在SCADA系统中使用Web技术


blueski推荐 [2013-4-20]
出处:Blog
作者:华镕
 

 无人操作和远程操作可以降低工厂运行的成本,这时选择正确的设备是至关重要的,这样才能保证工厂运行的安全和高效。


        在不同的工业领域降低流程设备的运行费用,要使用比较复杂的自动化系统,这已经进行了很多年了。这中间的一个重要部分已经成为趋势,就是对流程设备实现无人操作和远程操作,使用新技术开发的应用,可以让这种想法通过安全和高效的方法去实现。今天的SCADA 系统是实施这项技术、达到功能指标的最佳选择。
        新的IT技术
        现代SCADA系统有赖于新IT技术的进一步发展,他们嵌入在核心软件的架构中。尽管这些新技术有很多先进性,他们也呈现了高风险,比起原先的专有软件,他们对于网络袭击非常脆弱。另外,他们实施一种高性价比的环境监视和侵入检测系统集成。
        这意味着用于自动化集成和现场流程的SCADA软件,特别是,应该显现新的IT技术,以及最新最佳的安全解决方案。这使得SCADA系统供应商把精力集中到研究和开发上,满足用户特定的自动化应用和最优化功能需求。
       为了实现这种可能,今天用于流程自动化和远程操作的SCADA系统至少可以独立于硬件平台和通信介质。他们还需要能够访问新型的基于Web的图形环境、结合高级的安全网络和多种Web服务。这可以确保他们在无缝集成任何品牌控制器和监视系统中,起到关键的作用。
        由于上述原因,具有真正的基于Web图形环境的SCADA系统会有光明的未来,并且能够最佳地使用已有的IT技术。这样的系统可以引领最终用户,体验直观和先进的图形,并且快速地部署他们流程的画面、报警、趋势和报告。


        另外,这也使得集成和维护信息更加容易,从不同信息源的数据,可以在一个图形屏幕上显示关键性能指标(KPI)。用这种方式,信息可以由授权用户,以安全的方式,跨越不同的地理位置而得以共享。这使得操作员可以通过一个Web浏览器,在任何时间,使用安全的因特网,访问任何地方,监视运行条件和所有资产性能。
        这篇文章列举了一种新技术,他会关联SCADA系统和现场的应用。它提供了一种对性能改进的愿景,可以用真正的基于Web的SCADA架构来实现,描述了基于Web架构如何运行,并朝着动态多层叠加的可视技术,跨出了重要的一步。

        SCADA 图形的Web实现
        通过一种安全、基于Web的SCADA基础架构,可以实现多种收益和节省潜在费用。一个真正的基于Web的服务器和客户机架构,与操作系统的联系是松散的,可以容易地实现远程访问并加强安全,通过Web可以实现可靠的图形显示和其他的应用服务。
        比如,为了支持一个组织的安全策略,SCADA系统和他们的应用必须足够的坚固,防止没有授权的使用和访问。Web技术的透明性、独立型、灵活性使他很容易被最先进的IT安全技术所采用。
        另外,基于Web的SCADA系统的平台独立性是非常重要的,这使得他们十分灵活,可以运行在不同操作系统的计算机设备上。这样,增加了跨越系统访问性和可维护性,保护了以前对应用的投资。这可以使用Java做为核心软件技术就可以实现。Java使得SCADA客户机容易实现,像一个独立的应用,或者像一个Web浏览器上的小应用程序,或者其他设备,诸如Java电话、PDA或者iMac。
        现代无线电通信技术的发展意味着很多物理壁垒可以容易地克服,信息可以通过灵活的方式访问。特定的用户组(管理、财务、运营、物流、维护等)可以按照他们自己的兴趣和需要去访问信息。
        强调“基于Web”是很重要的,它与“有Web功能”是不一样的,它描述软件通过Web门户时,通常仅提供有限的功能。真正基于Web的SCADA系统的设计和建立,完全运行在一个Web的环境下,在台式机上仅使用浏览器,允许使用所有的SCADA系统功能访问。这种系统提高了的响应速度和交互能力-通过与“屏幕背后”的服务器实现数据交换。交换的信息仅是与角色相关和用户有兴趣的指定区域。
        可以利用Web技术降低另一种费用,在系统通信架构上,在远程客户机安装和维护SCADA可视环境。这种功能被称为零部署。零部署是为简单和分布式应用的用户(客户机)而设计的。零部署意味着用户不必请求和下载应用,因为它会由SCADA服务器在它第一次识别和登录时,自动地提供。下一次当客户机再次登录时,它们仅接收更新数据;它们会连续地保持现状,直到应用或者配置发生变化。
        处理客户机应用,对服务器增加的负载是个有限值,因为客户机在本地执行应用,使用他们自己PC的处理能力。用这种方式,比起一个终端服务器可以达到的能力要大得多,一个Web服务器可以轻松地服务很多的客户机。


