А. В. Паршиков, С. В. Золотарев
В данной статье излагаются возможности последней версии SCADA-пакета PcVue v. 8. 2 компании ARC Informatique в качестве основы для создания распределенных систем управления, а также описываются заложенные в PcVue способы обеспечения адекватного уровня безопасности и надежности таких систем.
При построении локально и глобально распределенных систем управления, в том числе с возможностью Интернет/Интранет-доступа к информации в SCADA-системе, надо иметь в виду ряд существенных моментов. При такой конфигурации SCADA-система, как правило, не размещается в физически изолированной сети, и поэтому ее защита не должна строиться, исходя из этого предположения. Кроме того, для повышения эффективности управления подобными системами и оперативности принятия решений в рамках предприятия сеть SCADA-системы взаимодействует с корпоративной сетью, что влечет за собой необходимость надежной защиты информации при помощи средств контроля межсетевого доступа. И наконец, несколько парадоксальное утверждение: чем более открытой и документированной является SCADA-система, тем более уязвимой становится такая система. Уязвимость не обязательно подразумевает возможность ситуации полного краха SCADA-системы. Например, SCADA-система может быть фактически выведена из строя в результате избыточной нагрузки, что влечет за собой сбой или неправильное функционирование системы из-за отказа в обслуживании. Поэтому неслучайно одним из наиболее важных аспектов в SCADA-системах является обеспечение информационной безопасности. Компания ARC Informatique стала одной из первых в мире среди поставщиков SCADA-пакетов поддерживать требования стандарта 21 CFR Part 11, разработанного FDA (United States Food and Drug Administration). Стандарт 21 CFR Part 11 регламентирует использование электронных подписей и ведение электронных записей. Цель этого стандарта – обеспечить регистрацию всех рабочих условий, влияющих на безопасность, эффективность и качество конечных изделий, вместе с подробностями, связанными с подтверждением идентичности оператора и объяснением предпринятых действий. Системы на базе SCADA-пакета PcVue могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы удовлетворять требованиям стандарта 21 CFR Part 11. Однако разработчик должен понимать, какие действия допустимы в соответствии с этим стандартом, а какие нет. Разработчики PcVue делают одну очень существенную оговорку: в конечном счете, гарантирование выполнения требований 21 CFR Part 11 является ответственностью тех людей или компаний, которые разрабатывают приложение (то есть системного интегратора).
в которых задействованы сразу несколько рабочих станций, объединенных в сеть с возможностями избыточности и безопасности (рис. 1). Архитектура клиент-сервер и обмен данными между станциями являются базисными технологиями для PcVue. Пример реализованной распределенной системы с дублированием элементов и двухэкранными рабочими местами операторов приведен на рис. 2.
Когда PcVue применяется в сетевом многостанционном приложении, он использует базу данных с поддержкой удаленного доступа. Используя встроенную поддержку избыточности, PcVue позволяет гарантировать непрерывность сбора данных в случае отказа отдельных системных компонент. PcVue также поддерживает дублированные сети и для оборудования, подключенного к полевым шинам, и для станций PcVue. Каждый компонент и каждая станция в конфигурации имеют признак состояния достоверности, который позволяет упростить процесс диспетчеризации работоспособности системы в режиме реального времени.
Web-интерфейс в PcVue
PcVue включает набор web-сервисов (Web Services Toolkit) для облегчения создания web-портала и интеграции с другими приложениями предприятия, такими как MES, CMMS, SCM и ERP. Приложения электронного документооборота или web-портала предприятия могут взаимодействовать с историческими данными, тревогами и данными реального времени PcVue, используя сервисы пяти классов интерфейса PcVue Web Services. Они основаны на технологии XML/SOAP в рамках протокола HTTP или HTTPS и обмена зашифрованными данными (SSL v. 2). Эти классы реализуют управление сеансами (безопасность, идентификация и т. д.) и доступ к данным реального времени, тревогам (создание, подписка со списками), журналам событий (производственные события, действия пользователя, входы в систему и т. д.) и к историческим трендам (изменения значений и т. д.). В совокупности с компонентом WebVue PcVue v8. 2 предлагает решение для тонкого клиента, которое является доступным из обычного web-браузера через Интранет или Интернет (рис. 3). WebVue – это клиент-серверное приложение, предназначенное для отображения web-браузером мнемосхем PcVue. WebVue имеет два компонента:
WebVue-клиент, который выполняется виртуальной машиной Java в web-браузере с установленной средой Java Runtime и Java Plugin (что является типичной конфигурацией);
пользователя и процессами аутентификации.
Централизованное управление конфигурированием
Задачи управления распределенными системами, состоящими из множества географически удаленных станций оператора, требуют от современных инструментов гарантии когерентности данных конфигурации и возможности их развертывания на всех станциях. Централизованное конфигурирование PcVue гарантирует управление и трассируемость различных версий приложений и их модификаций. Также поддерживается автоматическое обновление станций, которые составляют управляющую систему. При каждом запуске станции в сети PcVue автоматически выполняет проверку непротиворечивости используемых версий.
Динамическое конфигурирование
Все элементы конфигурации, включая графический интерфейс, структурированную базу данных и даже промышленные и межстанционные коммуникации, могут быть изменены и введены в действие в режиме online, то есть во время работы SCADA-системы. Можно изменять представление процесса одновременно с управлением установкой, обнаружением тревог и организацией исторических данных. Как только изменения введены в действие, они могут быть переданы всем станциям, выполняющим приложение. Хотя, конечно, делать это надо очень аккуратно.
