De winter komt eraan. Programmable Logic Controllers (PLC's) worden geleidelijk vervangen door embedded personal computers. Dit komt door het feit dat de kracht van computers het mogelijk maakt dat één apparaat de functionaliteit van een programmeerbare controller, een server en (als het apparaat een HDMI-uitgang heeft) ook een geautomatiseerd operatorwerkstation bevat. Totaal: Webserver, OPC-onderdeel, database en werkstation in één koffer, en dit alles voor de kosten van één PLC.
In dit artikel zullen we de mogelijkheid overwegen om dergelijke embedded computers in de industrie te gebruiken. Laten we een apparaat gebaseerd op Raspberry Pi als basis nemen, stap voor stap het proces beschrijven van het daarop installeren van een open, gratis Open Source SCADA-systeem van Russisch ontwerp - Rapid SCADA, en ook een project ontwikkelen voor een abstract compressorstation, de taken van waaronder de afstandsbediening van een compressor en drie kleppen, evenals visualisatie van het persluchtproductieproces.
Laten we meteen het voorbehoud maken dat het probleem op twee manieren kan worden opgelost. Fundamenteel verschillen ze op geen enkele manier van elkaar, de enige vraag is de esthetische en praktische component. Dus we hebben nodig:
1.1 De eerste optie impliceert de aanwezigheid van de Raspberry Pi 2/3/4 zelf, evenals de aanwezigheid van een USB-naar-RS485-converter (de zogenaamde “whistle”, te bestellen bij Alliexpress).
Figuur 1 - Raspberry Pi 2 en USB naar RS485-converter
1.2 De tweede optie omvat elke kant-en-klare oplossing op basis van Raspberry, aanbevolen voor installaties in industriële omgevingen met ingebouwde RS485-poorten. Bijvoorbeeld zoals in Figuur 2, gebaseerd op de Raspberry CM3+ module.
Figuur 2 — AntexGate-apparaat
2. Apparaat met Modbus voor meerdere controleregisters;
3. Windows-pc om het project te configureren.
Ontwikkelingsfasen:
Deel I. Rapid SCADA installeren op Raspberry
1. Vul in op de Rapid Scada-website om de distributie te verkrijgen en de nieuwste versie voor Linux te downloaden.
2. Pak de gedownloade bestanden uit en kopieer de map “scada” naar de map / opt inrichting.
3. Plaats drie scripts uit de map “daemons” in de map / Etc / init.d
4. We geven volledige toegang tot drie applicatiemappen:
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. Scripts uitvoerbaar maken:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Een opslagplaats toevoegen:
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. Installeer Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Apache HTTP-server installeren:
sudo apt-get install apache2⠀9. Installeer extra modules:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Maak een link naar de webapplicatie:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Kopieer het bestand uit het gedownloade archief naar de map “apache”. scada.conf naar de map / Etc / apache2 / sites-available
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Laten we dit pad bewandelen sudo nano /etc/apache2/apache2.conf en voeg het volgende toe aan het einde van het bestand:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Voer het script uit:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Framboos opnieuw opstarten:
sudo reboot⠀15. De website openen:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. Voer in het geopende venster uw login in "Beheerder" en wachtwoord «12345».
Deel II. Rapid SCADA installeren op Windows
Installatie van Rapid SCADA op Windows is vereist om Raspberry en projectconfiguratie te configureren. In theorie kun je dit op de Raspberry zelf doen, maar technische ondersteuning adviseerde ons om de ontwikkelomgeving op Windows te gebruiken, omdat deze hier correcter werkt dan op Linux.
Vraag, antwoord:
- We updaten het Microsoft .NET Framework naar de nieuwste versie;
- downloaden Rapid SCADA voor Windows en offline installeren;
- Start de applicatie “Beheerder”. Daarin zullen we het project zelf ontwikkelen.
Bij het ontwikkelen moet je op een aantal punten letten:
1. De nummering van de registers in dit SCADA-systeem begint vanaf adres 1, dus we moesten de nummering van onze registers met één verhogen. In ons geval is dat: 512+1 enzovoort:
Figuur 3 — Nummering van registers in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)
2. Om de mappen opnieuw te configureren en het project correct op het Linux-besturingssysteem te implementeren, moet je in de instellingen naar "Server" -> "Algemene instellingen" gaan en op de knop "Voor Linux" klikken:
Figuur 4 - Mappen opnieuw configureren in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)
3. Definieer de pollingpoort voor Modbus RTU op dezelfde manier als deze is gedefinieerd in het Linux-systeem van het apparaat. In ons geval wel /dev/ttyUSB0
Figuur 5 - Mappen opnieuw configureren in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)
Als u vragen heeft, kunt u alle aanvullende installatie-instructies verkrijgen via of op hun .
