SCADA: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Інтерактивний перегляд історії
[перевірена версія][неперевірена версія]
← Попереднє редагуванняНаступне редагування →
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Немає опису редагування
Bekhterr (обговорення | внесок)
2 редагування
Доповнив статтю
Мітки: перше редагування Візуальний редактор
Рядок 1: Рядок 1:
[[Файл:Scada std anim no lang.gif|thumb|280px|Анімація роботи графічного інтерфейсу SCADA-системи]]
[[Файл:Scada std anim no lang.gif|thumb|280px|Анімація роботи графічного інтерфейсу SCADA-системи]]


'''SCADA''' (аббр. Від англ. Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерське управління і збір даних) - програмний пакет, призначений для розробки або забезпечення роботи в реальному часі систем збору, обробки, відображення та архівування інформації про об'єкт моніторингу або управління. SCADA може бути частиною АСУ ТП, АСКОЕ, системи екологічного моніторингу, наукового експерименту, автоматизації будівлі і т. Д. SCADA-системи використовуються у всіх галузях господарства, де потрібно забезпечувати операторський контроль за технологічними процесами в реальному часі. Це програмне забезпечення встановлюється на комп'ютери і, для зв'язку з об'єктом, використовує драйвери введення-виведення або OPC / DDE сервери. Програмний код може бути як написаний на одній з мов програмування, так і згенерований в середовищі проектування.
'''SCADA''' (скорочення від {{lang-en|Supervisory Control And Data Acquisition}}) — цим терміном позначаються великі, розподілені системи спостереження та керування. Системи SCADA використовуються для спостереження та керування хімічними, фізичними, або транспортними процесами.


Іноді SCADA-системи комплектуються додатковим ПО для програмування промислових контролерів. Такі SCADA-системи називаються інтегрованими і до них додають термін SoftLogic.
⚫
== Основні компоненти системи ==


Термін «SCADA» має двояке тлумачення. Найбільш широко поширене розуміння SCADA як додатки [1], тобто програмного комплексу, що забезпечує виконання зазначених функцій, а також інструментальних засобів для розробки цього програмного забезпечення. Однак часто під SCADA-системою мають на увазі програмно-апаратний комплекс. Подібне розуміння терміна SCADA більш характерно для розділу телеметрія.
⚫
SCADA-система зазвичай містить такі підсистеми:
⚫
* [[Людино-машинний інтерфейс]] (''HMI'' {{lang-en|Human Machine Interface}}) — інструмент, який подає дані про хід процесу людині операторові, що дозволяє операторові контролювати процес і управляти ним.
* Диспетчерська система (головний термінал) (''MTU'' {{lang-en|Master Terminal Unit}}) — збирає дані про процес і відправляє команди процесору (керування).
* Абонентський кінцевий блок (віддалений термінал) (''RTU'' {{lang-en|Remote Terminal Unit}}), що під'єднується до датчиків процесу, перетворює сигнал з датчика в цифровий код і відправляє дані в диспетчерську систему.
* [[Програмований логічний контролер]] (''PLC'' {{lang-en|Programmable Logic Controller}}) використовується як польовий пристрій у зв'язку з вищою ніж у RTU спеціального призначення економічністю, універсальністю і гнучкістю.
* Комунікаційна інфраструктура (''CS'' {{lang-en|Communication System}}) для реалізації [[Промислова мережа|промислової мережі]].


== Основні завдання, які вирішуються SCADA-системами ==
== Функції SCADA ==
Загальними для усіх систем SCADA функціями є:
* збір поточної інформації про роботу устаткування з датчиків і контролерів;
* первинне перетворення зібраної інформації;
* збереження поточної інформації;
* представлення поточної інформації у вигляді гістограм, таблиць, графіків;
* друк звітів і протоколів про роботу одиниць устаткування;
* передача і введення в пристрої керування команд диспетчера;
* використання поточної інформації для вирішення завдань управління виробництвом;
* організація зв'язку з пристроями, підключеними до інформаційної мережі.


