या किमान ज्ञानासह, तुम्ही तुमची प्रतिमा, घटक आणि पोत यांची स्वतःची लायब्ररी तयार करू शकता आणि GIF घटकांसाठी समर्थन तुम्हाला तांत्रिक प्रक्रियेच्या व्हिज्युअलायझेशनमध्ये अॅनिमेशन जोडण्याची परवानगी देईल.

आकृती 6 — रॅपिड SCADA मधील योजना संपादक साधने

या लेखाच्या चौकटीत, रॅपिड SCADA मध्ये ग्राफिक पद्धतीने प्रकल्प तयार करण्याच्या प्रक्रियेचे चरण-दर-चरण वर्णन करण्याचे कोणतेही लक्ष्य नव्हते. म्हणून, आम्ही या मुद्द्यावर तपशीलवार राहणार नाही. डेव्हलपर वातावरणात, कंप्रेसर स्टेशनसाठी आमचा सोपा प्रकल्प “कंप्रेस्ड एअर सप्लाय सिस्टम” यासारखा दिसतो (आकृती 7):

आकृती 7 — रॅपिड SCADA मधील योजना संपादक (चित्र क्लिक करण्यायोग्य)

पुढे, आमचा प्रकल्प डिव्हाइसवर अपलोड करा. हे करण्यासाठी, प्रकल्प लोकलहोस्टवर नाही तर आमच्या एम्बेडेड संगणकावर हस्तांतरित करण्यासाठी आम्ही डिव्हाइसचा IP पत्ता सूचित करतो:

आकृती 8 - रॅपिड स्काडा (चित्र क्लिक करण्यायोग्य) मध्ये डिव्हाइसवर प्रकल्प अपलोड करणे

परिणामी, आम्हाला काहीतरी समान मिळाले (आकृती 9). स्क्रीनच्या डाव्या बाजूला एलईडी आहेत जे संपूर्ण सिस्टमची ऑपरेटिंग स्थिती (कंप्रेसर), तसेच वाल्वची ऑपरेटिंग स्थिती (खुले किंवा बंद) प्रतिबिंबित करतात आणि स्क्रीनच्या मध्यभागी एक व्हिज्युअलायझेशन आहे. टॉगल स्विचचा वापर करून उपकरणे नियंत्रित करण्याची क्षमता असलेल्या तांत्रिक प्रक्रियेचा. जेव्हा एखादा विशिष्ट झडप उघडला जातो, तेव्हा व्हॉल्व्हचा आणि संबंधित महामार्गाचा रंग राखाडीपासून हिरव्या रंगात बदलतो.

आकृती 9 — कंप्रेसर स्टेशन प्रकल्प (GIF अॅनिमेशन क्लिक करण्यायोग्य आहे)

तो आहे आपण पुनरावलोकनासाठी या प्रकल्पाची फाइल डाउनलोड करू शकता.

एकूण परिणाम कसा दिसतो हे आकृती 10 दाखवते.

आकृती 10 - रास्पबेरी वर SCADA प्रणाली

निष्कर्ष

शक्तिशाली एम्बेडेड औद्योगिक संगणकांच्या उदयामुळे प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलरच्या कार्यक्षमतेचा विस्तार आणि पूरक करणे शक्य होते. त्यांच्यावर समान SCADA प्रणाली स्थापित केल्याने लहान उत्पादन किंवा तांत्रिक प्रक्रियेची कार्ये समाविष्ट होऊ शकतात. मोठ्या संख्येने वापरकर्ते किंवा वाढीव सुरक्षा आवश्यकता असलेल्या मोठ्या कार्यांसाठी, तुम्हाला बहुधा पूर्ण सर्व्हर, ऑटोमेशन कॅबिनेट आणि नेहमीचे PLC स्थापित करावे लागतील. तथापि, लहान औद्योगिक इमारती, बॉयलर हाऊस, पंपिंग स्टेशन किंवा स्मार्ट घरे यासारख्या मध्यम आणि लहान ऑटोमेशनच्या बिंदूंसाठी, असा उपाय योग्य आहे. आमच्या गणनेनुसार, अशी उपकरणे 500 पर्यंत डेटा इनपुट/आउटपुट पॉइंट असलेल्या कार्यांसाठी योग्य आहेत.

तुम्हाला विविध ग्राफिक एडिटरमध्ये रेखांकन करण्याचा अनुभव असल्यास आणि तुम्हाला स्वतःच मेमोनिक आकृत्यांचे घटक तयार करावे लागतील या वस्तुस्थितीची हरकत नसेल, तर रास्पबेरीसाठी रॅपिड एससीएडीए सह पर्याय अतिशय इष्टतम आहे. रेडीमेड सोल्यूशन म्हणून त्याची कार्यक्षमता काही प्रमाणात मर्यादित आहे, कारण ते मुक्त स्त्रोत आहे, परंतु तरीही ते आपल्याला लहान औद्योगिक इमारतीची कार्ये कव्हर करण्यास अनुमती देते. म्हणूनच, जर तुम्ही स्वतःसाठी व्हिज्युअलायझेशन टेम्पलेट्स तयार केले तर, सर्वच नसल्यास, तुमच्या प्रकल्पांचा काही भाग एकत्रित करण्यासाठी हे समाधान वापरणे शक्य आहे.

अशाप्रकारे, रास्पबेरीवरील असे उपाय तुमच्यासाठी किती उपयुक्त ठरू शकतात आणि तुमचे प्रकल्प लिनक्सवरील ओपन सोर्स SCADA सिस्टीम्ससह किती बदलण्यायोग्य आहेत हे समजून घेण्यासाठी, एक वाजवी प्रश्न उद्भवतो: तुम्ही कोणत्या SCADA सिस्टीम्स बहुतेक वेळा वापरता?

केवळ नोंदणीकृत वापरकर्तेच सर्वेक्षणात भाग घेऊ शकतात. साइन इन करा, आपले स्वागत आहे.

तुम्ही कोणत्या SCADA सिस्टीम्स बहुतेक वेळा वापरता?

• 35.2%SIMATIC WinCC (TIA पोर्टल)18

• 7.8%इंटच वंडरवेअर4

• 5.8%ट्रेस मोड3

• 15.6%CoDeSys8

• 0%उत्पत्ति 0

• 3.9%PCVue सोल्यूशन्स 2

• 3.9%Vijeo Citect2

• 17.6%मास्टर SCADA9

• 3.9%iRidium mobile2

• 3.9%साधे-स्काडा2

• 7.8%रॅपिड SCADA4

• 1.9%AggreGate SCADA1

• 39.2%दुसरा पर्याय (टिप्पणीमध्ये उत्तर)२०

51 वापरकर्त्यांनी मतदान केले. 33 वापरकर्ते दूर राहिले.

स्त्रोत: www.habr.com