Vinteren kommer. Programmerbare logiske kontroller (PLS) blir gradvis erstattet av innebygde personlige datamaskiner. Dette skyldes det faktum at kraften til datamaskiner gjør at én enhet kan inkorporere funksjonaliteten til en programmerbar kontroller, en server og (hvis enheten har en HDMI-utgang) også en automatisert operatørarbeidsstasjon. Totalt: Webserver, OPC-del, database og arbeidsstasjon i en enkelt sak, og alt dette for kostnaden av én PLS.
I denne artikkelen vil vi vurdere muligheten for å bruke slike innebygde datamaskiner i industrien. La oss ta en enhet basert på Raspberry Pi som grunnlag, trinn for trinn beskrive prosessen med å installere et åpent gratis Open Source SCADA-system med russisk design på den - Rapid SCADA, og også utvikle et prosjekt for en abstrakt kompressorstasjon, oppgavene til som vil inkludere fjernstyring av en kompressor og tre ventiler, samt visualisering av den teknologiske prosessen med trykkluftproduksjon.
La oss umiddelbart ta forbehold om at problemet kan løses på to måter. I bunn og grunn skiller de seg ikke fra hverandre på noen måte, det eneste spørsmålet er den estetiske og praktiske komponenten. Så vi trenger:
1.1 Det første alternativet innebærer tilstedeværelsen av selve Raspberry Pi 2/3/4, samt tilstedeværelsen av en USB-til-RS485-omformer (den såkalte "fløyten", som kan bestilles fra Alliexpress).
Figur 1 - Raspberry Pi 2 og USB til RS485-konverter
1.2 Det andre alternativet inkluderer enhver ferdig løsning basert på Raspberry, anbefalt for installasjoner i industrielle miljøer med innebygde RS485-porter. For eksempel, slik som i figur 2, basert på Raspberry CM3+-modulen.
Figur 2 — AntexGate-enhet
2. Enhet med Modbus for flere kontrollregistre;
3. ПК на Windows для конфигурирования проекта.
Utviklingsstadier:
Del I. Installere Rapid SCADA på Raspberry
1. Fyll ut på Rapid Scada-nettstedet for å skaffe distribusjonen og laste ned den nyeste versjonen for Linux.
2. Pakk ut de nedlastede filene og kopier "scada"-mappen til katalogen / opt enheter.
3. Plasser tre skript fra "daemons"-mappen i katalogen /etc/init.d
4. Vi gir full tilgang til tre applikasjonsmapper:
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. Gjøre skript kjørbare:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Legg til et depot:
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. Installer Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Installer Apache HTTP-server:
sudo apt-get install apache2⠀9. Installer tilleggsmoduler:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Opprett en lenke til nettapplikasjonen:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Kopier filen fra det nedlastede arkivet i "apache"-mappen scada.conf til katalogen / etc / apache2 / nettsteder tilgjengelig
sudo a2ensite scada.conf⠀12. La oss gå denne veien sudo nano /etc/apache2/apache2.conf og legg til følgende på slutten av filen:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Utfør skriptet:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Start Raspberry på nytt:
sudo reboot⠀15. Åpning av nettsiden:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. Skriv inn påloggingen din i vinduet som åpnes "Admin" og passord "12345".
Del II. Installere Rapid SCADA på Windows
Installasjon av Rapid SCADA på Windows vil være nødvendig for å konfigurere Raspberry og prosjektkonfigurasjon. I teorien kan du gjøre dette på selve bringebæret, men teknisk støtte rådet oss til å bruke utviklingsmiljøet på Windows, siden det fungerer mer riktig her enn på Linux.
Så la oss komme i gang:
- Vi oppdaterer Microsoft .NET Framework til siste versjon;
- nedlasting Rapid SCADA for Windows og installer offline;
- Start "Administrator"-applikasjonen. I den skal vi utvikle selve prosjektet.
Når du utvikler, må du være oppmerksom på noen punkter:
1. Nummereringen av registre i dette SCADA-systemet starter fra adresse 1, så vi måtte øke nummereringen av registrene våre med én. I vårt tilfelle er det: 512+1 og så videre:
Figur 3 — Nummerering av registre i Rapid SCADA (bilde klikkbart)
2. For å rekonfigurere katalogene og riktig distribuere prosjektet på Linux-operativsystemet, i innstillingene må du gå til "Server" -> "Generelle innstillinger" og klikk på "For Linux"-knappen:
Figur 4 - Rekonfigurere kataloger i Rapid SCADA (bilde klikkbart)
3. Definer pollingporten for Modbus RTU på samme måte som den er definert i enhetens Linux-system. I vårt tilfelle er det det / dev / ttyUSB0
Figur 5 - Rekonfigurere kataloger i Rapid SCADA (bilde klikkbart)
Hvis du har spørsmål, kan du få alle tilleggsinstallasjonsinstruksjoner fra eller på deres .
