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Raspberry 上的 SCADA：迷思還是現實？

Raspberry 上的 SCADA：迷思還是現實？
冬天來了。 可程式邏輯控制器（PLC）正逐漸被嵌入式個人電腦所取代。 這是因為電腦的強大功能允許一台設備整合可程式控制器、伺服器以及（如果設備具有 HDMI 輸出）自動化操作員工作站的功能。 總計：Web 伺服器、OPC 部分、資料庫和工作站整合在一個機箱中，而所有這些都只需一台 PLC 的成本。

在本文中，我們將考慮在工業中使用此類嵌入式計算機的可能性。 讓我們以一個基於Raspberry Pi的設備為基礎，逐步描述在其上安裝俄羅斯設計的開源SCADA系統Rapid SCADA的過程，並開發一個抽象壓縮機站的項目，任務是其中包括壓縮機和三個閥門的遠端控制，以及壓縮空氣生產過程的可視化。

讓我們立即保留這個問題可以透過兩種方式解決。 從根本上講，它們在任何方面都沒有區別，唯一的問題是美學和實用部分。 所以，我們需要：

1.1 第一個選項意味著 Raspberry Pi 2/3/4 本身的存在，以及 USB 到 RS485 轉換器的存在（所謂的“口哨”，可以從 Alliexpress 訂購）。

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圖 1 - Raspberry Pi 2 與 USB 轉 RS485 轉換器

1.2 第二個選項包括任何基於 Raspberry 的現成解決方案，建議安裝在具有內建 RS485 連接埠的工業環境中。 例如如圖2所示，基於Raspberry CM3+模組。
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圖 2 — AntexGate 設備

2. 帶有Modbus的設備，用於多個控制暫存器；

3. Windows PC 設定專案。

發展階段：

  1. 第一部分：在 Raspberry 上安裝 Rapid SCADA；
  2. 第二部分。 Windows 上Rapid SCADA 的安裝；
  3. 第三部分。 專案開發並下載到設備；
  4. 結論。

第一部分：在 Raspberry 上安裝 Rapid SCADA

1. 填寫 форму 在 Rapid Scada 網站上取得發行版並下載適用於 Linux 的最新版本。

2.解壓縮下載的文件，將「scada」資料夾複製到目錄下 /選擇 設備。

3. 將「daemons」資料夾中的三個腳本放入目錄中 / etc / init.d下

4. 我們授予三個應用程式資料夾的完全存取權限：

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. 使腳本可執行：

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

⠀6. 新增儲存庫：

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. 安裝 Mono .NET 框架：

sudo apt-get install mono-complete

⠀8. 安裝 Apache HTTP 伺服器：

sudo apt-get install apache2

⠀9. 安裝附加模組：

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

⠀10。 建立到 Web 應用程式的連結：

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

⠀11。 將下載的檔案中的檔案複製到「apache」資料夾中 scada.conf 到目錄 在/ etc / apache2 /站點可用

sudo a2ensite scada.conf

⠀12. 讓我們沿著這條路走下去 須藤納米 /etc/apache2/apache2.conf 並將以下內容新增至文件末尾：

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

⠀13。 執行腳本：

sudo /opt/scada/svc_install.sh

⠀14。 重新啟動樹莓派：

sudo reboot

⠀15。 打開網站：

http://IP-адрес устройства/scada

⠀16。 在打開的視窗中，輸入您的登入訊息 “行政” 和密碼 «12345».

第二部分。 在 Windows 上安裝 Rapid SCADA

設定 Raspberry 和專案配置需要在 Windows 上安裝 Rapid SCADA。 理論上，您可以在樹莓派本身上執行此操作，但技術支援建議我們使用 Windows 上的開發環境，因為它在這裡比在 Linux 上工作得更正確。

那麼就讓我們開始吧：

  1. 我們將 Microsoft .NET Framework 更新至最新版本；
  2. 正在下載 分發套件 適用於 Windows 的快速 SCADA 並離線安裝；
  3. 啟動“管理員”應用程式。 我們將在其中開發項目本身。

開發時需注意以下幾點：

1. 此SCADA系統中暫存器的編號從位址1開始，因此我們必須將暫存器的編號增加512。 在我們的例子中是：1+XNUMX 等等：

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圖 3 —​​ Rapid SCADA 中的暫存器編號（圖片可點選）

2. 要在Linux作業系統上重新配置目錄並正確部署項目，您需要在設定中進入“伺服器”->“常規設定”，然後按一下“For Linux”按鈕：

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圖 4 - 在 Rapid SCADA 中重新配置目錄（圖片可點選）

3. 定義Modbus RTU 輪詢埠的方式與設備Linux 系統中定義的方式相同。 在我們的例子中是 /開發/ttyUSB0

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圖 5 - 在 Rapid SCADA 中重新配置目錄（圖片可點選）

如果您有任何疑問，可以從以下位置取得所有附加安裝說明 公司網站 或在他們的 YouTube頻道.

