Evaluation of ethernet-serial protocol converter for SCADA systems using raspberry Pi

Internet of Effects ağ topolojisi, mevcut teknolojinin gelişmiş bir şeklidir. Bu ağ, sensör ağları ve karar verme devrelerinin bir karışımıdır. Mevcut teknolojilerden farklı olarak, dünyanın her yerinden aygıtlar üzerinde kontrol sahibi olabiliriz. Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama (SCADA) sistemleri, endüstriyel sistemlerin verimliliğini arttırmada bu sistemlerin kullanılmasının yararlarına göre, endüstriyel sistemler için çok önemlidir. Ancak, bu sistemlerin yüksek maliyeti ve karmaşık kurulumuna göre, bir sistemin yıllarca kullanılabileceği uzun ömür için tasarlanmıştır. Dahası, Uzak Terminal Birimleri (RTU'lar) önemli ölçüde daha ucuzdur ve organizasyon büyüdükçe endüstriyel bir kuruluşa eklenebilir. Bu nedenle, modern RTU'lar nispeten eski SCADA sistemlerinde kullanılmaktadır. Bilgisayar ağlarının kullanılabilirliğindeki son büyüme, orijinal seri tabanlı iletişim protokolleri yerine, RTU'larda Ethernet tabanlı protokollerin uygulanmasını teşvik etmiştir. Bu güncelleme, modern RTU'larla iletişim kurabilmek için SCADA donanım ve yazılımında pahalı yükseltme gerektirir. Bu nedenle, bu çalışmada, tek kartlı bir bilgisayar olan Raspberry Pi kullanılarak bir protokol dönüştürme yöntemi önerilmiştir. Çalışmada iki yaklaşım değerlendirilmiştir. İlk yaklaşımda, Raspberry Pi, SCADA sunucusu olarak görev yapar ve RTU'larla iletişim kurar ve tüm verileri yerel olarak tamponlar, böylece SCADA tarafından istenen veriler derhal iletilir. İkinci yaklaşımda, Raspberry Pi, SCADA ile RTU arasında paylaşılan mesajların sadece bir protokolden diğerine dönüştürüldüğü bir tercüman olarak hareket eder. SCADA'nın bakış açısından en yüksek güncelleme oranına sahip olan yaklaşım teklif yöntemi için seçilecektir. Raspberry Pi, çalıştığı ortama bağlamak için çeşitli arayüzlere sahip küçük ve tek kartlı bir bilgisayardır. Bu cihazda bulunan Ethernet ve SPI arayüzleri ve farklı iletişim ortamları kullanarak farklı uygulamaları uygulamak için kullanılmıştır. Bu çalışmada, Raspberry Pi, eski SCADA sisteminin pahalı donanım ve yazılım genişletmeleri kurulmadan RTU'larla iletişim kurmasına olanak sağlayan bir protokol dönüştürücü uygulamak için kullanılacaktır. SCADA sistemlerini kullanarak, vanaları ve anahtarlara yetkisiz erişim, bir insanı döngüde tutarken daha sıkı kontrol edilebilir; yani, insan denetimi ve etkileşimi SCADA sistemlerinin bir parçasıydı ve hala da öyle. Bununla birlikte, teknolojik gelişmeler ve Raspberry Pi'nin olgunlaşması, denetleyici işlevlerin daha fazlasını modern SCADA sistemlerini oluşturan bilgisayar sistemlerine itti. Cihaz bir elektrik kırıcıysa ve SCADA operatörü elektrikli bir yardımcı olsaydı, bu anahtarı açmak Ethernet seri protokolünün dönüştürülmesi sırasında güç sistemlerini aşırı yükleyebilir.