1 Wprowadzenie do systemu SCADA Vijeo Citect

Transkrypt

1 Opis systemu SCADA

2 1 Wprowadzenie do systemu SCADA Vijeo Citect Ten dokument przedstawia elementy systemy SCADA Vijeo Citect. W kolejnych częściach opracowania zostaną podane informację na temat funkcjonalności w poszczególnych kategoriach: Urządzenia we/wy Drivery komunikacyjne Aplikacja SCADA Architektura Klient/Server Sieci komunikacyjne Redundancja Bezpieczeństwo Licencjonowanie Rev: D Strona 2 z 34

3 2 Urządzenia we/wy Urządzenia we/wy to elementy systemu automatyki pozwalające na komunikację pomiędzy oprogramowaniem nadzorczym a osprzętem (takim jak np. czujniki, elementy wykonawcze). Najczęściej w roli urządzeń we/wy występują sterowniki programowalne PLC (Programmable Logic Controllers), jednakŝe Vijeo Citect wpiera takŝe szeroką gamę innych urządzeń takich jak: regulatory, czytniki kodów, analizatory, zdalne elementy systemu automatyki RTU, oraz systemy takie jak DCS. Vijeo Citect moŝe wymieniać Danae z kaŝdym systemem wykorzystującym standardowe protokoły komunikacyjne. 2.1 Komunikacja z urządzeniami we/wy Urządzenie we/wy mogą być sklasyfikowane na dwa sposoby zaleŝne od sposobu połączenia z Vijeo Citect: Lokalne urządzenia we/wy, bezpośrednio połączone z Serwerem we/wy Vijeo Citect Oddalone urządzenia we/wy, połączone pośrednio z Vijeo Citect np. (połączenie radiowe, modem telefoniczny itp.) Oba Typy mogą być skonfigurowane jako połączenie ciągłe, okresowe, zdarzeniowe Lokalne urządzenia we/wy W systemie moŝemy wyróŝnić 3 podstawowe składniki: Komputer z oprogramowaniem Vijeo Citect (Serwer we/wy) Kanał komunikacyjny Urządzenie we/wy Aby uaktywnić komunikację Vijeo Citect z dowolnym urządzeniem we/wy konieczne jest wykorzystanie drivera komunikacyjnego dla konkretnego protokołu/urządzenia Zdalne urządzenia we/wy Vijeo Citect pozwala na definiowanie komunikacji z oddalonymi urządzeniami we/wy, w tym definiowanie typu połączenia np. dla wartości krytycznych ciągły monitoring, okresowy bądź w razie potrzeby zdarzeniowe raportowanie oddalonych urządzeń we/wy.

4 2.1.3 OPC Vijeo Citect pozwala na wykorzystanie standardu OPC w komunikacji. W tym wypadku Vijeo Citect komunikuje się bezpośrednio z serwerem OPC a ten z kolei z urządzeniem we/wy. Server OPC dla urządzenia we/wy moŝe być zainstalowane na tym samym lub innym połączonym siecią komputerze. 2.2 Wirtualne urządzenia we/wy Prócz rzeczywistych urządzeń we/wy Vijeo Citect pozwala na tworzenie wirtualnych urządzeń i definiowanie zmiennych o dowolnym typie wspieranym przez Vijeo Citect. W systemie mogą występować dwa typy urządzeń wirtualnych przechowywane w pamięci operacyjnej Memory lub na dysku twardym Disk. W zaleŝności od typu wartości zmiennych są zapamiętywane po restarcie systemu Disk lub nie Memory. 2.3 Drivery komunikacyjne W chwili obecnej w systemie Vijeo Citect dostępnych jest ponad 150 driverów komunikacyjnych. Drivery zostały podzielone na grupy skupiające drivery z podziałem na regiony jak i popularność danego typu komunikacji Grupa I Grupa II. ABCLX Allen Bradley ABTCP Allen Bradley ABRSLINX Allen Bradley MELSCNET Mitsubishi MODBUS Generic MODNET Schneider/Modicon OPC Generic S7 Siemens

