Asas Perkakasan dan Perisian untuk Sistem SCADA Anda Perlu Tahu Mengenai

Asas Perkakasan Komputer (Mungkin 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Apakah yang boleh dilakukan oleh sistem SCADA?

Seperti yang diketahui, sistem SCADA dapat mengukur dan memantau parameter dan pembolehubah yang berbeza, seperti: tahap cecair, jumlah gas, kadar aliran volumetrik, jisim cecair dan gas, tekanan, suhu, kelembapan, kelikatan, kedudukan dan bergerak, dll.

Asas Perkakasan dan Perisian untuk Sistem SCADA Anda Perlu Tahu Mengenai

Untuk ini, sesetengah isyarat mesti diperoleh berdasarkan sensor dan transduser yang sesuai dari peranti elektrik dan elektronik yang berbeza, sebelum diproses dan dianalisis oleh sistem SCADA. Data ini boleh digunakan untuk penyeliaan proses jauh.

Untuk ini, data diproses dan dianalisis untuk menghasilkan laporan yang akan dihantar untuk mengawal parameter proses dalam had tertentu.

Aplikasi SCADA mempunyai dua tahap asas:

  1. Tahap pelanggan, yang akan dilakukan interaksi manusia-mesin;
  2. Tahap pelayan data yang akan mengawal keseluruhan proses.

Oleh itu, pelayan data menghantar data ini ke tahap pelanggan melalui peralatan jauh seperti PLC (disambungkan ke pelayan pangkalan data sama ada secara langsung atau melalui rangkaian komunikasi, menggunakan pelbagai protokol komunikasi).

Protokol yang dibangunkan boleh menjadi milik sebuah syarikat (misalnya Siemens H1) atau jenis terbuka (Modbus, Profibus dan lain-lain). Pelayan pangkalan data boleh disambungkan sepenuhnya ke satu sama lain dan juga ke stesen pelanggan melalui rangkaian Local Area Network (LAN) berdasarkan teknologi Ethernet.

Sistem SCADA mungkin agak sederhana atau sangat rumit, bergantung kepada dimensi dan kerumitan proses yang dipantau. Sistem ini beroperasi dalam masa nyata menggunakan sistem pangkalan data bernama Real Time Data Base (RTDB), yang boleh didapati di salah satu pelayan.

Senibina Perkakasan

Pelayan bertanggungjawab untuk pengambilalihan dan pengurusan data untuk satu set parameter. Adalah mungkin untuk mempunyai pelayan berdedikasi untuk tugas-tugas tertentu (contohnya, jika objektifnya adalah untuk membangunkan pelayan proses), pelayan yang menangani pengendalian penggera, atau pelayan fail.

Pelayan SCADA akan disambungkan secara langsung ke PLC melalui Open Platform Communications (OPC) atau RTU, yang mengumpul dan menyatukan data dari dan dari PLC-uri (Rajah 1). SCADA mengambil permintaan data daripada peralatan bacaan petunjuk dan keadaan peralatan.

OPC dan RTU berfungsi sebagai concentrator data . Data tersebut disusun menggunakan antara muka manusia-mesin (HMI) dalam format mudah untuk pengendali untuk dapat mengambil keputusan yang akan mengoptimumkan komunikasi antara peralatan.

Rajah 1 - Perkakasan SCADA

RTU melakukan perkara berikut:

  1. Sambungan dengan peralatan yang diawasi;
  2. Membaca status peralatan (seperti kedudukan terbuka / tertutup injap atau relay);
  3. Pengambilalihan isyarat yang diukur, seperti tekanan, aliran, voltan atau semasa;
  4. Kawalan peralatan dengan menghantar isyarat arahan, seperti penutupan injap atau relay atau menetapkan kelajuan pam;
  5. Membaca isyarat digital atau analog, dan menghantar arahan menggunakan kedua-duanya
    isyarat digital atau analog.

PLC mengandungi mikropemproses yang digunakan untuk proses automatisasi proses. Sebuah PLC disediakan dengan input / output sensor dan geganti. PLC kurang mahal mengubah sistem lama yang menggunakan puluhan atau ratusan relay dan pemasa. PLC diprogramkan menggunakan bahasa pengaturcaraan berstruktur dan operasi logik asas.

Istilah " Stesen Penyeliaan " merujuk kepada pelayan dan perisian yang bertanggungjawab untuk komunikasi dengan peralatan (RTU, PLC, dan lain-lain) dan perisian HMI yang dijalankan di stesen induk di bilik kawalan atau di tempat lain.

Stesen induk boleh terdiri daripada satu PC dalam sistem SCADA kecil. Dalam sistem SCADA yang besar, stesen tuan boleh merangkumi pelbagai pelayan, aplikasi perisian yang diedarkan, dan strategi pemulihan bencana.

Untuk meningkatkan integriti sistem, pelbagai pelayan akan sering dikonfigurasikan dalam topologi dual-redundant atau hot-standby, menyediakan kawalan dan pemantauan walaupun berlaku kegagalan pelayan .

