{"id":53574,"date":"2019-12-05T00:00:00","date_gmt":"2019-12-04T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/scada-na-raspberry-mif-ili-realnost"},"modified":"2020-02-18T14:01:29","modified_gmt":"2020-02-18T11:01:29","slug":"scada-na-raspberry-mif-ili-realnost","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/nl\/blog\/news\/scada-na-raspberry-mif-ili-realnost","title":{"rendered":"SCADA op Raspberry: mythe of werkelijkheid?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"SCADA<\/a><\/noindex>
\nDe winter komt eraan. Geprogrammeerde logische controllers (PLC) worden geleidelijk vervangen door embedded personal computers. Dit komt doordat de rekenkracht van computers het mogelijk maakt om de functies van een programmeerbare controller, server, en (wanneer het apparaat een HDMI-uitgang heeft) ook een geautomatiseerde werkplek voor de operator in \u00e9\u00e9n apparaat te verenigen. Dit betekent: een webserver, een OPC-gedeelte, een database en een APM in \u00e9\u00e9n behuizing, en dat alles voor de prijs van \u00e9\u00e9n PLC. <\/p>\n

In dit artikel bekijken we de mogelijkheid om dergelijke embedded computers in de industrie toe te passen. We nemen als basis een apparaat dat is uitgerust met een Raspberry Pi en beschrijven stapsgewijs het proces van het installeren van het open-source SCADA-systeem van Russische oorsprong \u2014 Rapid SCADA, en ontwikkelen een project voor een abstracte compressorstation, dat de taken omvat van het op afstand bedienen van de compressor en drie kleppen, evenals de visualisatie van het productieproces van perslucht.
\n<\/a><\/noindex>
\nWe moeten meteen vermelden dat de taak op twee manieren kan worden opgelost. Principieel verschillen ze niet van elkaar, het gaat enkel om esthetische en praktische overwegingen. Dus, wat we nodig hebben:<\/p>\n

1.1 De eerste optie impliceert de aanwezigheid van de Raspberry Pi 2\/3\/4 zelf, evenals een USB-converter in RS485 (de zogenaamde \"dongle\", die je kunt bestellen op Alliexpress).<\/p>\n

\"SCADA
\nFiguur 1 \u2014 Raspberry Pi 2 en USB-converter in RS485<\/i><\/p>\n

1.2 De tweede optie omvat elke kant-en-klare oplossing op basis van Raspberry, aanbevolen voor installaties in industri\u00eble omgevingen met ingebouwde RS485-poorten. Bijvoorbeeld, zoals in figuur 2, op basis van de module Raspberry CM3+.
\n\"SCADA
\nFiguur 2 \u2014 Het apparaat AntexGate<\/i><\/p>\n

2. Een apparaat met Modbus voor meerdere regelregisters;<\/p>\n

3. Een PC met Windows voor het configureren van het project.<\/p>\n

\nFasen van ontwikkeling:<\/b><\/p>\n

    \n
  1. Deel I. Installatie van Rapid SCADA op Raspberry;<\/a><\/noindex><\/li>\n
  2. Deel II. Installatie van Rapid SCADA op Windows;<\/a><\/noindex><\/li>\n
  3. Deel III. Ontwikkeling van het project en het uploaden naar het apparaat; <\/a><\/noindex><\/li>\n
  4. VictoriaMetrics en Thanos pakken vergelijkbare problemen aan, maar op verschillende manieren:<\/a><\/noindex><\/li>\n<\/ol>\n

    \n<\/a><\/noindex><\/p>\n

    Deel I. Installatie van Rapid SCADA op Raspberry<\/h2>\n

    1. Vul in formulier<\/a><\/noindex> op de website van Rapid Scada om de distributie te verkrijgen en download de laatste versie voor Linux.<\/p>\n