Deel III. Projectontwikkeling en downloaden naar het apparaat
De ontwikkeling en visualisatie van het project gebeurt rechtstreeks in de browser zelf. Dit is niet helemaal gebruikelijk na desktop-SCADA-systemen, maar het is vrij gebruikelijk.
Afzonderlijk zou ik de beperkte set visualisatie-elementen willen opmerken (Figuur 6). De ingebouwde componenten omvatten een LED, een knop, een tuimelschakelaar, een link en een aanwijzer. Het grote pluspunt is echter dat dit SCADA-systeem dynamische afbeeldingen en tekst ondersteunt. Met minimale kennis van grafische editors (Corel, Adobe Photoshop, etc.) kunt u uw eigen bibliotheken met afbeeldingen, elementen en texturen maken, en dankzij de ondersteuning voor GIF-elementen kunt u animatie toevoegen aan de visualisatie van het technologische proces.
Figuur 6 — Hulpmiddelen voor schema-editor in Rapid SCADA
In het kader van dit artikel was het niet de bedoeling om stap voor stap het proces van het grafisch creëren van een project in Rapid SCADA te beschrijven. Daarom zullen we niet in detail op dit punt ingaan. In de ontwikkelaarsomgeving ziet ons eenvoudige project “Persluchttoevoersysteem” voor een compressorstation er als volgt uit (Figuur 7):
Figuur 7 — Schema-editor in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)
Upload vervolgens ons project naar het apparaat. Om dit te doen, geven we het IP-adres van het apparaat aan om het project niet naar localhost over te dragen, maar naar onze ingebouwde computer:
Figuur 8 - Het project uploaden naar het apparaat in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)
Als resultaat kregen we iets soortgelijks (Figuur 9). Aan de linkerkant van het scherm bevinden zich LED's die de bedrijfsstatus van het gehele systeem (compressor) weerspiegelen, evenals de bedrijfsstatus van de kleppen (open of gesloten), en in het centrale deel van het scherm bevindt zich een visualisatie van het technologische proces met de mogelijkheid om apparaten te bedienen met behulp van tuimelschakelaars. Wanneer een bepaalde klep wordt geopend, verandert de kleur van zowel de klep zelf als de bijbehorende lijn van grijs naar groen.
Figuur 9 — Compressorstationproject (GIF-animatie is klikbaar)
u kunt het bestand van dit project downloaden ter beoordeling.
Figuur 10 laat zien hoe het algehele resultaat eruit ziet.
Figuur 10 - SCADA-systeem op Raspberry
Bevindingen
De opkomst van krachtige embedded industriële computers maakt het mogelijk om de functionaliteit van programmeerbare logische controllers uit te breiden en aan te vullen. Het installeren van soortgelijke SCADA-systemen daarop kan de taken van een klein productie- of technologisch proces dekken. Voor grotere taken met een groot aantal gebruikers of verhoogde beveiligingseisen zul je hoogstwaarschijnlijk volwaardige servers, automatiseringskasten en de gebruikelijke PLC's moeten installeren. Voor punten met middelgrote en kleine automatisering, zoals kleine industriële gebouwen, ketelhuizen, pompstations of slimme huizen, lijkt een dergelijke oplossing echter geschikt. Volgens onze berekeningen zijn dergelijke apparaten geschikt voor taken met maximaal 500 gegevensinvoer-/uitvoerpunten.
Als je ervaring hebt met tekenen in verschillende grafische editors en het niet erg vindt dat je zelf elementen van geheugendiagrammen moet maken, dan is de optie met Rapid SCADA voor Raspberry zeer optimaal. De functionaliteit als kant-en-klare oplossing is enigszins beperkt, aangezien het Open Source is, maar je kunt er nog steeds de taken van een klein industrieel gebouw mee dekken. Daarom, als u visualisatiesjablonen voor uzelf voorbereidt, is het heel goed mogelijk om deze oplossing te gebruiken om, zo niet alle, dan een deel van uw projecten te integreren.
Om te begrijpen hoe nuttig een dergelijke oplossing op Raspberry voor u kan zijn en hoe vervangbaar uw projecten zijn met Open Source SCADA-systemen op Linux, rijst een redelijke vraag: welke SCADA-systemen gebruikt u het vaakst?
Alleen geregistreerde gebruikers kunnen deelnemen aan het onderzoek. , Alsjeblieft.
Welke SCADA-systemen gebruikt u het vaakst?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8%Intouch Wonderware4
-
5.8%Traceermodus3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Genesis0
-
3.9%PCVue-oplossingen2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Beheers SCADA9
-
3.9%iRidium mobiel2
-
3.9%Eenvoudig-Scada2
-
7.8%Snelle SCADA4
-
1.9%AggreGate SCADA1
-
39.2%Een andere optie (antwoord in commentaar)20
51 gebruikers hebben gestemd. 33 gebruikers onthielden zich van stemming.
Bron: www.habr.com