Тренды исторические и реального времени
Любое число диаграмм исторических трендов или трендов реального времени может быть встроено в мнемосхему с применением широкого диапазона стандартных инструментов, таких как изменение размеров окна, курсоры, динамическое назначение переменных трассам и т. д. Различные уровни конфигурации позволяют разработчику приложения и выборочно конечному пользователю управлять поведением трендов.
Менеджер тревог
Форматы представления тревог имеют высокую степень конфигурируемости. Тревожные сообщения могут быть распечатаны, просмотрены в списках тревог и заархивированы.
Функция планировщика разрешает автоматизировать процедуру вызова для выполнения действий в указанное время. Посылка простых команд или сложных инструкций, выполнение скриптов – все это может быть запланировано для осуществления в указанные дату и время, циклически, с учетом периодов исключения выходных дней и других календарных событий. В соответствии с правами доступа пользователя выбираемые параметры могут быть изменены во время выполнения.
Иерархическая база данных и архивирование в СУБД
База данных PcVue позволяет структурировать данные в модели, которые максимально близко отражают реальный мир. Поиск информации и навигация через различные области приложения осуществляется проще и более естественно, чем в неструктурированной базе данных. Атрибуты управляющего домена (Область) и природы каждой переменной (Характер) обеспечивают критерии ее детального выбора. В PcVue v. 8. 2 можно управлять историческими данными в системе управления базой данных Microsoft SQL Server 2005 через стандартный интерфейс ADO.
Оптимизированные промышленные интерфейсы
для предотвращения всех излишних сеансов обмена данными. Современные средства PcVue при работе с промышленными сетями включают временные отметки данных PLC с точностью до миллисекунды, управление избыточным сбором данных и поддержку функции удаленного доступа TAPI. Каркас драйвера и соответствующий комплект разработки гарантируют возможность создания и интеграции дополнительных специфических протоколов пользователя. PcVue действует как OPC Data Access Client и OPC DA XML Client для обмена данными реального времени с коммуникационными серверами и как OPC DA Server для обмена данными с приложениями независимых изготовителей. В PcVue реализована поддержка широкого диапазона оборудования и протоколов различных производителей: ABB, APPLICOM, ALLEN-BRADLEY, BACNET, CEGELEC, CERBERUS, CROUZET, ECHELON, EIB, ELSAG BAILEY, FACTOR, FISHER, GE-FANUC, IDEC IZUMI, JOHNSON CONTROLS, JUMO, KEPWARE, KROHNE, MATSUSHITA, MOELLER, MITSUBISHI, MODICON, OMRON, PERAX, PHOENIX CONTACT, PROFIBUS, ROCKWELL, ROSEMOUNT, SAIA, SAUTER, SATCHWELL, SCHNEIDER, SIEMENS, SOFREL, TCS, WAGO, YOKOGAWA и т. д.
Графические средства PcVue
интерфейса в PcVue: использование векторной графики, возможность импорта из программ CAD изображений и объектов 3D DirectX, вставка видеоклипов и элементов ActiveX с модифицируемыми во время выполнения свойствами, свободное вращение текста и графики, прозрачные цвета и т. д. Несколько представлений одной и той же мнемосхемы могут быть открыты одновременно в режимах рисования и исполнения (с использованием архитектуры Microsoft Document/View). Функции, которые включают изменение масштаба, копирование, слоирование отображения, скроллинг внутри мнемосхем и объектное управление, предоставляют обширную область видимости для настройки отображения. В PcVue поддерживаются многоэкранные конфигурации в качестве стандарта (до четырех экранов на PC).
рекомендованным Microsoft, и использует преимущества принципов безопасности ОС Windows XP Professional, Server 2003 и Vista.
Dream Report – инструмент для интеграции
позволяет собирать информацию от устройств или различных систем управления предприятием, архивировать и обрабатывать ее единым легким в использовании и полностью интегрированным инструментом для отчетов. Концепция продукта основана на интеграции модулей по сбору и записи данных, графического редактора и мощного генератора отчетов. Dream Report рекомендуется в качестве основного генератора отчетов для систем автоматизации, использующих PcVue, и включен в базовую поставку PcVue 8. 2.
Интеллектуальный генератор (Smart Generator) – одна из составляющих компонент PcVue. Интеллектуальный генератор позволяет автоматизировать генерацию полного SCADA-приложения или его части, используя информацию из различных источников: программного обеспечения, предназначенного для программирования логических контроллеров (Unity Pro, CoDeSys, ISaGRAF), для автоматизированного проектирования (САПР, например, AutoCAD), базы данных LNS-сервера сети LonWorks или другой SCADA-системы (например, FactoryLink). Он позволяет создавать и связывать переменные базы данных, общие модели структур переменных и автоматически разрабатывать интерфейс HMI (объектные модели, мнемосхемы) на основе предопределенных правил.
Заключение
PcVue широко применяется в различных областях, таких как управление технологическими процессами, зданиями, водоснабжение, управление инфраструктурами, энергетика. Для ознакомления с PcVue пользователь может бесплатно получить полнофункциональную демонстрационную версию с сайта ARC Informatique или от локального дистрибьютора (который также обеспечивает консультирование и техническую поддержку PcVue в России). Демонстрационная версия PcVue включает все компоненты системы, но с ограничениями: 1,5 часа работы коммуникационных сервисов, максимум 25 точек ввода/вывода. Интерфейс разработчика и пользователя в PcVue может быть сконфигурирован для работы на русском языке. В комплект поставки также входит документация на PcVue на русском языке.
А. В. Паршиков, руководитель направления автоматизации зданий, С. В. Золотарев, к. т. н., ведущий эксперт, компания “ФИОРД”
Список литературы
Рациональное Управление Предприятием № 6 2008
|