SCADA-системи вирішують наступні завдання:
== Розробники ==

У 90-х роках з'явилися системи SCADA, що працюють в середовищі Windows. Найвідоміші пакети Genesis 32 («Iconics», USA), Factory Suite («Wonder-ware», USA), Modicon Factory Link («US Data», USA), Genie («Advantech», USA), Cimplicity HMI («GE Fanuc Automation», Японія), WinCC («[[Siemens AG]]», Німеччина). У Росії розроблена система Trace Mode («AdAstra»). В 2014 році українська [[інжиніринг]]ова компанія «НіК» представила свою інноваційну розробку&nbsp;— HMI/SCADA систему «PowerSyS»<ref>[http://nik.net.ua/ru/category/HMI/SCADA-PowerSyS HMI/SCADA PowerSyS]</ref> Такі системи забезпечують: наочну інформацію про хід виробництва, відображення стану приводів і технологічного устаткування, деталізацію вибраних диспетчером частин процесу, розрахунок показників процесу в динаміці і виведення узагальненої інформації у вигляді графіків, таблиць або малюнків, розпізнавання передаварійних і аналіз аварійних ситуацій з рекомендаціями послідовності дій диспетчера, можливість управління виконавчими пристроями об'єкта з пульта диспетчера, створення архіву аварій, подій і поведінки процесу в часі, захист від недозволеного доступу до збору інформації і управління.
* Обмін даними з «пристроями зв'язку з об'єктом» (тобто з промисловими контролерами і платами вводу-виводу) в реальному часі через драйвери.
* Обробка інформації в реальному часі.
* Логічне управління.
* Відображення інформації на екрані монітора в зручній і зрозумілій для людини формі.
* Ведення бази даних реального часу з технологічною інформацією.
*Аварійна сигналізація і управління тривожними повідомленнями.
*Підготовка та генерування звітів про хід технологічного процесу.
*Здійснення мережевої взаємодії між SCADA ПК.
*Забезпечення зв'язку з зовнішніми додатками (СУБД, електронні таблиці, текстові процесори і т. д.).

В системі управління підприємством такими додатками найчастіше є додатки, які відносять до рівня MES.

SCADA-системи дозволяють розробляти АСУ ТП як автономні програми, а також в клієнт-серверної або в розподіленої архітектурі.

⚫
== Основні компоненти SCADA ==
⚫
SCADA-система зазвичай містить наступні підсистеми:

* Драйвери або сервери введення-виведення - програми, що забезпечують зв'язок SCADA з промисловими контролерами, лічильниками, АЦП і іншими пристроями введення-виведення інформації.
* Система реального часу - програма, що забезпечує обробку даних в межах заданого тимчасового циклу з урахуванням пріоритетів.
⚫
* Людино-машинний інтерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) - інструмент, який представляє дані про хід процесу людині оператору, що дозволяє оператору контролювати процес і керувати ним.
* Програма-редактор для розробки людино-машинного інтерфейсу.
* Система логічного управління - програма, що забезпечує виконання призначених для користувача програм (скриптів) логічного управління в SCADA-системі. Набір редакторів для їх розробки.
* База даних реального часу - програма, що забезпечує збереження історії процесу в режимі реального часу.
* Система управління тривогами - програма, що забезпечує автоматичний контроль технологічних подій, віднесення їх до категорії нормальних, що попереджають або аварійних, а також обробку подій оператором або комп'ютером.
* Генератор звітів - програма, що забезпечує створення призначених для користувача звітів про технологічні події. Набір редакторів для їх розробки.
*Зовнішні інтерфейси - стандартні інтерфейси обміну даними між SCADA та іншими додатками. Зазвичай OPC, DDE, ODBC, DLL і т. д.

== Концепції систем ==
Термін SCADA зазвичай відноситься до централізованих систем контролю і управління всією системою, або комплексами систем, здійснюваного за участю людини. Більшість керуючих впливів виконується автоматично УСО (RTU) або ПЛК (PLC). Безпосереднє управління процесом зазвичай забезпечується RTU або PLC, а SCADA управляє режимами роботи. Наприклад, PLC може управляти потоком води, що охолоджує всередині частини виробничого процесу, а SCADA система може дозволити операторам змінювати уставки для потоку, змінювати маршрути руху рідини, заповнювати ті або інші ємності, а також стежити за тривожними повідомленнями (алармами), такими як - втрата потоку і висока температура, які повинні бути відображені, записані, і на які оператор повинен своєчасно реагувати. Цикл управління зі зворотним зв'язком проходить через RTU або PLC, в той час як SCADA система контролює повне виконання циклу.

Збір даних починається в RTU або на рівні PLC і включає свідчення вимірювального приладу. Далі дані збираються і форматуються таким способом, щоб оператор диспетчерської, використовуючи HMI, міг прийняти контролюючі рішення - коригувати або перервати стандартне управління коштами RTU / PLC. Дані також можуть бути записані в архів для побудови трендів та іншої аналітичної обробки накопичених даних.

== Архітектура SCADA-систем ==
Залежно від складності керованого технологічного процесу, а також вимог до надійності, SCADA-системи будуються по одній з наступних архітектур:

=== '''Автономні''' ===
При використанні даної архітектури система складається з однієї або декількох робочих станцій оператора, що не "знають" один про одного. Всі функції системи виконуються на єдиною (декількох незалежних) станцій. переваги:

* простота.