    2. Pak de gedownloade bestanden uit en kopieer de map \"scada\" naar de directory \/opt<\/i> van het apparaat. <\/p>\n

    3. Plaats drie scripts uit de map \"daemons\" in de directory \/etc\/init.d<\/i><\/p>\n

    4. Geef volledige toegang aan drie mappen van de applicatie:<\/p>\n

    sudo chmod -R ugo+rwx \/opt\/scada\/ScadaWeb\/config\nsudo chmod -R ugo+rwx \/opt\/scada\/ScadaWeb\/log\nsudo chmod -R ugo+rwx \/opt\/scada\/ScadaWeb\/storage<\/code><\/pre>\n
    \n5. Maak de scripts uitvoerbaar:<\/p>\n
    sudo chmod +x \/opt\/scada\/make_executable.sh\nsudo \/opt\/scada\/make_executable.sh<\/code><\/pre>\n
    \n6. Voeg de repository toe:<\/p>\n
    sudo apt install apt-transport-https dirmngr gnupg ca-certificates\nsudo apt-key adv --keyserver hkp:\/\/keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 3FA7E0328081BFF6A14DA29AA6A19B38D3D831EF\necho \"deb https:\/\/download.mono-project.com\/repo\/debian stable-stretch main\" | sudo tee \/etc\/apt\/sources.list.d\/mono-official-stable.list\nsudo apt update<\/code><\/pre>\n
    \n7. Installeer Mono .NET Framework:<\/p>\n
    sudo apt-get install mono-complete<\/code><\/pre>\n
    \n8. Installeer de Apache HTTP-server:<\/p>\n
    sudo apt-get install apache2<\/code><\/pre>\n
    \n9. Installeer aanvullende modules:<\/p>\n
    sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4<\/code><\/pre>\n
    \n10. Maak een link naar de webapplicatie:<\/p>\n
    sudo ln -s \/opt\/scada\/ScadaWeb \/var\/www\/html\/scada<\/code><\/pre>\n
    \n11. Kopieer het bestand uit het gedownloade archief in de map \"apache\" scada.conf<\/i> te kopi\u00ebren. \/etc\/apache2\/sites-available<\/i><\/p>\n
    sudo a2ensite scada.conf<\/code><\/pre>\n
    \n12. Ga naar dit pad sudo nano \/etc\/apache2\/apache2.conf<\/i> en voeg het volgende toe aan het einde van het bestand:<\/p>\n
    Require all denied<\/code><\/pre>\n
    \n13. Voer het script uit:<\/p>\n
    sudo \/opt\/scada\/svc_install.sh<\/code><\/pre>\n
    \n14. Herstart de Raspberry:<\/p>\n
    sudo reboot<\/code><\/pre>\n
    \n15. Open de website:<\/p>\n
    http:\/\/IP-adres van het apparaat\/scada<\/code><\/pre>\n
    \n16. Voer in het geopende venster de gebruikersnaam in \u00abadmin\u00bb<\/i> en het wachtwoord \u00ab12345\u00bb<\/i>.<\/p>\n
    <\/a><\/noindex><\/p>\n
    Deel II. Installatie van Rapid SCADA op Windows<\/h2>\n
    \nDe installatie van Rapid SCADA op Windows is nodig voor het configureren van de Raspberry en het project. In theorie kan dit ook op de Raspberry zelf, maar de technische ondersteuning heeft ons aangeraden de ontwikkelomgeving op Windows te gebruiken, omdat deze hier beter functioneert dan op Linux.<\/p>\n
    Laten we beginnen:<\/p>\n
      \n
    1. Werk Microsoft .NET Framework bij naar de meest recente versie;<\/li>\n
    2. Download distributie<\/a><\/noindex> Installeer Rapid SCADA voor Windows offline;<\/li>\n
    3. Start de applicatie \"Administrator\". Hierin gaan we het project ontwikkelen.<\/li>\n<\/ol>\n
      \nBij het ontwikkelen moet op een aantal punten gelet worden:<\/p>\n
      1. De nummering van registers in dit SCADA-systeem begint bij adres 1, dus we moesten de nummering van onze registers met \u00e9\u00e9n verhogen. In ons geval is dit: 512+1 en zo verder:<\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nFiguur 3 \u2014 Nummering van registers in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)<\/i><\/p>\n
      2. Voor het opnieuw instellen van directories en het correct uitrollen van het project op het Linux-besturingssysteem, moet in de instellingen naar \"Server\" -> \"Algemene parameters\" worden gegaan en op de knop \"Voor Linux\" worden gedrukt:<\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nFiguur 4 \u2014 Herconfiguratie van directories in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)<\/i><\/p>\n
      3. Bepaal de pollingpoort voor Modbus RTU op dezelfde manier als deze in het Linux-systeem van het apparaat wordt bepaald. In ons geval is dit \/dev\/ttyUSB0<\/i><\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAfbeelding 5 \u2014 Herconfiguratie van directories in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)<\/i><\/p>\n
      Als er vragen zijn, kunnen verdere installatie-instructies worden verkregen op de website van het bedrijf<\/a><\/noindex> of op hun YouTube-kanaal<\/a><\/noindex>.<\/p>\n
      <\/a><\/noindex><\/p>\n
      Deel III. Projectontwikkeling en upload naar het apparaat<\/h2>\n