        零部署意味着客户机的应用,可以通过任何Web浏览器和授权用户许可而自动地获得,而用户总是能够得到最新版本的应用。在客户端不需要有许可证管理和软件安装,没有应用文件需要拷贝,也不需要对通信参数进行配置。组织的收益来自服务器和客户机之间更好的负载共享,以及使用IT认可的安全和安全网络连接的能力。
        基于Web的服务器/客户机架构提供了简单的远程访问。因此,通过Web可靠地显示画面和应用服务,对网络安全的加强和预防必须要做的。幸运的是,真正基于Web的SCADA 系统使用的是标准的和证明了的Web安全技术,它们由IT部门进行管理,就像以网络为中心的计算(比如Citrix XenApp)或者VPN隧道令牌和用户名/密码(等级2安全)一样。 .
        应该考虑内置终端点的扫描和策略控制,每个用户的角色、设备特性和网络条件决定了需要授权访问哪些应用和数据。这个方法的收益包括:
        ·  安全应用提供; 
        ·  降低整体成本; 
        ·  增加IT生产力;
        ·  无不授权访问;
        ·  定性数据加密。
        这些先进、安全基于Web的可视技术,允许最终用户以最佳性价比、跨越整个企业访问应用,共享操作和集成的信息。
        动态层、可缩放、可移动
        这个技术还允许过程模拟图做成多个的动态层和背景-包括照片和过程图片,比如-那些可以独立制作的可视的和/或透明的、基于Web的操作员环境。这些层可以由过程的条件、手动控制或者授权的用户来触发。做为结果,多层过程监督和KPI监视可以在一个操作员的环境下执行。
        这种方法可以用于结构化型式、逻辑化分离、不同类型操作和维护的信息。每层的显示可以根据过程的条件打开或者关闭。有可能,比如,在第一层设计多个过程流图表,在第二层设计详细的仪表,在第三层设计电气功率分布图等等。
        还有可能授权给不同的用户看见和/或者访问特定的层,做为由SCADA软件的控制。详细的内容可以通过安全设置、过程条件和缩放水平触发打开和关闭。这意味着有可能仅针对相关的用户显示特定的信息,结果是提高了操作效率,减少出错的机会,因为不需要为每个区域专家重建显示画面。


        另一个收益是对于操作员、维护人员、计划人员、排产人员、物流人员和财务人员的特定信息可以在一个HMI环境下覆盖,而各自显示各自的画面,互不干扰。
        在一个模拟画面的信息内容可以制作的非常丰富,没有操作员人体工程学、和可视组定义成的“混乱”问题出现。这与谷歌地球中的缩放与偏移风格有着相似的概念, 根据缩放比例的水平来显示内容的详细程度。缩放与偏移可以快速、平滑、不需要打开多个窗口而连续变化,因此提高了性能。
        不同层可以连接到指定的缩放等级,允许一个操作员,比如,仅看见某些层的详细信息,这些层是操作员需要监视的工厂特定过程区域。可以在一张大的操作员模拟屏幕中画出整个过程区域和工厂,它也可以用于一个大的投影墙。操作员可以对特定区域进行连续放大,即可以看到特定区域和工位的详细画面,同时又可以看到整个工厂或者过程的概貌。这个技术还可以用于特定的GIS(地理信息系统)应用,输入多张地图,在操作员模拟图中指定不同的层。
        结论
        基于Web的SCADA可视画面将在信息智能的实时显示中起着重要的作用,使过程管理的可视化和相关的面板显示,向更直观、更人性的方向进化。它也容易制作,适于应用安全和实施其他技术。
        这些基于Web架构的客户机/主机可以运行在任何操作系统平台上,减少了用于特定操作系统升级的研发成本。动态多层和可视分组可以使多个过程和KPI监视在一个操作员环境下完成。
        采用文章中讨论的技术的结果将减少操作错误、减少开发时间和最小化维护成本。