O inverno está chegando. Controladores lógicos programáveis (PLCs) estão sendo substituídos por computadores pessoais incorporados. Isso se deve ao fato de o poder dos computadores permitir que um dispositivo incorpore a funcionalidade de um controlador programável, servidor e (se o dispositivo tiver uma saída HDMI) também uma estação de trabalho do operador. Total: servidor Web, parte OPC, banco de dados e estação de trabalho em um único pacote, e tudo isso ao custo de um PLC.
No artigo, consideramos a possibilidade de usar esses computadores incorporados na indústria. Tomamos como base um dispositivo baseado no Raspberry Pi, descrevemos passo a passo o processo de instalação de um sistema SCADA de código aberto russo aberto e gratuito - Rapid SCADA nele, e também desenvolvemos um projeto abstrato de estação de compressor, cujas tarefas incluem controle remoto do compressor e três válvulas, bem como a visualização do processo de produção de ar comprimido.
Faça imediatamente uma reserva para que o problema possa ser resolvido de duas maneiras. Fundamentalmente, eles não diferem um do outro de forma alguma, a questão está apenas no componente estético e prático. Então, precisamos:
1.1 A primeira opção implica a presença do próprio Raspberry Pi 2/3/4, bem como a presença de um conversor USB no RS485 (o chamado "apito", que pode ser adquirido no Alliexpress).
Figura 1 - Raspberry Pi 2 e conversor USB no RS4851.2 A segunda opção inclui qualquer solução pronta baseada em Raspberry, recomendada para instalações em ambientes industriais com portas RS485 integradas. Por exemplo, como na Figura 2, com base no módulo Raspberry CM3 +.
Figura 2 - dispositivo AntexGate2. Um dispositivo com Modbus para vários registros de controle;
3. PC com Windows para configurar o projeto.
Etapas do desenvolvimento:- Parte I. Instalando o Rapid SCADA no Raspberry;
- Parte II Instale o Rapid SCADA no Windows;
- Parte III Desenvolvimento do projeto e seu download no dispositivo;
- Conclusões
Parte I. Instalando o Rapid SCADA no Raspberry
1. Preencha o
formulário no site do Rapid Scada para receber o pacote de distribuição e baixar a versão mais recente do Linux.
2. Descompacte os arquivos baixados e copie a pasta “scada” para o diretório
/ opt do dispositivo.
3. Colocamos três scripts da pasta daemons no diretório
/etc/init.d4. Damos acesso total a três pastas de aplicativos:
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. Tornamos os scripts executáveis:
sudo chmod +x /opt/scada/make_executable.sh sudo /opt/scada/make_executable.sh
⠀6. Adicionar repositório:
sudo apt install apt-transport-https dirmngr gnupg ca-certificates sudo apt-key adv --keyserver hkp:
⠀ 7. Instale o Mono .NET Framework:
sudo apt-get install mono-complete
⠀8. Instale o servidor HTTP Apache:
sudo apt-get install apache2
⠀ 9. Instale módulos adicionais:
sudo apt-get install libapache2-mod-mono mono-apache-server4
⠀ 10. Crie um link para o aplicativo Web:
sudo ln -s /opt/scada/ScadaWeb /var/www/html/scada
⠀11. No arquivo baixado da pasta “apache”, copie o arquivo
scada.conf para o diretório
/ etc / apache2 / sites-available sudo a2ensite scada.conf
⠀ 12. Seguimos esse caminho
sudo nano /etc/apache2/apache2.conf e adicionamos o seguinte ao final do arquivo:
<Directory /var/www/html/scada/> <FilesMatch "\.(xml|log|bak)$"> Require all denied </FilesMatch> </Directory>
⠀ 13. Executamos o script:
sudo /opt/scada/svc_install.sh
⠀14. Reinicie a framboesa:
sudo reboot
⠀15. Abra o site:
http:
⠀ 16. Na janela que se abre, digite o login
"admin" e a senha
"12345" .
Parte II Instale o Rapid SCADA no Windows
É necessário instalar o Rapid SCADA no Windows para configurar o Raspberry e o projeto. Em teoria, você pode fazer isso no próprio framboesa, mas no suporte técnico fomos aconselhados a usar o ambiente de desenvolvimento no Windows, pois aqui ele funciona mais corretamente do que no Linux.
Então, vamos começar:
- Atualizamos o Microsoft .NET Framework para a versão mais recente;
- Faça o download do kit de distribuição do Rapid SCADA para Windows e instale-o offline;
- Inicie o aplicativo Administrator. Nele, desenvolveremos o próprio projeto.