Недоліки:

* низька відмовостійкість;
* не забезпечується істинність даних (історичні дані можуть відрізнятися між різними станціями),

=== Клієнт-Серверні ===
В даному випадку система виконується на сервері, а оператори використовують клієнтські станції для моніторингу та управління процесом. Високонадійні системи будуються на базі подвійного або потрійного резервування серверів і дублювання клієнтських станцій оператора, дублювання здійснювати підключення до мережі сервер-сервер і клієнт-сервер. При даній архітектурі вже можливо поділ функцій SCADA-системи між серверами. Наприклад, збір даних і управління ПЛК виконується на одному сервері, архівування даних - на другому, а взаємодія з клієнтами - на третьому.

=== Розподілені ===
При використанні архітектури розподіленої системи управління (РСУ) обчислення здійснюються на декількох взаємопов'язаних обчислювальних пристроях, часто з функцією взаємного резервування. Розподілені SCADA-системи з взаємним резервуванням відрізняються підвищеною надійністю.

== SCADA-системи з відкритим кодом ==
В даний час існують рішення, засновані на відкритому вихідному коді.

== Уязвимость ==
SCADA-системи можуть бути уразливі для атак хакерів, так, в 2010 році з використанням вірусу Stuxnet була здійснена атака на центрифуги для збагачення урану в Ірані. Таким чином, для захисту інформаційних комплексів, що містять SCADA-системи, потрібне дотримання загальних вимог інформаційної безпеки.

26 травня 2016 року комп'ютерна група реагування на надзвичайні ситуації (ICS-CERT) попередила про залежності в SCADA-системах на основі web-технологій, що дозволяють віддалено вносити конфігураційні зміни та керувати процесами. Виправити їх неможливо, оскільки на пристроях нікуди встановлювати патчі.


== Примітки ==
== Примітки ==

Версія за 10:51, 6 вересня 2018

Анімація роботи графічного інтерфейсу SCADA-системи

SCADA (аббр. Від англ. Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерське управління і збір даних) - програмний пакет, призначений для розробки або забезпечення роботи в реальному часі систем збору, обробки, відображення та архівування інформації про об'єкт моніторингу або управління. SCADA може бути частиною АСУ ТП, АСКОЕ, системи екологічного моніторингу, наукового експерименту, автоматизації будівлі і т. Д. SCADA-системи використовуються у всіх галузях господарства, де потрібно забезпечувати операторський контроль за технологічними процесами в реальному часі. Це програмне забезпечення встановлюється на комп'ютери і, для зв'язку з об'єктом, використовує драйвери введення-виведення або OPC / DDE сервери. Програмний код може бути як написаний на одній з мов програмування, так і згенерований в середовищі проектування.

Іноді SCADA-системи комплектуються додатковим ПО для програмування промислових контролерів. Такі SCADA-системи називаються інтегрованими і до них додають термін SoftLogic.

Термін «SCADA» має двояке тлумачення. Найбільш широко поширене розуміння SCADA як додатки [1], тобто програмного комплексу, що забезпечує виконання зазначених функцій, а також інструментальних засобів для розробки цього програмного забезпечення. Однак часто під SCADA-системою мають на увазі програмно-апаратний комплекс. Подібне розуміння терміна SCADA більш характерно для розділу телеметрія.

Основні завдання, які вирішуються SCADA-системами

SCADA-системи вирішують наступні завдання:

  • Обмін даними з «пристроями зв'язку з об'єктом» (тобто з промисловими контролерами і платами вводу-виводу) в реальному часі через драйвери.
  • Обробка інформації в реальному часі.
  • Логічне управління.
  • Відображення інформації на екрані монітора в зручній і зрозумілій для людини формі.
  • Ведення бази даних реального часу з технологічною інформацією.
  • Аварійна сигналізація і управління тривожними повідомленнями.
  • Підготовка та генерування звітів про хід технологічного процесу.
  • Здійснення мережевої взаємодії між SCADA ПК.
  • Забезпечення зв'язку з зовнішніми додатками (СУБД, електронні таблиці, текстові процесори і т. д.).

В системі управління підприємством такими додатками найчастіше є додатки, які відносять до рівня MES.

SCADA-системи дозволяють розробляти АСУ ТП як автономні програми, а також в клієнт-серверної або в розподіленої архітектурі.