Kembali ke kandungan ↑

Senibina Perisian

Aplikasi SCADA dilaksanakan berdasarkan senibina perisian (Rajah 2 di bawah). Seni bina perisian SCADA mempunyai sekurang-kurangnya dua komponen:

  1. Permohonan pelayan SCADA;
  2. Permohonan klien SCADA;

Rajah 2 - Seni bina perisian SCADA

Rajah 3 - Sistem SCADA

Pelayan SCADA dan pelanggan SCADA

Aplikasi pelayan SCADA adalah multi-tasking yang bertanggungjawab untuk menyimpan aplikasi klien SCADA dalam pangkalan data . Aplikasi klien SCADA menerima data melalui port bersiri menggunakan protokol RS232 dan MODBUS RTU.

Dalam banyak kes, aplikasi SCADA akan ditangani dan dikeluarkan pengguna yang tidak mempunyai sambungan Internet. Dalam kes ini, perlu komponen perisian baru pada pelayan Web. Pelayan web digunakan untuk menjana laman web dinamik, yang dibekalkan kepada pelanggan.

Pelanggan SCADA Web boleh memanfaatkan akses masa nyata (dengan cara yang serupa dengan pelanggan SCADA biasa) ke senarai parameter, senarai peristiwa dan senarai penggera melalui pelayar mudah.

Tetapi, klien SCADA Web tidak menerima tahap yang sama antara muka pengguna grafik dan mempunyai ciri HMI yang sama sebagai pelanggan SCADA biasa. Pelanggan SCADA biasa terbiasa menjalankan aplikasi khusus berbanding dengan klien SCADA Web yang melihat halaman Web yang disediakan oleh pelayan SCADA Web.

Untuk mengurangkan perbezaan antara pelanggan SCADA dan pelanggan Web SCADA yang biasa, beberapa pemacu, perkhidmatan dan instrumen maya dilaksanakan di HMI. Perisian visualisasi yang digunakan untuk pemantauan dan kawalan proses industri disebut "perisian" HMI atau "perisian SCADA".

HMI kerana ia dipanggil secara generik, bermakna mana-mana suis, antaramuka yang mana anda boleh mengawal peranti. Istilah "automasi" merujuk kepada antara muka grafik yang dilaksanakan melalui interaksi dengan tetikus dan / atau papan kekunci atau dengan sentuhan.

HMI / SCADA muncul sebagai terminal khusus untuk pengguna dari sistem yang dilaksanakan dengan unit PLC. Sebuah PLC diprogram untuk mengawal proses secara automatik. Kerana unit PLC diedarkan dalam sistem yang besar, data dari PLC disimpan dan kemudian dihantar. HMI / SCADA mempunyai peranan untuk mengumpul dan menggabungkan data dari PLC menggunakan protokol tertentu.

Perisian HMI boleh disambungkan ke pangkalan data supaya: untuk memenuhi carta dan rajah dalam masa nyata:

  • Untuk menganalisis data PLC;
  • Untuk merawat penyelenggaraan yang dirancang;
  • Untuk menggerudi skim untuk sensor atau mesin tertentu;
  • Untuk menggunakan kaedah penyelesaian masalah sistem.

Rajah 4 - Sistem pengurusan tenaga SCADA

Protokol SCADA asas adalah MODBUS, yang direka untuk menghantar data ke stesen induk walaupun tuan menanyai stesen RTU. MODBUS didasarkan pada seni bina tuan-hamba yang juga dikenali sebagai seni bina pelanggan-pelayan.

Protokol ini direka untuk digunakan oleh Modicon dalam PLC sendiri. Sekarang, ia menjadi standard komunikasi untuk industri dan kini paling banyak digunakan untuk menyambung semua peranti perindustrian. Protokol ini mengandungi sambungan untuk mengendalikan Protokol Kawalan Penghantaran (TCP / IP).

Dalam amalan, adalah dicadangkan untuk mengelakkan keselamatan sambungan Internet untuk mengurangkan risiko serangan siber .

Protokol ini mempunyai ciri-ciri berikut:

  1. Ia merupakan protokol terbuka dengan dokumentasi yang tersedia;
  2. Ia boleh dilaksanakan dengan cepat (dalam beberapa hari, bukan bulan);
  3. Ia berfungsi dengan bit dan bait, jadi tiada keperluan khusus mengenai pelaksanaan.

MODBUS membolehkan pengurusan peranti rangkaian, yang memberikan ciri-ciri baru kepada sistem SCADA yang berkaitan dengan fleksibiliti, kebolehpercayaan dan keselamatan yang beroperasi pada prestasi tinggi.

Kembali ke kandungan ↑

Rujukan // Aplikasi SCADA untuk Sistem Kuasa Elektrik oleh Naser Mahdavi Tabatabaei, Ali Jafari Aghbolaghi

Panduan elektrik & artikel berkaitan

CARI: Artikel, perisian & panduan