第三部分。 專案開發並下載到設備

專案的開發和視覺化是直接在瀏覽器本身中創建的。 這在桌面 SCADA 系統之後並不完全是慣例，但很常見。

另外，我想指出一組有限的視覺化元素（圖 6）。 內建組件包括 LED、按鈕、撥動開關、連結和指針。 然而，最大的優點是該 SCADA 系統支援動態圖像和文字。 只需很少的圖形編輯器（Corel、Adobe Photoshop 等）知識，您就可以創建自己的圖像、元素和紋理庫，並且對 GIF 元素的支援將允許您將動畫添加到技術過程的視覺化中。

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圖 6 — Rapid SCADA 中的方案編輯器工具

在本文的框架內，沒有目標逐步描述在 Rapid SCADA 中以圖形方式建立專案的過程。 因此，我們不會詳細討論這一點。 在開發環境中，我們的壓縮機站簡單項目「壓縮空氣供應系統」如下所示（圖 7）：

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圖 7 — Rapid SCADA 中的方案編輯器（圖片可點選）

接下來，將我們的專案上傳到裝置。 為此，我們指定設備的 IP 位址，以便將項目傳輸到我們的嵌入式計算機，而不是本機主機：

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圖 8 - 將項目上傳至 Rapid SCADA 中的裝置（圖片可點選）

結果，我們得到了類似的結果（圖 9）。 螢幕左側有LED，反映整個系統（壓縮機）的運作狀態，以及閥門的運作狀態（開啟或關閉），螢幕中央有視覺化顯示具有使用撥動開關控制設備的能力的技術流程。 當打開特定閥門時，閥門本身和相應高速公路的顏色都會從灰色變為綠色。

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圖 9 — 壓縮機站專案（GIF 動畫可點擊）

這裡 您可以下載該項目的文件進行查看。

圖 10 顯示了總體結果。

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圖 10 - Raspberry 上的 SCADA 系統

發現

功能強大的嵌入式工業電腦的出現使得擴展和補充可程式邏輯控制器的功能成為可能。 在它們上安裝類似的 SCADA 系統可以覆蓋小型生產或技術流程的任務。 對於具有大量使用者或更高安全要求的大型任務，您很可能必須安裝成熟的伺服器、自動化機櫃和常用的 PLC。 然而，對於小型工業建築、鍋爐房、泵站或智慧家庭等中小型自動化點，這樣的解決方案似乎是合適的。 根據我們的計算，此類設備適用於最多 500 個資料輸入/輸出點的任務。

如果您有使用各種圖形編輯器繪圖的經驗，並且不介意必須自行建立助記符圖的元素，那麼使用 Rapid SCADA for Raspberry 的選項是非常理想的。 由於它是開源的，它作為現成解決方案的功能有些有限，但它仍然允許您完成小型工業建築的任務。 因此，如果您自己準備好視覺化模板，那麼很有可能使用此解決方案來整合（如果不是全部）專案的某些部分。

因此，為了了解 Raspberry 上的此類解決方案對您有多大用處，以及您的專案與 Linux 上的開源 SCADA 系統的可替代性如何，出現了一個合理的問題：您最常使用哪種 SCADA 系統？

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您最常使用哪些 SCADA 系統？

  • 企業排放佔全球 35.2%SIMATIC WinCC (TIA Portal)18

  • 企業排放佔全球 7.8%Intouch Wonderware4

  • 企業排放佔全球 5.8%追蹤模式3

  • 企業排放佔全球 15.6%代碼系統8

  • 0%創世紀0

  • 企業排放佔全球 3.9%PCVue 解決方案2

  • 企業排放佔全球 3.9%Vijeo Citect2

  • 企業排放佔全球 17.6%掌握SCADA9

  • 企業排放佔全球 3.9%銥星移動2

  • 企業排放佔全球 3.9%簡單-Scada2

  • 企業排放佔全球 7.8%快速SCADA4

  • 企業排放佔全球 1.9%聚合門SCADA1

  • 企業排放佔全球 39.2%另一個選擇（評論中的答案）20

51 位用戶投票。 33 名用戶棄權。

來源： www.habr.com

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