5 FINS KE MICREXSX SINEC SNMPII SXDIRECT TONS UNITE Omron Allen Bradley Fuji Siemens Generic Sixnet I/O Toshiba Schneider Grupa III Zawiera pozostałe, nie zawarte w grupie I i II 3 Tworzenie aplikacji w Vijeo Citect 3.1 Projekt Vijeo Citect Projekt to elementy systemu monitoringu i sterowania Vijeo Citect takie jak: ekrany synoptyczne, obiekty itp. Te elementy przechowywane są w róŝnego typu plikach np. graficznych, konfiguracyjnych, bazach danych itd Ekrany synoptyczne Ekrany synoptyczne to grafika wyświetlana na ekranie komputera, zazwyczaj zawierająca zobrazowanie systemu automatyki w raz z informacjami o bieŝących parametrach procesu Bazy danych Bazy danych zawierają informacje o systemie automatyki wykorzystywane w trybie pracy systemu SCADA (runtime). Niektóre bazy danych są połączone z obiektami graficznymi z ekranów synoptycznych Języki skryptowe Cicode i VBA Język Cicode i/lub VBA jest wykorzystywany, jeŝeli zachodzi potrzeba rozszerzenia funkcjonalności systemu SCADA. 3.2 Typowy system SCADA Vijeo Citect: System SCADA Vijeo Citect to seria ekranów synoptycznych wyświetlanych na ekranie komputera, stworzonych na potrzeby konkretnego procesu/aplikacji. System Vijeo Citect pozwala na stworzenie prostej i intuicyjnej dla operatora nawigacji pozwalającej sprawnie nadzorować prowadzony proces. Dobrą praktyką jest stworzenie przejrzystych ekranów pozwalających szybko odczytać wszystkie niezbędne informacje o procesie. Liczne elementy gotowe pozwalają przyspieszyć proces tworzenia wizualizacji. 4 Vijeo Citect architektura Klient/Server KaŜdy komputer w systemie Vijeo Citect moŝe wyświetlać/obsługiwać aplikację kliencką (display klient), nawet, jeśli skonfigurowany jest jako serwer. W systemie Vijeo Citect klienci nie wymieniają bezpośrednio Ŝadnych danych z urządzeniami we/wy, wymiana danych następuje tylko z serwerami. KaŜdy węzeł systemu mona podgladać jak klienta, ale takŝe jako potencjalny serwer takich informacji jak alarmy, trendy, raporty. Dodatkowo istnieje moŝliwość, aby węzeł był

6 serwerem we/wy, mógł wykonywać zadania (event Server) oraz pełnić rolę serwera czasu (time server) 4.1 Co nazywamy klientem? Klient to komputer, który ma dostęp poprzez współdzieloną sieć do zasobów dostarczanych przez inny komputer zwany serwerem. Dzięki architekturze klient serwer Vijeo Citetc moŝe zarządzać zadaniami w celi osiągnięcia najwyŝszej wydajności załego systemu SCADA. 4.2 Typy klientów Vijeo Citect Display Client Display Client to interfejs między systemem SCADA a operatorem. JeŜeli Vijeo Citect pracuje w sieci standardowo wszystkie komputery to klienci typu Display Clients Manager Client Klient pozwalający na dostęp do pełnych zasobów systemu, ale bez moŝliwości strowania (tylko podgląd). Dostępna specjalna licencja dla klientów typu Manager Clients Internet Clients Klient pozwalający na dostęp do zasobów systemu Vijeo Citect poprzez sieć Internet z dowolnego miejsca. Web Client pozwala na dostęp do systemu w sposób zbliŝony do klient Display Client. 4.3 Co to jest serwer? Serwer to komputer w lokalnej sieci przetwarzający zadania i udostępniający dane innym komputerom (klientom) Serwery Vijeo Citect KaŜdy komputer wymieniający dane z urządzeniem/ami we/wy i udostępniający te dane klientom nazywany jest Vijeo Citect I/O Server. W systemie Vijeo Citect moŝna wyróŝnić ponadto dedykowane serwery przetwarzające specyficzne funkcjie takie jak: alarmy, raporty, trendy. W małych systemach wszystkie serwery pracują na jednym komputerze, przypadku duŝych systemów kaŝdy serwer moŝe pracować na dedykowanym komputerze oraz dodatkowo moŝe być skonfigurowany jako serwer redundantny. Od wersji 6.1 Vijeo Citect wspiera systemy wieloprocesorowe dla zwiększenia wydajności. 4.4 Typy Serwerów I/O Server komunikacja i wymiana danych z urządzeniami we/wy i klientami

7 Alarms Server monitoring stanów alarmowych i zarządzanie alarmami na klientach Trends Server logowanie danych niezbędnych do prezentacji stanów historycznych systemu Reports Server generowanie i zarządzanie raportami Event Server serwer musi pracować, aby obsługiwane były zdefiniowane zdarzenia Time Server synchronizacja czasu na serwerach i klientach Vijeo Citect Internet Server niezbędny dla klientów internetowych Microsoft Internet Information Service (IIS) or Apache Tomcat WebServer 5 Funkcjonalność Sieciowa Wykorzystanie sieci pozwala przede wszystkim na: Rozdzielenie zadań/klientów w duŝych systemach Zbudowanie systemów redundatnych 5.1 Typy protokołów sieciowych LAN wspieranych przezvijeo Citect NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP, itp. 5.2 Skalowalność Skalowalność pozwala na rozbudowę systemu od pojedynczego komputera przez małą sieć do duŝych systemów sieciowych w miarę wzrostu potrzeb systemu automatyki/scada bez potrzeby wymiany istniejącego sprzętu/oprogramowania. 5.3 Przykłady architektury systemu SCADA Mała aplikacja

8 5.3.2 Rozbudowa aplikacji Przykład dodania nowych niezaleŝnych serwerów Rozbudowa z wykorzystaniem sieci LAN

9 5.3.4 Rozbudowa o kolejne węzły

10 5.3.5 Przykład rozbudowanej aplikacji

11 6 Redundancja Architektura systemu Vijeo Citect pozwala na dodanie redundancji bez potrzeby dokonywania zmian w projekcie. Redundancja moŝe być zaimplementowana dla kaŝdego elementu systemu, dla poszczególnych serwerów, klientów itd. 6.1 Przykład redundantnego serwera we/wy 6.2 Redundancja komunikacji z urządzeniami we/wy

12 6.3 Redundancja dla serwerów alarmów, raportów i trendów.

