سیستم scada

سیستمهای SCADA بر روی سیستم عاملهای DOS،VMSو UNIXقابل اجرا هستند در سالهای اخیر همه سیستم های SCADAبه سمت سیستم عامل NT و بعضی هم بسمت Linuxگرایش پیدا کرده اند.

2-6 معماری SCADA

این بخش ویژگیهای مشترک در تمام سیستمهای SCADAرابیان می کند.

1-2-6 معماری سخت افزار : دو لایه اصلی در سیستم SCADAعبارتند از:Client Layer که یک تقابل بین انسان و ماشین فراهم می کندو Data Server Layerکه اغلب داده های پروسه های کنترل را اداره می کند.

Data Serverبا تجهیزات میدان (Field) ارتباط برقرار می کنندوکنترلرهای پروسه و PLCمستقیما و یا از طریق شبکه ها یا فیلد باسها ی اختصاصی (siemens H1) و یا غیر اختصاصی (Profibus) به آن متصل می شوند.Data Serverها یا به یکدیگر یا از طریق شبکه اترنت (Ethernet LAN) به ایستگاهای Clientمتصل می شوند.شکل 1-2 نوعی از معماری سخت افزار را نشان می دهد.

Figure 2-1

2-2-6 معماری نرم افزاری : نرم افزار های سیستم SCADA بر پایه تکنولوژیهای Multitasking و Real Time استوار شده است وسیستم بانک اطلاعاتی آن نیز RTDB(Real-Time Data Bus)،نام دارد که برروی یک یا چند Server همزمان پیاده سازی و اجرا می شودServer سیستم وظیفه پاسخگویی به اعمال مشخص مانند: polling controllers،alarm checking،calculation،logging and archiving) را بر عهده دارند.

3-6 ارتباطات ارتباطات داخلی

ارتباط Server-Client و Server Server بر پایه  event-drivenاست و از پرو تکل TCP/IPاستفاده می کنند.

دستیابی به تجهیزات : ارتباط بین field و client از طریق روشهای polling انجام می شود. بدین ترتیب که Data Server پارامتر مورد نظر خود را از کنترلر در خواست کرده وآنرا می خواند، کنترلر نیز در این زمان پارامتر مورد نظر را به Server ،Pass می کند.سرعت polling برای پارامترهای مختلف، متفاوت است.سیستم SCADA برای اغلب PLCهای مشترک درایور های ارتباطی فراهم می کند و در بسیاری موارد از FieldbusesوModbus استفاده می شود.

از سه نوع Fieldbuses متداول از Profibusو Worldbusپشتیبانی می شود امادر بسیاری موارداز CANbus پشتیبانی نمی شود.یک Data serverمی تواند از چندین پروتکل ارتباطاتی پشتیبانی کندواسلاتهایی برای اضافه کردن کارتهای واسط دارد.

4-6 واسط ها (Interfacing)

نرم افزار سیستم SCADA واسط های زیررا برای ارتباط با کاربرفراهم می آورد:

• یک واسط Open Data Base Connectivity(ODBC) برای داده در Logs/Archive ، اما پیکر بندی بانک اطلاعاتی را انجام نمی دهد

• یک ASCIIآسان برای پیکربندی داده ها

• یک کتابخانه APIs که از زبانهای C،C++وویژوال بیسیک (VB)برای دستیابی به اطلاعات در RTDB،logs/archive پشتیبانی می کند.API اغلب دستیابی به مشخصه های داخلی SCADAمانند اداره الارم ، گزارشگیری و غیره را فراهم نمی کند. PC سیستم APACS پشتیبانی از استاندارد های ماکروسافت مانند DDE (Dynamic Data Exchange) که اجازه رویت اطلاعات در صفحه گسترده EXCEL،DDL(Dynamic Link Library)و Embedding) OLE(Object Link and فراهم می کند.

