Vintern kommer. Programmerbara logiska styrenheter (PLC) ersätts gradvis av inbyggda persondatorer. Detta beror på det faktum att kraften hos datorer gör att en enhet kan inkorporera funktionaliteten hos en programmerbar kontroller, en server och (om enheten har en HDMI-utgång) även en automatiserad operatörsarbetsstation. Totalt: Webbserver, OPC-del, databas och arbetsstation i ett enda fall, och allt detta för kostnaden av en PLC.
I den här artikeln kommer vi att överväga möjligheten att använda sådana inbyggda datorer i industrin. Låt oss ta en enhet baserad på Raspberry Pi som grund, steg för steg beskriva processen för att installera ett öppet gratis Open Source SCADA-system med rysk design på den - Rapid SCADA, och även utveckla ett projekt för en abstrakt kompressorstation, uppgifterna för som kommer att innefatta fjärrstyrning av en kompressor och tre ventiler, samt visualisering av tryckluftsproduktionsprocessen.
Låt oss omedelbart reservera att problemet kan lösas på två sätt. I grund och botten skiljer de sig inte från varandra på något sätt, den enda frågan är den estetiska och praktiska komponenten. Så vi behöver:
1.1 Det första alternativet innebär närvaron av själva Raspberry Pi 2/3/4, såväl som närvaron av en USB-till-RS485-omvandlare (den så kallade "visseln", som kan beställas från Alliexpress).
Bild 1 - Raspberry Pi 2 och USB till RS485-omvandlare
1.2 Det andra alternativet inkluderar alla färdiga lösningar baserade på Raspberry, rekommenderade för installationer i industriella miljöer med inbyggda RS485-portar. Till exempel, som i figur 2, baserat på Raspberry CM3+-modulen.
Figur 2 — AntexGate-enhet
2. Enhet med Modbus för flera styrregister;
3. Windows PC för att konfigurera projektet.
Utvecklingsstadier:
Del I. Installera Rapid SCADA på Raspberry
1. Fyll i på Rapid Scadas webbplats för att hämta distributionen och ladda ner den senaste versionen för Linux.
2. Packa upp de nedladdade filerna och kopiera mappen "scada" till katalogen /välja enheter.
3. Placera tre skript från mappen "daemons" i katalogen /etc/init.d
4. Vi ger full åtkomst till tre applikationsmappar:
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. Göra skript körbara:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh
sudo /opt/scada/make_executable.sh⠀6. Lägg till ett arkiv:
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. Installera Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete⠀8. Installera Apache HTTP-server:
sudo apt-get install apache2⠀9. Installera ytterligare moduler:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4⠀10. Skapa en länk till webbapplikationen:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada⠀11. Kopiera filen från det nedladdade arkivet i mappen "apache". scada.conf till katalogen / etc / apache2 / sites-tillgängliga
sudo a2ensite scada.conf⠀12. Låt oss gå den här vägen sudo nano /etc/apache2/apache2.conf och lägg till följande i slutet av filen:
<Directory /var/www/html/scada/>
<FilesMatch ".(xml|log|bak)$">
Require all denied
</FilesMatch>
</Directory>⠀13. Kör skriptet:
sudo /opt/scada/svc_install.sh⠀14. Starta om Raspberry:
sudo reboot⠀15. Öppna webbplatsen:
http://IP-адрес устройства/scada⠀16. I fönstret som öppnas anger du din inloggning "Administration" och lösenord "12345".
Del II. Installera Rapid SCADA på Windows
Installation av Rapid SCADA på Windows kommer att krävas för att konfigurera Raspberry och projektkonfiguration. I teorin kan du göra detta på själva hallonet, men teknisk support rådde oss att använda utvecklingsmiljön på Windows, eftersom den fungerar mer korrekt här än på Linux.
Så låt oss komma igång:
- Vi uppdaterar Microsoft .NET Framework till den senaste versionen;
- Laddar ner Rapid SCADA för Windows och installera offline;
- Starta applikationen "Administratör". I den kommer vi att utveckla själva projektet.
När du utvecklar måste du vara uppmärksam på några punkter:
1. Numreringen av register i detta SCADA-system börjar från adress 1, så vi var tvungna att öka numreringen av våra register med ett. I vårt fall är det: 512+1 och så vidare:
Figur 3 — Numrering av register i Rapid SCADA (klickbar på bilden)
2. För att konfigurera om katalogerna och korrekt distribuera projektet på Linux-operativsystemet, i inställningarna måste du gå till "Server" -> "Allmänna inställningar" och klicka på knappen "För Linux":
Figur 4 - Konfigurera om kataloger i Rapid SCADA (klickbar på bilden)
3. Definiera pollingporten för Modbus RTU på samma sätt som den är definierad i enhetens Linux-system. I vårt fall är det så / dev / ttyUSB0
Figur 5 - Konfigurera om kataloger i Rapid SCADA (klickbar på bilden)
Om du har några frågor kan alla ytterligare installationsanvisningar fås från eller på deras .