13 6.4 Redundancji lokalnej sieci LAN

14

15 6.5 Redundancja zmiennych W systemie Vijeo Citect w przypadku pracy redundantnej po jakiejkolwiek awarii wszelkie informacje na urządzeniu primary i standby są synchronizowane w celu zachowania ciągłości danych. 7 Bezpieczeństwo 7.1 Bezpieczeństwo na poziomie projektu (ekrany, alarmy, objekty itd.) Dostęp do kaŝdego elementu systemu SCADA Vijeo Citect moŝe być dozwolony dla zdefiniowanego poziomu dostępu. Istnieje moŝliwość zdefiniowania hasła dla kaŝdego operatora bądź grupy operatorów, które musi być wprowadzone zanim operator rozpocznie korzystanie z systemu Zarządzanie uŝytkownikami Istnieje moŝliwość dodawania nowych uŝytkowników dla zdefiniowanego typu uŝytkowników zawierającej określone przywileje i ograniczenia w trakcie pracy systemu Definiowanie praw uŝytkowników Vijeo Citect pozwala zdefiniować osiem róŝnych praw dla uŝytkowników Definicja obszarów ochrony Dla duŝych aplikacji istnieje moŝliwość zdefiniowania obszarów ochrony dla dowolnych elementów aplikacji, poprzez podział na obszary logiczne bądź geograficzne.

16 8 Licencjonowanie Licencje w systemie SCADA Vijeo Citect oparte są na liczbie zmiennych wymienianych z urządzeniami we/wy wykorzystywanych w trakcie pracy aplikacji. Licencja jest zapisana na sprzętowym kluczu USB lub LPT. Licencje Vijeo Citect mogą być dostarczane jako licencje pojedyncze bądź pływające. Liczba punktów musi zostać zdefiniowania podczas zamawiania klucza licencyjnego. Liczba punktów zaleŝna jest od ilości zmiennych czytanych z urządzeń we/wy. W licencje Vijeo Citect wchodzą zmienne statyczne i dynamiczne. Zmienne statyczne to zmienne połączone z fizycznymi we/wy zewnętrznych urządzeń wykryte w trakcie kompilacji jako wykorzystane w projekcie na ekranach synoptycznych w trendach, alarmach, skryptach itd. Zmienne dynamiczne to zmienne połączone z fizycznymi we/wy zewnętrznych urządzeń, niewykorzystane jawnie w projekcie, ale uŝywane w obiektach dynamicznych takich jak Super Genies, wykorzystywane poprzez CTAPI lub OPC serwer Vijeo Citect OPC Server oraz w funkcji Tagxxx() języka Cicode. Całkowita licza punktów to liczba punktów statycznych znalezionych w trakcie kompilacji oraz liczba punktów dynamicznych, do których uzyskiwany jest dostęp w trakcie pracy systemu (w trybie runtime) 8.1 Licencja pojedyncza KaŜdy komputer zawiera klucz sprzętowy wraz z licencją. 8.2 Licencja pływająca Licencja pływająca pozwala na współdzielenie i wymianę informacji o licencji zainstalowanej na pojedynczym komputerze poprzez sieć LAN, WAN, itp. Zwykle licencja pływająca jest zainstalowana na jednym z serwerów Vijeo Citect. Na kaŝdym serwerze moŝe być zainstalowanych do 254 licencji pływających. Klient w trakcie startu wyszukuje i pobiera dostępne wolne licencje poprzez sieć. 8.3 Licencje Manager Client Licencje pozwalające niskim kosztem na podgląd systemu. Mogą być pojedyncze jak i pływające. 8.4 Licencje Web Client Licencje pozwalające na dostęp zdalny poprzez Internet.

17 8.5 Vijeo Citect przykłady licencji Operator Station: Stacja z pojedynczą licencją gwarantująca ciągły dostęp licencji dla tego komputera. Office Users i Remote User 2: Stacje, na których system SCADA wykorzystywany jest w razie potrzeby. W przykładzie dostępna jest tylko jedna licencja pływająca na serwerze a więc tylko jeden z komputerów będzie miał dostęp do serwera w tym samym czasie. Citect Server: Stacja zawsze dostępna z jedną licencją oraz moŝliwością zainstalowania do 254 licencji pływających. Remote User 1: Stacja utrzymania ruchu wykorzystywana okazjonalnie, ale, jako Ŝe dostęp musi być ciągle zagwarantowany posiadająca licencję pojedynczą.