रास्पबेरी पर स्काडा: मिथक या वास्तविकता?

विंटर इज़ कमिंग। प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) को एम्बेडेड पर्सनल कंप्यूटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। यह इस तथ्य के कारण है कि कंप्यूटर क्षमता एक डिवाइस को प्रोग्राम करने योग्य नियंत्रक, सर्वर की कार्यक्षमता को शामिल करने की अनुमति देती है, और (यदि डिवाइस में एचडीएमआई आउटपुट है) ऑपरेटर का वर्कस्टेशन भी। कुल: एक पैकेज में वेब-सर्वर, ओपीसी-पार्ट, डेटाबेस और वर्कस्टेशन और एक पीएलसी की कीमत पर यह सब।

लेख में, हम उद्योग में ऐसे एम्बेडेड कंप्यूटरों का उपयोग करने की संभावना पर विचार करते हैं। हम रास्पबेरी पाई पर आधारित एक उपकरण के रूप में लेते हैं, चरण दर चरण एक खुली, मुक्त रूसी ओपन सोर्स SCADA प्रणाली - इस पर रैपिड स्काडा स्थापित करने की प्रक्रिया का वर्णन करते हैं, और एक सार कंप्रेसर स्टेशन परियोजना भी विकसित करते हैं जिसमें कार्यों में कंप्रेसर और तीन वाल्वों का रिमोट कंट्रोल शामिल होगा, साथ ही संपीड़ित वायु उत्पादन प्रक्रिया का दृश्य।

तुरंत एक आरक्षण करें कि समस्या को दो तरीकों से हल किया जा सकता है। मौलिक रूप से, वे किसी भी तरह से एक दूसरे से अलग नहीं होते हैं, सवाल केवल सौंदर्य और व्यावहारिक घटक में है। तो, हमें जरूरत है:

1.1 पहला विकल्प रास्पबेरी पाई 2/3/4 की उपस्थिति के साथ-साथ RS485 (तथाकथित "सीटी", जिसे Alliexpress से आदेश दिया जा सकता है) में एक यूएसबी कनवर्टर की उपस्थिति का अर्थ है।


चित्रा 1 - आरएस 485 में रास्पबेरी पाई 2 और यूएसबी-कनवर्टर

1.2 दूसरे विकल्प में रास्पबेरी पर आधारित कोई भी तैयार समाधान शामिल है, जो एकीकृत आरएस 485 बंदरगाहों के साथ औद्योगिक वातावरण में स्थापना के लिए अनुशंसित है। उदाहरण के लिए, जैसे कि रास्पबेरी CM3 + मॉड्यूल पर आधारित चित्र 2 में है।

चित्रा 2 - AntexGate डिवाइस

2. कई नियंत्रण रजिस्टरों के लिए मोडबस वाला एक उपकरण;

3. विंडोज पीसी परियोजना को कॉन्फ़िगर करने के लिए।


विकास के चरण:

1. भाग I. रास्पबेरी पर रैपिड स्काडा स्थापित करना;
2. भाग II विंडोज पर रैपिड स्काडा स्थापित करें;
3. भाग III परियोजना का विकास और डिवाइस पर इसका डाउनलोड;
4. निष्कर्ष।

भाग I रास्पबेरी पर रैपिड स्काडा स्थापित करना

1. वितरण पैकेज प्राप्त करने और लिनक्स के लिए नवीनतम संस्करण डाउनलोड करने के लिए रैपिड स्काडा वेबसाइट पर फॉर्म भरें।

2. डाउनलोड की गई फ़ाइलों को अनज़िप करें और "स्कैडा" फ़ोल्डर को डिवाइस के / ऑप्ट डायरेक्टरी में कॉपी करें।

3. हम डेमोंस फोल्डर से तीन स्क्रिप्ट /etc/init.d डायरेक्टरी में डालते हैं

4. हम तीन एप्लिकेशन फ़ोल्डरों को पूर्ण एक्सेस देते हैं:

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। हम स्क्रिप्ट को निष्पादन योग्य बनाते हैं:

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

⠀6। भंडार जोड़ें:

 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 

⠀ ⠀। मोनो .NET फ्रेमवर्क स्थापित करें:

 sudo apt-get install mono-complete 

⠀8। Apache HTTP सर्वर स्थापित करें:

 sudo apt-get install apache2 

⠀ ९। अतिरिक्त मॉड्यूल स्थापित करें:

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

⠀ १०। वेब एप्लिकेशन के लिए एक लिंक बनाएं:

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

⠀11। "अपाचे" फ़ोल्डर में डाउनलोड किए गए संग्रह से, scada.conf फ़ाइल को / etc / apache2 / -उपलब्ध निर्देशिका में कॉपी करें

 sudo a2ensite scada.conf 

⠀ १२। हम इस पथ sudo nano /etc/apache2/apache2.conf का अनुसरण करते हैं और फ़ाइल के अंत में निम्नलिखित जोड़ते हैं:

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

⠀ १३। हम स्क्रिप्ट निष्पादित करते हैं:

 sudo /opt/scada/svc_install.sh 

⠀14। रिबूट रास्पबेरी:

 sudo reboot 

⠀15। वेबसाइट खोलें:

 http://IP- /scada 

⠀ 16। खुलने वाली विंडो में, लॉगिन "व्यवस्थापक" और पासवर्ड "12345" दर्ज करें ।

भाग II विंडोज पर रैपिड स्काडा स्थापित करें

रास्पबेरी को कॉन्फ़िगर करने और प्रोजेक्ट को कॉन्फ़िगर करने के लिए विंडोज पर रैपिड स्काडा स्थापित करना आवश्यक है। सिद्धांत रूप में, आप इसे रास्पबेरी पर ही कर सकते हैं, लेकिन तकनीकी सहायता में हमें विंडोज पर विकास के वातावरण का उपयोग करने की सलाह दी गई थी, क्योंकि यहां यह लिनक्स की तुलना में अधिक सही ढंग से काम करता है।

तो चलिए शुरू करते हैं:

1. हम नवीनतम संस्करण में Microsoft .NET फ्रेमवर्क को अपडेट करते हैं;
2. विंडोज के लिए रैपिड स्काडा वितरण किट डाउनलोड करें और इसे ऑफ़लाइन स्थापित करें;
3. व्यवस्थापक एप्लिकेशन लॉन्च करें। इसमें हम खुद प्रोजेक्ट विकसित करेंगे।

विकसित करते समय, आपको कुछ बिंदुओं पर ध्यान देने की आवश्यकता है:

1. इस SCADA- प्रणाली में रजिस्टरों की संख्या 1 पते से शुरू होती है, इसलिए हमें अपने रजिस्टरों की संख्या को एक से बढ़ाना होगा। हमारे मामले में यह है: 512 + 1 और इसी तरह:


चित्र 3 - रैपिड स्काडा में रजिस्टरों की संख्या (चित्र क्लिक करने योग्य है)

2. निर्देशिकाओं को फिर से कॉन्फ़िगर करने और लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम पर प्रोजेक्ट को सही ढंग से तैनात करने के लिए, सेटिंग्स में, "सर्वर" -> "सामान्य सेटिंग्स" पर जाएं और "लिनक्स के लिए" बटन पर क्लिक करें:


चित्र 4 - रैपिड SCADA में माइग्रेटिंग निर्देशिका (चित्र क्लिक करने योग्य है)

3. हम मोडबस आरटीयू के लिए पोलिंग पोर्ट को इस तरह से परिभाषित करते हैं जैसे कि यह डिवाइस के लिनक्स सिस्टम में परिभाषित किया गया है। हमारे मामले में, यह / देव / ttyUSB0 है


चित्र 5 - रैपिड SCADA में माइग्रेटिंग निर्देशिका (चित्र क्लिक करने योग्य है)

यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो सभी अतिरिक्त इंस्टॉलेशन निर्देश कंपनी की वेबसाइट या उनके यूट्यूब चैनल पर प्राप्त किए जा सकते हैं।

भाग III प्रोजेक्ट डेवलपमेंट और डिवाइस पर इसका डाउनलोड

परियोजना का विकास और दृश्य सीधे ब्राउज़र में ही बनाया जाता है। यह डेस्कटॉप SCADA- सिस्टम के बाद काफी परिचित नहीं है, लेकिन यह काफी जगह है।

अलग-अलग, मैं विज़ुअलाइज़ेशन तत्वों (चित्रा 6) के एक सीमित सेट को नोट करना चाहूंगा। अंतर्निहित घटकों में से, एक एलईडी, एक बटन, टॉगल स्विच, एक लिंक और एक सूचक है। हालांकि, एक बड़ा प्लस यह है कि यह स्काडा-सिस्टम गतिशील छवियों और पाठ का समर्थन करता है। ग्राफिक संपादकों (कोरल, एडोब फोटोशॉप, आदि) के न्यूनतम ज्ञान के साथ, आप छवियों, तत्वों और बनावट के अपने पुस्तकालयों का निर्माण कर सकते हैं, और जीआईएफ तत्वों के लिए समर्थन आपको प्रक्रिया के विज़ुअलाइज़ेशन में एनीमेशन जोड़ने की अनुमति देगा।