Del III. Projektutveckling och nedladdning till enheten
Utvecklingen och visualiseringen av projektet skapas direkt i själva webbläsaren. Detta är inte helt brukligt efter stationära SCADA-system, men det är ganska vanligt.
Separat skulle jag vilja notera den begränsade uppsättningen av visualiseringselement (Figur 6). De inbyggda komponenterna inkluderar en LED, en knapp, en vippströmbrytare, en länk och en pekare. Det stora pluset är dock att detta SCADA-system stöder dynamiska bilder och text. Med minimal kunskap om grafiska redaktörer (Corel, Adobe Photoshop, etc.) kan du skapa dina egna bibliotek med bilder, element och texturer, och stöd för GIF-element gör att du kan lägga till animation till visualiseringen av den tekniska processen.
Figur 6 — Schemaredigeringsverktyg i Rapid SCADA
Inom ramen för denna artikel fanns det inget mål att steg för steg beskriva processen att grafiskt skapa ett projekt i Rapid SCADA. Därför kommer vi inte att uppehålla oss vid denna punkt i detalj. I utvecklarmiljön ser vårt enkla projekt "Compressed air supply system" för en kompressorstation ut så här (Figur 7):
Figur 7 — Schemeredigerare i Rapid SCADA (klickbar på bilden)
Ladda sedan upp vårt projekt till enheten. För att göra detta anger vi enhetens IP-adress för att överföra projektet inte till localhost, utan till vår inbäddade dator:
Figur 8 - Ladda upp projektet till enheten i Rapid SCADA (klickbar på bilden)
Som ett resultat fick vi något liknande (Figur 9). På vänster sida av skärmen finns lysdioder som reflekterar driftstatus för hela systemet (kompressor), samt driftstatus för ventilerna (öppna eller stängda), och i den centrala delen av skärmen finns en visualisering av den tekniska processen med möjligheten att styra enheter med hjälp av vippbrytare. När en viss ventil öppnas ändras färgen på både själva ventilen och motsvarande linje från grå till grön.
Figur 9 — Kompressorstationsprojekt (GIF-animering är klickbar)
du kan ladda ner filen för detta projekt för granskning.
Figur 10 visar hur det övergripande resultatet ser ut.
Figur 10 - SCADA-system på Raspberry
Resultat
Framväxten av kraftfulla inbyggda industridatorer gör det möjligt att utöka och komplettera funktionaliteten hos programmerbara logiska styrenheter. Att installera liknande SCADA-system på dem kan täcka uppgifterna för en liten produktions- eller teknisk process. För större uppgifter med ett stort antal användare eller ökade säkerhetskrav kommer du med största sannolikhet att behöva installera fullfjädrade servrar, automationsskåp och de vanliga PLC:erna. Men för punkter med medelstor och liten automatisering som små industribyggnader, pannhus, pumpstationer eller smarta hem, verkar en sådan lösning lämplig. Enligt våra beräkningar är sådana enheter lämpliga för uppgifter med upp till 500 datain-/utdatapunkter.
Om du har erfarenhet av att rita i olika grafiska redaktörer och inte har något emot det faktum att du själv måste skapa element av mnemoniska diagram, då är alternativet med Rapid SCADA för hallon mycket optimalt. Dess funktionalitet som en färdig lösning är något begränsad, eftersom den är öppen källkod, men den låter dig fortfarande täcka uppgifterna i en liten industribyggnad. Därför, om du förbereder visualiseringsmallar för dig själv, är det fullt möjligt att använda den här lösningen för att integrera, om inte alla, så en del av dina projekt.
För att förstå hur användbar en sådan lösning på Raspberry kan vara för dig och hur utbytbara dina projekt är med Open Source SCADA-system på Linux, uppstår en rimlig fråga: vilka SCADA-system använder du oftast?
Endast registrerade användare kan delta i undersökningen. , Snälla du.
Vilka SCADA-system använder du oftast?
-
35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18
-
7.8%Intouch Wonderware4
-
5.8%Spårningsläge3
-
15.6%CoDeSys8
-
0%0 Mosebok XNUMX
-
3.9%PCVue Solutions2
-
3.9%Vijeo Citect2
-
17.6%Master SCADA9
-
3.9%iRidium mobil2
-
3.9%Enkel-Scada2
-
7.8%Snabb SCADA4
-
1.9%Aggregate SCADA1
-
39.2%Ett annat alternativ (svar i kommentar)20
51 användare röstade. 33 användare avstod från att rösta.
Källa: will.com