Ao desenvolver, você precisa prestar atenção a alguns pontos:
1. A numeração de registros neste sistema SCADA começa em 1 endereço, portanto tivemos que aumentar a numeração de nossos registros em um. No nosso caso, é: 512 + 1 e assim por diante:
Figura 3 - Numeração de registros no Rapid SCADA (a imagem é clicável)2. Para reconfigurar diretórios e implantar corretamente o projeto no sistema operacional Linux, vá em "Servidor" -> "Configurações gerais" nas configurações e clique no botão "Para Linux":
Figura 4 - Migrando diretórios no Rapid SCADA (a imagem é clicável)3. Definimos a porta de polling para o Modbus RTU da maneira que é definida no sistema Linux do dispositivo. No nosso caso, este é
/ dev / ttyUSB0Figura 5 - Migrando diretórios no Rapid SCADA (a imagem é clicável)Se você tiver alguma dúvida, todas as instruções de instalação adicionais podem ser obtidas no
site da empresa ou no
canal do youtube .
Parte III Desenvolvimento do projeto e seu download no dispositivo
O desenvolvimento e a visualização do projeto são criados diretamente no próprio navegador. Isso não é familiar após os sistemas SCADA de desktop, mas é o local ideal.
Separadamente, gostaria de observar um conjunto limitado de elementos de visualização (Figura 6). Dos componentes internos, há um LED, um botão, uma chave seletora, um link e um ponteiro. No entanto, uma grande vantagem é que este sistema SCADA suporta imagens e textos dinâmicos. Com um conhecimento mínimo dos editores gráficos (Corel, Adobe Photoshop etc.), você pode criar suas próprias bibliotecas de imagens, elementos e texturas, e o suporte a elementos GIF permitirá adicionar animação à visualização do processo.
Figura 6 - Ferramentas esquemáticas do editor no Rapid SCADANo âmbito deste artigo, não havia nenhum objetivo de descrever passo a passo o processo de criação gráfica de um projeto no Rapid SCADA. Portanto, não vamos nos aprofundar neste ponto em detalhes. No ambiente do desenvolvedor, nosso projeto simples "Sistema de suprimento de ar comprimido" de uma estação de compressor é o seguinte (Figura 7):
Figura 7 - Editor de esquema no Rapid SCADA (a imagem é clicável)Em seguida, preencha nosso projeto no dispositivo. Para fazer isso, especifique o endereço IP do dispositivo para transferir o projeto não para o host local, mas para o nosso computador incorporado:
Figura 8 - Download do projeto para o dispositivo no Rapid SCADA (a imagem é clicável)Como resultado, obtivemos algo semelhante (Figura 9). No lado esquerdo da tela, existem LEDs refletindo o status de todo o sistema (compressor), bem como o status das válvulas (abertas ou fechadas) e na parte central da tela - visualização do processo com a capacidade de controlar dispositivos através de chaves de alternância. Quando você abre uma ou outra válvula, a cor muda de cinza para verde, tanto a própria válvula quanto a rodovia correspondente.
Figura 9 - O design da estação do compressor (a animação GIF é clicável)Aqui você pode baixar o arquivo deste projeto para revisão.
A Figura 10 mostra como é, no geral, o que temos.
Figura 10 - Sistema SCADA no RaspberryConclusões
O surgimento de poderosos computadores industriais embarcados permite expandir e complementar a funcionalidade dos controladores lógicos programáveis. Instalar sistemas SCADA semelhantes neles pode cobrir as tarefas de uma pequena produção ou de um processo tecnológico. Para tarefas maiores com um grande número de usuários ou um requisito de segurança aumentado, você provavelmente precisará instalar servidores completos, gabinetes de automação e CLPs familiares. No entanto, para pontos de automação média e pequena, como pequenos edifícios industriais, caldeiras, casas de bombas ou residências inteligentes - essa solução parece apropriada. De acordo com nossos cálculos, esses dispositivos são adequados para tarefas de até 500 pontos de entrada e saída de dados.
Se você tem experiência em desenho em vários editores gráficos e não está confuso com o fato de precisar criar elementos de telas gráficas, a opção com o Rapid SCADA para Raspberry é ótima. Sua funcionalidade como uma solução pronta é um pouco limitada, pois é de código aberto, no entanto, também permite cobrir as tarefas de um pequeno edifício industrial. Portanto, se você preparar modelos de visualização para si mesmo, é bem possível usar esta solução para integrar, se não todos, parte de seus projetos.
Assim, para entender o quão útil essa solução no Raspberry pode ser para você e quanto seus projetos são substituídos pelos sistemas SCADA de código aberto no Linux, surge uma pergunta razoável: quais sistemas SCADA você usa com mais frequência?