SCADA жүйелердің архитектурасы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Шәкәрім университеті

Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар факультеті

Автоматика және есептеу техникасы кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: SCADA жүйелер

Орындаған: Әбдікәрім Ә

Топ: АУ-601

Тексерген: Секербаева А. Б.

Семей 2018

Жоспар:

Кіріспе

Негізгі міндеттері
Негізгі компоненттері
Жүйе концепциясы
SCADA жүйелердің архитектурасы
Әлсіз тұстары
SCADA-жүйелеріндегі басқару процесінің ерекшеліктері

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

SCADA (аббр. ағыл. Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерлік басқару және деректер жинау) - қазіргі уақытта дерек жинауға және өңдеуге, әзірлеуге, мониторинг немесе басқару объектісі туралы ақпараттарды көрсетуге және мұрағатта сақтауға арналған бағдарламалық пакет. SCADA АБЖ ТП, электрэнергиясын коммерциялық есепке алудың автоматтандырылған жүйесінің, экологиялық мониторинг жүйесінің, ғылыми эксперимент, ғимаратты автоматтандыру және т. б. құрамдас бөлігі болуы мүмкін. SCADA-жүйелер қазіргі уақытта технологиялық процесстерге операторлық бақылауды қамтамасыз ету қажет экономиканың барлық салаларында қолданылады. Бұл бағдарламалық қамтамасыз ету компьютерлерде орнатылады және объектпен байланысу үшін енгізу-шығару драйверлер мен OPC/DDE серверлерді қолданады. Бағдарламалық код бағдарламалау тілдерінің бірінде немесе жобалау ортасында жазылуы мүмкін.

Кейде SCADA-жүйелер өндірістік контроллерлерді бағдарламалау үшін қосымша бағдарламалық қамтамасыздандырумен жабдықталған. Мұндай SCADA-жүйелер интеграцияланған деп аталады және оларға SoftLogic термині қосылады.

SCADA термині екі анықтамаға ие. Бағдарлама деген түсінік кеңінен таралған. яғни көрсетілген функцияларды орындауды қамтамасыз ететін бағдарламалық кешен, сонымен қатар осы бағдарламалық қамтамасыздандыруды әзірлейтін құрал. Дегенмен, SCADA-жүйесі бағдарламалық-аппараттық кешен деп жиі түсіндіріледі. SCADA терминінің мұндай түсінігі телеметрия бөліміне тән.

SCADA терминінің мағынасы автоматика мен процестерді басқару технологияларын дамытумен бірге өзгерді. SCADA-жүйесін 80-жылдары қазіргі уақытта дерек жинайтын бағдарламалық-аппараттық кешен деп түсінді. 90-жалдардан бастап SCADA термині АБЖ ТП-нің адам-машиналық интерфейсінің бағдарламалық бөлігін белгілеу үшін жиі қолданылып келеді.

ÐÐ°ÑÑÐ¸Ð½ÐºÐ¸ Ð¿Ð¾ Ð·Ð°Ð¿ÑÐ¾ÑÑ SCADA/HMI DataRateâ¢

1-сурет. SCADA/HMI DataRate™ интерфейсі

1. Негізгі міндеттері

SCADA-жүйелер мынадай міндеттерді шешеді:

Драйверлер арқылы қазіргі уақыттағы «объектімен байланыс құрылғылармен» (яғни өндірістік контроллерлер мен енгізу-шығару тақталармен) деректер алмасу.
Ақпаратты нақты уақыт режимінде өңдеу.
Логикалық бақылау.
Монитор экранындағы ақпаратты ыңғайлы және оқылатын нысанда көрсету.
Техникалық ақпаратпен нақты уақыт деректер базасын жүргізу.
Апаттық дабыл және қауіпті хабарламаларды басқару.
Технологиялық процестің барысы туралы есептерді дайындау.
SCADA мен ДК арасындағы желілік өзара іс-қимылды жүзеге асыру.
Сыртқы қосымшалармен (Деректер базасын басқару жүйесі, электрондық кестелер, сөздік процессорлар және т. б. ) байланыс орнату.

Кәсіпорындарды басқару жүйесінде осындай қосымшалар көбінесе MES деңгейіне жататын қосымшалар болып табылады.

SCADA-жүйелер АБЖ ТП-ні жеке қосымшалар ретінде, сондай-ақ клиент-сервер немесе таратылған архитектуралар түрінде әзірлеуге мүмкіндік береді.

2. Негізгі компоненттері

SCADA-жүйесінде әдетте келесі ішкі жүйелер бар:

Драйверлер немесе енгізу-шығару серверлері - өнеркәсіптік контроллерлер, есептегіш, аналогты-сандық түрлендіргіш және басқа да енгізу-шығару құрылғыларымен SCADA байланысын қамтамасыз ететін бағдарламалар.

Нақты уақыттағы жүйе - басымдықтарды есепке ала отырып, берілген уақыт циклында деректерді өңдеуді қамтамасыз ететін бағдарлама.

