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Raspberry 上的 SCADA：神话还是现实？

Raspberry 上的 SCADA：神话还是现实？
冬天来了。 可编程逻辑控制器（PLC）正逐渐被嵌入式个人计算机所取代。 这是因为计算机的强大功能允许一台设备整合可编程控制器、服务器以及（如果设备具有 HDMI 输出）自动化操作员工作站的功能。 总计：Web 服务器、OPC 部分、数据库和工作站集成在一个机箱中，而所有这些都只需一台 PLC 的成本。

在本文中，我们将考虑在工业中使用此类嵌入式计算机的可能性。 让我们以一个基于Raspberry Pi的设备为基础，逐步描述在其上安装俄罗斯设计的开源SCADA系统Rapid SCADA的过程，并开发一个抽象压缩机站的项目，任务是其中包括压缩机和三个阀门的远程控制，以及压缩空气生产过程的可视化。

让我们立即保留这个问题可以通过两种方式解决。 从根本上讲，它们在任何方面都没有区别，唯一的问题是美学和实用部分。 所以，我们需要：

1.1 第一个选项意味着 Raspberry Pi 2/3/4 本身的存在，以及 USB 到 RS485 转换器的存在（所谓的“口哨”，可以从 Alliexpress 订购）。

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图 1 - Raspberry Pi 2 和 USB 转 RS485 转换器

1.2 第二个选项包括任何基于 Raspberry 的现成解决方案，建议安装在具有内置 RS485 端口的工业环境中。 例如如图2所示，基于Raspberry CM3+模块。
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图 2 — AntexGate 设备

2. 带有Modbus的设备，用于多个控制寄存器；

3. Windows PC 配置项目。

发展阶段：

  1. 第一部分：在 Raspberry 上安装 Rapid SCADA；
  2. 第二部分。 Windows 上Rapid SCADA 的安装；
  3. 第三部分。 项目开发并下载到设备；
  4. 结论。

第一部分：在 Raspberry 上安装 Rapid SCADA

1. 填写 表格 在 Rapid Scada 网站上获取发行版并下载适用于 Linux 的最新版本。

2、解压下载的文件，将“scada”文件夹复制到目录下 /选择 装置。

3. 将“daemons”文件夹中的三个脚本放入目录中 /etc/init.d中

4. 我们授予三个应用程序文件夹的完全访问权限：

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. 使脚本可执行：

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

⠀6. 添加存储库：

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. 安装 Mono .NET 框架：

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. 安装 Apache HTTP 服务器：

sudo apt-get install apache2

⠀9. 安装附加模块：

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

⠀10。 创建到 Web 应用程序的链接：

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

⠀11。 将下载的存档中的文件复制到“apache”文件夹中 scada.conf 到目录 / etc / apache2 / sites-available

sudo a2ensite scada.conf

⠀12. 让我们沿着这条路走下去 须藤纳米/etc/apache2/apache2.conf 并将以下内容添加到文件末尾：

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

⠀13。 执行脚本：

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14。 重新启动树莓派：

sudo reboot

⠀15。 打开网站：

http://IP-адрес устройства/scada

⠀16。 在打开的窗口中，输入您的登录信息 “行政” 和密码 «12345.

第二部分。 在 Windows 上安装 Rapid SCADA

配置 Raspberry 和项目配置需要在 Windows 上安装 Rapid SCADA。 理论上，您可以在树莓派本身上执行此操作，但技术支持建议我们使用 Windows 上的开发环境，因为它在这里比在 Linux 上工作得更正确。

让我们开始吧：

  1. 我们将 Microsoft .NET Framework 更新至最新版本；
  2. 下载 分发包 适用于 Windows 的快速 SCADA 并离线安装；
  3. 启动“管理员”应用程序。 我们将在其中开发项目本身。

开发时需要注意以下几点：

1. 该SCADA系统中寄存器的编号从地址1开始，因此我们必须将寄存器的编号增加512。 在我们的例子中是：1+XNUMX 等等：

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图 3 — Rapid SCADA 中的寄存器编号（图片可点击）

2. 要在Linux操作系统上重新配置目录并正确部署项目，您需要在设置中进入“服务器”->“常规设置”，然后单击“For Linux”按钮：

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图 4 - 在 Rapid SCADA 中重新配置目录（图片可点击）

3. 定义Modbus RTU 轮询端口的方式与设备Linux 系统中定义的方式相同。 在我们的例子中是 /开发/ttyUSB0

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图 5 - 在 Rapid SCADA 中重新配置目录（图片可点击）

如果您有任何疑问，可以从以下位置获取所有附加安装说明 公司网站 或在他们的 YouTube频道.