Основні компоненти SCADA

SCADA-система зазвичай містить наступні підсистеми:

  • Драйвери або сервери введення-виведення - програми, що забезпечують зв'язок SCADA з промисловими контролерами, лічильниками, АЦП і іншими пристроями введення-виведення інформації.
  • Система реального часу - програма, що забезпечує обробку даних в межах заданого тимчасового циклу з урахуванням пріоритетів.
  • Людино-машинний інтерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) - інструмент, який представляє дані про хід процесу людині оператору, що дозволяє оператору контролювати процес і керувати ним.
  • Програма-редактор для розробки людино-машинного інтерфейсу.
  • Система логічного управління - програма, що забезпечує виконання призначених для користувача програм (скриптів) логічного управління в SCADA-системі. Набір редакторів для їх розробки.
  • База даних реального часу - програма, що забезпечує збереження історії процесу в режимі реального часу.
  • Система управління тривогами - програма, що забезпечує автоматичний контроль технологічних подій, віднесення їх до категорії нормальних, що попереджають або аварійних, а також обробку подій оператором або комп'ютером.
  • Генератор звітів - програма, що забезпечує створення призначених для користувача звітів про технологічні події. Набір редакторів для їх розробки.
  • Зовнішні інтерфейси - стандартні інтерфейси обміну даними між SCADA та іншими додатками. Зазвичай OPC, DDE, ODBC, DLL і т. д.

Концепції систем

Термін SCADA зазвичай відноситься до централізованих систем контролю і управління всією системою, або комплексами систем, здійснюваного за участю людини. Більшість керуючих впливів виконується автоматично УСО (RTU) або ПЛК (PLC). Безпосереднє управління процесом зазвичай забезпечується RTU або PLC, а SCADA управляє режимами роботи. Наприклад, PLC може управляти потоком води, що охолоджує всередині частини виробничого процесу, а SCADA система може дозволити операторам змінювати уставки для потоку, змінювати маршрути руху рідини, заповнювати ті або інші ємності, а також стежити за тривожними повідомленнями (алармами), такими як - втрата потоку і висока температура, які повинні бути відображені, записані, і на які оператор повинен своєчасно реагувати. Цикл управління зі зворотним зв'язком проходить через RTU або PLC, в той час як SCADA система контролює повне виконання циклу.

Збір даних починається в RTU або на рівні PLC і включає свідчення вимірювального приладу. Далі дані збираються і форматуються таким способом, щоб оператор диспетчерської, використовуючи HMI, міг прийняти контролюючі рішення - коригувати або перервати стандартне управління коштами RTU / PLC. Дані також можуть бути записані в архів для побудови трендів та іншої аналітичної обробки накопичених даних.

Архітектура SCADA-систем

Залежно від складності керованого технологічного процесу, а також вимог до надійності, SCADA-системи будуються по одній з наступних архітектур:

Автономні

При використанні даної архітектури система складається з однієї або декількох робочих станцій оператора, що не "знають" один про одного. Всі функції системи виконуються на єдиною (декількох незалежних) станцій. переваги:

  • простота.

Недоліки:

  • низька відмовостійкість;
  • не забезпечується істинність даних (історичні дані можуть відрізнятися між різними станціями),

Клієнт-Серверні

В даному випадку система виконується на сервері, а оператори використовують клієнтські станції для моніторингу та управління процесом. Високонадійні системи будуються на базі подвійного або потрійного резервування серверів і дублювання клієнтських станцій оператора, дублювання здійснювати підключення до мережі сервер-сервер і клієнт-сервер. При даній архітектурі вже можливо поділ функцій SCADA-системи між серверами. Наприклад, збір даних і управління ПЛК виконується на одному сервері, архівування даних - на другому, а взаємодія з клієнтами - на третьому.

Розподілені

При використанні архітектури розподіленої системи управління (РСУ) обчислення здійснюються на декількох взаємопов'язаних обчислювальних пристроях, часто з функцією взаємного резервування. Розподілені SCADA-системи з взаємним резервуванням відрізняються підвищеною надійністю.

SCADA-системи з відкритим кодом

В даний час існують рішення, засновані на відкритому вихідному коді.

Уязвимость

SCADA-системи можуть бути уразливі для атак хакерів, так, в 2010 році з використанням вірусу Stuxnet була здійснена атака на центрифуги для збагачення урану в Ірані. Таким чином, для захисту інформаційних комплексів, що містять SCADA-системи, потрібне дотримання загальних вимог інформаційної безпеки.

26 травня 2016 року комп'ютерна група реагування на надзвичайні ситуації (ICS-CERT) попередила про залежності в SCADA-системах на основі web-технологій, що дозволяють віддалено вносити конфігураційні зміни та керувати процесами. Виправити їх неможливо, оскільки на пристроях нікуди встановлювати патчі.

Примітки

Див. також

Посилання


Технології Це незавершена стаття з технології.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=SCADA&oldid=23274095