Адам-машина интерфейс (HMI, ағыл. Human Machine Interface) - процесс барысындағы деректерді адам операторға көрсетеді, ол операторға процесті бақылауға және басқаруға мүмкіндік береді.

Логикалық бақылау жүйесі - SCADA-жүйесінде логикалық бақылаудың пайдаланушы бағдарламаларын (скрипт) орындауды қамтамасыз ететін бағдарлама. Оларды әзірлеуге арналған редакторлар жиынтығы.

Нақты уақыттағы деректер базасы - процесстің нақты уақыт режимінде сақталуын қамтамасыз ететін бағдарлама.

Дабылды басқару жүйесі - бұл технологиялық оқиғаларды автоматты түрде бақылау, оларды қалыпты, ескерту немесе төтенше жағдайлар санатына жатқызу, сондай-ақ оператор немесе компьютермен өңдеуді қаматамасыз ететін бағдарлама.

Есеп генераторы - бұл технологиялық оқиғалар бойынша пайдаланушы есептерін жасауға мүмкіндік беретін бағдарлама. Оларды жасау үшін редакторлар жиынтығы.

Сыртқы интерфейстер - SCADA және басқа қосымшалар арасында деректер алмасуға арналған стандартты интерфейстер. Әдетте OPC, DDE, ODBC, DLL, т. б.

3. Жүйе концепциясы

Әдетте, SCADA термині бақылаудың орталықтандырылған жүйелеріне және адамның қатысуымен жүзеге асырылатын жүйенің кешендерін немесе барлық жүйені басқаруға жатады. Көптеген бақылау іс-шаралары автоматты түрде АОБ (RTU) немесе БЛК (PLC) орындалады. Процессті тікелей басқару, әдетте RTU немесе PLC қамтамасыз етіледі, ал SCADA жұмыс режимдерін басқарады. Мысалы, PLC өндірістік процестің ішкі бөлігіндегі салқындату су ағынын басқара алады, ал SCADA жүйесі операторларға сұйықтық ағынының бағытын өзгертуге, белгілі бір сыйымдылықты толтыруға, сондай-ақ ағынды жоғалту және жоғары температура сияқты дабылдарды қадағалауға мүмкіндік береді. Кері байланыс бақылау циклі RTU немесе PLC арқылы өтеді, осы уақытта SCADA жүйесі циклдің толық орындалуын бақылайды.

Деректер жинау RTU немесе PLC деңгейінде басталады және есептегіш көрсеткіштерін қосады. Сосын деректер жиналады және диспетчерлік оператор HMI көмегімен басқаратын шешім (түзету немесе RTU/PLC құралдармен стандартты басқаруды тоқтату) қабылдай алуы үшін қалыптасады. Деректер тренд құру үшін және басқа аналитикалық жиналған деректерді өңдеу үшін мұрағатта жазылады.

2-сурет. SCADA-жүйе құрылымы

4. SCADA жүйелердің архитектурасы

Процесстерді бақылаудың күрделілігіне, сондай-ақ сенімділік талаптарына байланысты SCADA-жүйелер келесі архитектура түрлерінің біріне сәйкес жасалады:

Автономиялық

Бұл архитектураны пайдаланған кезде жүйе бір-біріне «білмейтін» бір немесе бірнеше операторлық жұмыс станцияларынан тұрады. Жүйенің барлық функциялары бір (бірнеше тәуелсіз) станцияларда орындалады.

Артықшылығы - қарапайым, кемшіліктері - төмен тұрақтылық; деректердің шынайылығы қамтамасыз етілмейді (тарихи деректер әртүрлі станциялар арасында әртүрлі болуы мүмкін) .

Клиент-серверлік

Бұл жағдайда жүйе серверде жұмыс істейді, ал операторлар процесті бақылау және басқару үшін клиенттік станцияларды пайдаланады. Жоғары сенімді жүйелер екі немесе үш еселік серверді сақтық қорда сақтау және оператордың клиенттік станцияларының қосарлануы, сервер-сервер және клиент-сервер желілік қосылудың қосарлануы негізінде құралады. Осы архитектурамен SCADA-жүйесінің функцияларын серверлер арасында бөлуге болады. Мысалы, деректерді жинау және PLC бақылауы бір серверде орындалады, деректерді мұрағаттау екінші серверде болады және клиенттермен өзара әрекеттесу үшінші серверде орындалады.

Бөлінген басқару жүйесі

Бөлінген басқару жүйесі (ББЖ) архитектурасын пайдаланған кезде есептеу бірнеше өзара байланысты көбінесе өзара резервтеу функциясы бар есептеуіш құрылғыларда орындалады. Өзара резервтелген бөлінген SCADA-жүйелер жоғары сенімділігімен ерекшеленеді.

5. Әлсіз тұстары

SCADA-жүйелер хакерлік шабуылдарға ұшырауы мүмкін, 2010 жылы Stuxnet вирусы қолданылып, Иранда байытылған уранға арналған центрифугаларға шабуыл жасалды. Осылайша, SCADA-жүйесін қамтитын ақпараттық кешендерін қорғау үшін жалпы ақпараттық қауіпсіздік талаптарын сақтау талап етіледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.