चित्रा 6 - रैपिड स्काडा में योजनाबद्ध संपादक उपकरण

इस लेख के ढांचे के भीतर, रैपिड SCADA कदम में एक परियोजना के ग्राफिक निर्माण की प्रक्रिया को चित्रित करने का कोई उद्देश्य नहीं था। इसलिए, हम इस बिंदु पर विस्तार से ध्यान नहीं देंगे। डेवलपर के वातावरण में, एक कंप्रेसर स्टेशन की हमारी सरल परियोजना "संपीड़ित वायु आपूर्ति प्रणाली" इस प्रकार है (चित्र 7):


चित्रा 7 - रैपिड स्काडा में योजना संपादक (चित्र क्लिक करने योग्य है)

अगला, डिवाइस पर हमारी परियोजना भरें। ऐसा करने के लिए, प्रोजेक्ट को स्थानीय होस्ट में नहीं, बल्कि हमारे एम्बेडेड कंप्यूटर को स्थानांतरित करने के लिए डिवाइस का आईपी पता निर्दिष्ट करें:


चित्र 8 - रैपिड स्काडा में डिवाइस को प्रोजेक्ट डाउनलोड करना (चित्र क्लिक करने योग्य है)

नतीजतन, हमें कुछ समान मिला (चित्र 9)। स्क्रीन के बाईं ओर पूरी प्रणाली (कंप्रेसर), साथ ही वाल्व (खुली या बंद) की स्थिति को दर्शाती एलईडी हैं, और स्क्रीन के मध्य भाग में - टॉगल स्विच के माध्यम से नियंत्रण की क्षमता के साथ प्रक्रिया का दृश्य। जब आप एक या दूसरे वाल्व को खोलते हैं, तो रंग ग्रे से हरे रंग में बदल जाता है, दोनों वाल्व खुद और संबंधित राजमार्ग।


चित्र 9 - कंप्रेसर स्टेशन का डिजाइन (जीआईएफ-एनीमेशन क्लिक करने योग्य है)

यहां आप इस प्रोजेक्ट की फाइल को रिव्यू के लिए डाउनलोड कर सकते हैं।

चित्र 10 दिखाता है कि कैसे, पूरी तरह से, जो हमें मिला है वह कैसा दिखता है।


चित्रा 10 - रास्पबेरी पर स्काडा प्रणाली

निष्कर्ष

शक्तिशाली एम्बेडेड औद्योगिक कंप्यूटरों का उद्भव आपको प्रोग्रामेबल लॉजिक नियंत्रकों की कार्यक्षमता का विस्तार और पूरक करने की अनुमति देता है। उन पर समान SCADA सिस्टम स्थापित करना एक छोटे उत्पादन या तकनीकी प्रक्रिया के कार्यों को कवर कर सकता है। बड़ी संख्या में उपयोगकर्ताओं या बढ़ी हुई सुरक्षा आवश्यकता वाले बड़े कार्यों के लिए, आपको सबसे अधिक पूर्ण सर्वर, स्वचालन अलमारियाँ और परिचित PLC स्थापित करने की आवश्यकता होगी। हालांकि, मध्यम और छोटे स्वचालन के बिंदुओं के लिए, जैसे कि छोटे औद्योगिक भवन, बॉयलर हाउस, पंप रूम या स्मार्ट होम - ऐसा समाधान उचित लगता है। हमारी गणना के अनुसार, ऐसे उपकरण 500 डेटा इनपुट-आउटपुट पॉइंट तक के कार्यों के लिए उपयुक्त हैं।

यदि आपके पास विभिन्न ग्राफिक संपादकों में ड्राइंग का अनुभव है और आप इस तथ्य से भ्रमित नहीं हैं कि आपको ग्राफिक डिस्प्ले के तत्वों को खुद बनाना है, तो रास्पबेरी के लिए रैपिड स्काडा के साथ विकल्प बहुत इष्टतम है। रेडी-मेड समाधान के रूप में इसकी कार्यक्षमता कुछ हद तक सीमित है, क्योंकि यह ओपन सोर्स है, हालांकि, यह आपको एक छोटे औद्योगिक भवन के कार्यों को कवर करने की भी अनुमति देता है। इसलिए, यदि आप अपने लिए विज़ुअलाइज़ेशन टेम्प्लेट तैयार करते हैं, तो इस समाधान को एकीकृत करने के लिए उपयोग करना काफी संभव है, यदि सभी नहीं, तो आपकी परियोजनाओं का कुछ हिस्सा।

इस प्रकार, यह समझने के लिए कि रास्पबेरी पर इस तरह का समाधान आपके लिए कितना उपयोगी हो सकता है और लिनक्स पर ओपन सोर्स SCADA- सिस्टम द्वारा आपकी परियोजनाओं को कितना बदल दिया जाता है, एक उचित सवाल उठता है: आप अक्सर SCADA- सिस्टम का क्या उपयोग करते हैं?