第三部分。 项目开发并下载到设备

项目的开发和可视化是直接在浏览器本身中创建的。 这在桌面 SCADA 系统之后并不完全是惯例，但很常见。

另外，我想指出一组有限的可视化元素（图 6）。 内置组件包括 LED、按钮、拨动开关、链接和指针。 然而，最大的优点是该 SCADA 系统支持动态图像和文本。 只需很少的图形编辑器（Corel、Adobe Photoshop 等）知识，您就可以创建自己的图像、元素和纹理库，并且对 GIF 元素的支持将允许您将动画添加到技术过程的可视化中。

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图 6 — Rapid SCADA 中的方案编辑器工具

在本文的框架内，没有目标逐步描述在 Rapid SCADA 中以图形方式创建项目的过程。 因此，我们不会详细讨论这一点。 在开发环境中，我们的压缩机站简单项目“压缩空气供应系统”如下所示（图 7）：

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图 7 — Rapid SCADA 中的方案编辑器（图片可点击）

接下来，将我们的项目上传到设备。 为此，我们指定设备的 IP 地址，以便将项目传输到我们的嵌入式计算机，而不是本地主机：

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图 8 - 将项目上传到 Rapid SCADA 中的设备（图片可点击）

结果，我们得到了类似的结果（图 9）。 屏幕左侧有LED，反映整个系统（压缩机）的运行状态，以及阀门的运行状态（打开或关闭），屏幕中央有可视化显示具有使用拨动开关控制设备的能力的技术流程。 当打开特定阀门时，阀门本身和相应高速公路的颜色都会从灰色变为绿色。

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图 9 — 压缩机站项目（GIF 动画可点击）

这是 您可以下载该项目的文件进行查看。

图 10 显示了总体结果。

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图 10 - Raspberry 上的 SCADA 系统

发现

功能强大的嵌入式工业计算机的出现使得扩展和补充可编程逻辑控制器的功能成为可能。 在它们上安装类似的 SCADA 系统可以覆盖小型生产或技术流程的任务。 对于具有大量用户或更高安全要求的大型任务，您很可能必须安装成熟的服务器、自动化机柜和常用的 PLC。 然而，对于小型工业建筑、锅炉房、泵站或智能家居等中小型自动化点，这样的解决方案似乎是合适的。 根据我们的计算，此类设备适用于最多 500 个数据输入/输出点的任务。

如果您有使用各种图形编辑器绘图的经验，并且不介意必须自己创建助记符图的元素，那么使用 Rapid SCADA for Raspberry 的选项是非常理想的。 由于它是开源的，它作为现成解决方案的功能有些有限，但它仍然允许您完成小型工业建筑的任务。 因此，如果您自己准备可视化模板，那么很有可能使用此解决方案来集成（如果不是全部）项目的某些部分。

因此，为了了解 Raspberry 上的此类解决方案对您有多大用处，以及您的项目与 Linux 上的开源 SCADA 系统的可替代性如何，出现了一个合理的问题：您最常使用哪种 SCADA 系统？

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您最常使用哪些 SCADA 系统？

  • 35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18

  • 7.8%Intouch Wonderware4

  • 5.8%跟踪模式3

  • 15.6%代码系统8

  • 0%创世记0

  • 3.9%PCVue 解决方案2

  • 3.9%Vijeo Citect2

  • 17.6%掌握SCADA9

  • 3.9%铱星移动2

  • 3.9%简单-Scada2

  • 7.8%快速SCADA4

  • 1.9%聚合门SCADA1

  • 39.2%另一种选择（评论中的答案）20

51 位用户投票。 33 名用户弃权。

来源： habr.com

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