Scabality (قابلیت گسترش) : Scabality به معنی امکان گسترش سیستم کنترل مبنی بر SCADAدر موقع لزوم با اضافه کردن سرور های ویژه ، ایستگاههای Clientو تعداد متغیرهای نرم افزاری و سخت افزاری تحت کنترل است.SCADAبوسیله داشتن چندین Data Server متصل به چند کنترلر به Scabality دست می یابد.هر Data Serverپیکربندی بانک اطلاعاتی و RTDB مخصوص به خود داردو عهده دار اداره یک sub-setاز متغیرهای پروسه است (اداره الارم ها و بایگانی داده ها)

5-6 Redundancy : مرکز کنترل SCADA ، به لحاظ اهمیت فرایند تحت کنترل ، بصورت Redundant پیاده سازی می گردد. بدین صورت که جهت افزایش تحمل پذیری سیستم ، به ازای هر جزء یا برخی از اجزای کلیدی ، اعم از سخت افزار یا نرم افزار، یک یا چند جزء Stand by اضافه می گردد و در صورت بروز خطا در جزء اصلی، قسمت Stand by ، ادامه فعالیت را به عهده می گیرد سیستمهای Stand by به سه دسته تقسیم می شوند:

Cold Standby

Warm Standby

Hot Standby

به عبارت دیگر در صورت بروز برخی حوادث نا خواسته ، کار سیستم ، مختل نمی گردد. بلکه با درجه کمتری از کارایی(Graceful Degradation) استفاده می شود.

MMI:SCADA معمولا انواع مختلفی از صفحات نمایش مانند نمودارهای های خطی – ستونی ویا لیستهای مرتبط با متغیرها را در اختیار کاربر قرار می دهد. نوع دیگری از این صفحات نمایش نوع گرافیکی است که توسط ابزار های گرافیکی نرم افزاری در محیط های خاصی تولید شده و به متغیر های تحت کنترل متصل می شوند که در نتیجه می توان تغییرات هر یک از پارامترهای اندازه گیری شده توسط ابزارها موجود در field را که باعث تغییرات متغیرهای نرم افزاری در RTDB می شوند بصورت on-line تحت یک شکل گرافیکی دید.

Alarm Handing: هر اتفاقی که باعث تغییر وضعیت یکی از اجزا تحت کنترل گردد یک رویداد نامیده می شود رویدادهایی که نیاز به اعلام به اپراتور و عکس العمل وی را داشته باشد آلارم نامیده می شود. آلارم علاوه بر ثبت در فایل ، منجر به ایجاد فعالیتهای دیگر نظیر چاپ بر روی چاپگر ، ایجاد آژیر صوتی و چشمک زدن شی مورد نظر و... می گردد.

Alarm handing اعمال مربوط به درک وضعیت اضطراری و تولید سیگنال آلارم را برعهده داردکه در یک Data Server انجام می گیرد.

آلارمها از نظر منطقی بصورت متمرکز اداره می شوند، اطلاعات فقط در یک محل وجود دارند و همه کاربران وضعیت های مشابه می بینند، و چندین آلارم بر اساس سطوح اولویت و اهمیت پشتیبانی می شوند.

 : Logging/Archiving

Logging/Archiving به جمع آوری اطلاعات مربوط به سطوح دسترسی کاربران در زمانهای مشخص به منابع سیستم می پردازند و این اطلاعات را به شکل یک فایل Archive نگهداری می کنند.ثبت رویداد ها می تواند به عنوان ذخیره میان مدت داده روی دیسک صورت گیرد در حالیکه نگهداری و بایگانی اطلاعات در بلند مدت روی دیسک ذخیره می شود.

ایجاد گزارش

SCADAبا استفاده از SQLگزارشهایی را برای Archive،RTDBیا Logsفراهم می کند.با وجود اینکه درج جدولهای ‌EXCELدر گزارش ا مکانپذیر است اما قابلیت “cut and paste” بطور کلی فراهم نشده است. امکانات موجودقادر به ایجاد ،چاپ و آرشیو (بایگانی) گزارش ها به طور اتوماتیک هستند.