文章來源：西安拽亙弗萊工業(yè)自動化科技有限公司
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisition的英文縮寫,國內(nèi)流行叫法為監(jiān)控組態(tài)軟件.從字面上講,它不是完整的控制系統(tǒng),而是位于控制設(shè)備之上,側(cè)重于管理的純軟件.
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisition的英文縮寫，國內(nèi)流行叫法為監(jiān)控組態(tài)軟件。從字面上講，它不是完整的控制系統(tǒng)，而是位于控制設(shè)備之上，側(cè)重于管理的純軟件。SCADA所接的控制設(shè)備通常是PLC(可編程控制器)，也可以是智能表，板卡等。 早期的SCADA運(yùn)行與DOS,UNIX，VMS。現(xiàn)在多數(shù)運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)中，有的可以運(yùn)行在Linux系統(tǒng)。SCADA不只是應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，如鋼鐵、電力、化工，還廣泛用于食品，醫(yī)藥、建筑、科研等行業(yè)。其連接的I/O通道數(shù)從幾十到幾萬不等。
拽亙弗萊開放工廠引擎中心 DOPEC 是一個基于微軟的服務(wù)器/客戶端結(jié)構(gòu)為加工設(shè)備廠自動化系統(tǒng)和企業(yè)的工廠監(jiān)控與質(zhì)量檢查來提供開放和透明的軟件集成方案. 它通過集成與分析實時過程與生產(chǎn)數(shù)據(jù)用可視化的圖形和儀表來直接顯示監(jiān)視與綜合分析的結(jié)果. DOPEC 能幫助優(yōu)化工廠生產(chǎn)性能, 提供管理階層的決策支持, 增強(qiáng)企業(yè)各部門的協(xié)調(diào)與配合。
DOPEC 能幫助企業(yè)優(yōu)化工廠運(yùn)營品質(zhì),提供決策依據(jù),增強(qiáng)企業(yè)各部門的相互協(xié)調(diào)以實現(xiàn)最大化的產(chǎn)量與利潤。 它通過集成生產(chǎn)數(shù)據(jù)和過程操作數(shù)據(jù)來預(yù)測與防止可能出現(xiàn)的問題來實現(xiàn)工廠和商業(yè)的良好運(yùn)行狀態(tài)。
DOPEC 是一個支持DDE (Dynamical Data Exchange) 和 OPC (OLE for Process Control)的軟件。 任何DDE服務(wù)器程序和OPC服務(wù)器程序都能本地聯(lián)結(jié)或遠(yuǎn)程聯(lián)結(jié)到DOPEC上, 故任何在DDE服務(wù)器和OPC服務(wù)器上的過程和商業(yè)數(shù)據(jù)都能被DOPEC采集, 分析和顯示。 拽亙弗萊設(shè)計了一套通訊協(xié)議來允許客戶開發(fā)他們自己的數(shù)據(jù)采集驅(qū)動程序然后嵌入到DOPEC系統(tǒng)中. DAcqServer (Data Acquisition Server) 和 AEAcqServer (Alarm/Event Acquisition Server) 可以和客戶開發(fā)的數(shù)據(jù)采集驅(qū)動程序通訊從而獲取過程和生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)、報警、事件等信息。
拽亙弗萊可以應(yīng)用DOPEC來幫助客戶開發(fā)SCADA系統(tǒng)。我們通過分析客戶需求，研究SCADA布局，確定任務(wù)組成，每個任務(wù)完成特定的功能。 位于一個或多個機(jī)器上的服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理(如量程轉(zhuǎn)換、濾波、報警檢查、計算、事件記錄、歷史存儲、執(zhí)行用戶腳本等)。
定制化將成解決SCADA系統(tǒng)安全性的趨勢
文章來源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載 發(fā)布時間：2012-05-10
SCADA仿真軟件或許能解決這一問題.這種SCADA仿真軟件不禁使人們想起了電廠用于起/停監(jiān)控的能源管理系統(tǒng).這一監(jiān)控軟件將可以將電力線路分成不同的區(qū)段,當(dāng)系統(tǒng)顯示正常是就可以完成電能的交換.