Del III. Prosjektutvikling og nedlasting til enheten
Utviklingen og visualiseringen av prosjektet lages direkte i selve nettleseren. Dette er ikke helt vanlig etter stasjonære SCADA-systemer, men det er ganske vanlig.
Separat vil jeg merke meg det begrensede settet med visualiseringselementer (figur 6). De innebygde komponentene inkluderer en LED, en knapp, en vippebryter, en kobling og en peker. Det store pluss er imidlertid at dette SCADA-systemet støtter dynamiske bilder og tekst. Med minimal kunnskap om grafiske redaktører (Corel, Adobe Photoshop, etc.), kan du lage dine egne biblioteker med bilder, elementer og teksturer, og støtte for GIF-elementer vil tillate deg å legge til animasjon til visualiseringen av den teknologiske prosessen.
Figur 6 — Skjemaredigeringsverktøy i Rapid SCADA
Innenfor rammen av denne artikkelen var det ikke noe mål å beskrive trinn for trinn prosessen med å grafisk lage et prosjekt i Rapid SCADA. Derfor vil vi ikke dvele ved dette punktet i detalj. I utviklermiljøet ser vårt enkle prosjekt "Trykkluftforsyningssystem" for en kompressorstasjon slik ut (Figur 7):
Figur 7 — Scheme editor i Rapid SCADA (bilde klikkbart)
Last deretter opp prosjektet vårt til enheten. For å gjøre dette, angir vi IP-adressen til enheten for å overføre prosjektet ikke til localhost, men til vår innebygde datamaskin:
Figur 8 - Laste opp prosjektet til enheten i Rapid SCADA (bilde klikkbart)
Som et resultat fikk vi noe lignende (Figur 9). På venstre side av skjermen er det lysdioder som gjenspeiler driftsstatusen til hele systemet (kompressoren), samt driftsstatusen til ventilene (åpne eller lukkede), og i den sentrale delen av skjermen er det en visualisering av den teknologiske prosessen med muligheten til å kontrollere enheter ved hjelp av vippebrytere. Når en bestemt ventil åpnes, endres fargen på både selve ventilen og den tilsvarende linjen fra grå til grønn.
Figur 9 — Kompressorstasjonsprosjekt (GIF-animasjon er klikkbar)
du kan laste ned filen til dette prosjektet for gjennomgang.
Figur 10 viser hvordan det samlede resultatet ser ut.
Figur 10 - SCADA-system på Raspberry
Funn
Fremveksten av kraftige innebygde industrielle datamaskiner gjør det mulig å utvide og komplementere funksjonaliteten til programmerbare logiske kontrollere. Å installere lignende SCADA-systemer på dem kan dekke oppgavene til en liten produksjon eller teknologisk prosess. For større oppgaver med et stort antall brukere eller økte sikkerhetskrav vil du mest sannsynlig måtte installere fullverdige servere, automatiseringsskap og de vanlige PLS-ene. For punkter med middels og liten automatisering som små industribygg, kjelehus, pumpestasjoner eller smarthus, synes en slik løsning imidlertid hensiktsmessig. I følge våre beregninger er slike enheter egnet for oppgaver med opptil 500 datainn-/utdatapunkter.
Hvis du har erfaring med å tegne i ulike grafiske redaktører og ikke har noe imot det faktum at du selv må lage elementer av mnemoniske diagrammer, så er alternativet med Rapid SCADA for Raspberry veldig optimalt. Dens funksjonalitet som en ferdig løsning er noe begrenset, siden den er åpen kildekode, men den lar deg fortsatt dekke oppgavene til et lite industribygg. Derfor, hvis du utarbeider visualiseringsmaler for deg selv, er det fullt mulig å bruke denne løsningen til å integrere, om ikke alle, så en del av prosjektene dine.
For å forstå hvor nyttig en slik løsning på Raspberry kan være for deg og hvor utskiftbare prosjektene dine er med Open Source SCADA-systemer på Linux, oppstår et rimelig spørsmål: hvilke SCADA-systemer bruker du oftest?
Kun registrerte brukere kan delta i undersøkelsen. , vær så snill.
Hvilke SCADA-systemer bruker du oftest?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8%Intouch Wonderware 4
-
5.8%Sporingsmodus 3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%Mosebok0
-
3.9%PCVue Solutions2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Master SCADA9
-
3.9%iRidium mobil2
-
3.9%Enkel-Scada2
-
7.8%Rask SCADA4
-
1.9%AggreGate SCADA1
-
39.2%Et annet alternativ (svar i kommentarfeltet)20
51 brukere stemte. 33 brukere avsto.
Kilde: www.habr.com