      \nDe ontwikkeling en visualisatie van het project vindt rechtstreeks in de browser plaats. Dit is niet helemaal gebruikelijk na desktop SCADA-systemen, maar het is heel goed mogelijk. <\/p>\n
      Ik wil vooral het beperkte aantal visualisatie-elementen benadrukken (afbeelding 6). Van de ingebouwde componenten zijn er een LED, knop, schakelaar, link en aanwijzer. Een groot pluspunt is echter dat dit SCADA-systeem dynamische afbeeldingen en tekst ondersteunt. Met minimale kennis van grafische editors (Corel, Adobe Photoshop en anderen) kunnen eigen bibliotheken van afbeeldingen, elementen en texturen worden gemaakt, en de ondersteuning van GIF-elementen maakt het mogelijk om animatie aan de visualisatie van het technologische proces toe te voegen. <\/p>\n
      \"SCADA
      \nAfbeelding 6 \u2014 Tools van de schema-editor in Rapid SCADA<\/i><\/p>\n
      In dit artikel was het niet de bedoeling om het proces van grafische projectcreatie in Rapid SCADA stap voor stap te beschrijven. Daarom zullen we hier niet uitgebreid op ingaan. In de ontwikkelomgeving ziet ons eenvoudige project 'Persluchtsysteem' van het compressorstations er als volgt uit (afbeelding 7): <\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAfbeelding 7 \u2014 Schema-editor in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)<\/i><\/p>\n
      Vervolgens uploaden we ons project naar het apparaat. Hiervoor geven we het IP-adres van het apparaat aan om het project niet naar localhost te verzenden, maar naar onze ingebedde computer:<\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAfbeelding 8 \u2014 Uploaden van het project naar het apparaat in Rapid SCADA (klikbare afbeelding)<\/i><\/p>\n
      Uiteindelijk hebben we iets als dit gekregen (afbeelding 9). Aan de linkerkant van het scherm bevinden zich LED's die de status van het hele systeem (compressor) weergeven, evenals de status van de kleppen (geopend of gesloten), en in het midden van het scherm de visualisatie van het technologische proces met de mogelijkheid om apparaten te bedienen via schakelaars. Wanneer een klep wordt geopend, verandert de kleur van grijs naar groen, zowel van de klep zelf als van de bijbehorende leiding. <\/p>\n
      \"SCADA<\/a><\/noindex>
      \nAfbeelding 9 \u2014 Project van het compressorstations (klikbare GIF-animatie)<\/i><\/p>\n
      Hier<\/a><\/noindex> U kunt het bestand van dit project ter \u043e\u0437\u043d\u0430\u043a\u043e\u043c\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435 downloaden. <\/p>\n
      Figuur 10 toont hoe het geheel eruitziet wat we hebben bereikt.<\/p>\n
      \"SCADA
      \nFiguur 10 - SCADA-systeem op Raspberry<\/i>
      \n      <\/a><\/noindex><\/p>\n
      Conclusies<\/h2>\n
      \nHet verschijnen van krachtige embedded industri\u00eble computers maakt het mogelijk om de functionaliteit van programmeerbare logische controllers uit te breiden en aan te vullen. Het installeren van dergelijke SCADA-systemen op hen kan de behoeften van een kleine productie of technologisch proces dekken. Voor grotere taken met meer gebruikers of verhoogde veiligheidsvereisten, zal het waarschijnlijk nodig zijn om volledige servers, automatiseringskasten en de gebruikelijke PLC's te installeren. Echter, voor middelgrote en kleine automatiseringspunten zoals kleine productiegebouwen, ketelhuizen, pompen of slimme huizen lijkt dergelijke een oplossing redelijk. Volgens onze berekeningen zijn dergelijke apparaten geschikt voor taken tot 500 in- en uitvoerpunten.<\/p>\n
      Als u ervaring heeft met het tekenen in verschillende grafische editors en het u niet stoort dat u zelf de elementen van schema's moet maken, dan is de optie met Rapid SCADA op Raspberry zeer geschikt. De functionaliteit ervan als een kant-en-klaar oplossing is enigszins beperkt, omdat het Open Source is, maar het kan nog steeds de taken van een klein productiegebouw dekken. Daarom, als u visuele sjablonen voorbereidt, kunt u deze oplossing zeker gebruiken voor de integratie van, als niet alle, dan een deel van uw projecten. <\/p>\n
      Om te begrijpen hoe nuttig dergelijke oplossingen op Raspberry voor u kunnen zijn en in hoeverre uw projecten vervangbaar zijn door Open Source SCADA-systemen op Linux, rijst een heel redelijke vraag: welke SCADA-systemen gebruikt u het vaakst?<\/p>\n
      Alleen geregistreerde gebruikers kunnen deelnemen aan de enqu\u00eate. Log in<\/a><\/noindex>, alstublieft.<\/p>\n
      Welke SCADA-systemen gebruikt u het vaakst?<\/h2>\n