如果你是CXO，負(fù)責(zé)監(jiān)控一個復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施，包括一個SCADA系統(tǒng)，那么你最關(guān)心的可能就是怎么樣防止這一系統(tǒng)遭到外界的攻擊。由于很多復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施的脆弱部位已經(jīng)遍布世界各地，所以自動控制軟件也在不斷地加速改進(jìn)。但是要替換所有的控制系統(tǒng)可能還需要很多年。為了解決這一問題，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商一直在想盡辦法來監(jiān)測控制系統(tǒng)遭受攻擊的情況，以不斷的完善網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。他們可以通過身份驗證和入口控制等手段來和控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。隨著新一代控制系統(tǒng)的發(fā)展，監(jiān)控任務(wù)將主要由系統(tǒng)自己負(fù)責(zé)，所有的入口通道將可以識別是否有惡意用戶進(jìn)入。
但是當(dāng)涉及到電力、冶金、化工、水處理、核能等控制系統(tǒng)領(lǐng)域時，關(guān)注點就又有所不同了。這時研發(fā)人員就要考慮到在上述的特殊環(huán)境中遇到問題時該如何及時作出反應(yīng)。控制系統(tǒng)需要通過一系列的綜合性的測試。我們很難用一張數(shù)據(jù)表將所有可能發(fā)生的情況，及其與其他系統(tǒng)的協(xié)作問題挪列出來。在化工及水工業(yè)等高危行業(yè)中，一旦出現(xiàn)問題，結(jié)果可能將是災(zāi)難性的，所以這就更需要控制系統(tǒng)要做到精細(xì)化，來應(yīng)對可能出現(xiàn)的一連串的問題。
SCADA仿真軟件或許能解決這一問題。這種SCADA仿真軟件不禁使人們想起了電廠用于起/停監(jiān)控的能源管理系統(tǒng)。這一監(jiān)控軟件將可以將電力線路分成不同的區(qū)段，當(dāng)系統(tǒng)顯示正常是就可以完成電能的交換。這種仿真軟件有什么不同之處呢?由于我們很難為一個特定的行業(yè)制定一套監(jiān)控系統(tǒng)，比如說石化行業(yè)，這一模擬軟件就好比是為不同的行業(yè)所定制的，當(dāng)要將這一系統(tǒng)運(yùn)用于不同的行業(yè)時，客戶只需要提前進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和性能測試就可以了。當(dāng)然軟件錯誤也會使給系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的結(jié)果，所以在使用于特定行業(yè)之前必要的測試是必不可少的。
其他問題還包括內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)的連接情況。仿真軟件與線路網(wǎng)、控制器的連接情況也非常重要。這可能需要為這一監(jiān)控系統(tǒng)制定一款更為可靠地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。在未來的幾年，SCADA控制系統(tǒng)的弱點將會得到不斷的改進(jìn)。可能會出現(xiàn)運(yùn)用于不同工業(yè)控制環(huán)境、不同客戶類型的仿真軟件。隨著控制系統(tǒng)的不斷復(fù)雜化，仿真軟件的要求也會不斷的提高。鑒于安全方面的考慮，對于同一行業(yè)不同企業(yè)，軟件也會有不同的授權(quán)。
基于工業(yè)以太網(wǎng)的供水工程SCADA系統(tǒng)
供水工程的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用以計算機(jī)為核心和網(wǎng)絡(luò)信息化為基礎(chǔ)的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集SCADA系統(tǒng)整個系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)作為主要的通信平臺該系統(tǒng)將達(dá)到在調(diào)度控制中心完成對全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控調(diào)度管理的自動化水平，操作人員在調(diào)度控制中心通過SCADA系統(tǒng)可完成對管道的監(jiān)控和運(yùn)行管理。
具體表現(xiàn)為：各站場達(dá)到無人操作，有人值守的管理水平;自動控制系統(tǒng)將自動連續(xù)的監(jiān)測和控制管道的運(yùn)行，保證人身管道設(shè)備安全;使管道以最低的運(yùn)行成本最優(yōu)的工況正常運(yùn)行;采用的設(shè)備控制系統(tǒng)及材料是技術(shù)先進(jìn)性價比高能滿足所處環(huán)境和工藝條件在工業(yè)應(yīng)用中被證明是成熟的產(chǎn)品;各工藝站場的站控系統(tǒng)(Station Control System，SCS)和RTU與調(diào)度中心之間的通信采用一主一備的通訊通道，同時兼容GSM無線通訊等通道;調(diào)度控制中心與各個站場的SCS之間采用光纖進(jìn)行通信;調(diào)度中心與各站場在網(wǎng)絡(luò)上都是點對點的鏈接。
二、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
為了確保供水系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、可靠和高效的運(yùn)行，采用先進(jìn)的西門子自動化SCADA技術(shù)對其供水管網(wǎng)及配套設(shè)施的工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)，同時SCADA系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)(MIS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)相結(jié)合，這也是必然的發(fā)展趨勢它是整個供水系統(tǒng)中非常重要的部分
城市供水系統(tǒng)站控系統(tǒng)由RTU進(jìn)行站場的監(jiān)視和控制，并將站場管線上的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)以SCADA系統(tǒng)特有的數(shù)據(jù)規(guī)程，都遵守TCP/IP通訊協(xié)議，通過光纖通信數(shù)傳通道或GSM網(wǎng)無線網(wǎng)送至調(diào)度控制中心，并接受調(diào)度控制中心的操作指令，完成關(guān)鍵設(shè)備的遠(yuǎn)程控制要保證系統(tǒng)提供詳盡可靠的實時信息。及時發(fā)現(xiàn)隱患，突發(fā)事故維修現(xiàn)場的指揮調(diào)度反應(yīng)迅速，保持整個供水系統(tǒng)的業(yè)務(wù)聯(lián)系隨時暢通，就必須保證通信系統(tǒng)的絕對可靠性。
通信系統(tǒng)的設(shè)計原則是：
1.技術(shù)的先進(jìn)性：新建系統(tǒng)一次投資大，必須充分采用最新的成熟技術(shù)，避免技術(shù)落后重復(fù)改造重復(fù)建設(shè)，如采用光纖環(huán)網(wǎng)監(jiān)控中心各站場的管理運(yùn)行操作軟件統(tǒng)一化
2.系統(tǒng)建設(shè)的前瞻性：城市供水系統(tǒng)是復(fù)雜的信息管理系統(tǒng)，必須考慮新增的需求，如視頻監(jiān)測.用水信息管理等新老及將來的項目都必須極易兼容鏈接
3.經(jīng)濟(jì)實用性：在滿足語音數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時，要綜合考慮光纖通信網(wǎng)絡(luò)的綜合建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，采用最經(jīng)濟(jì)最可靠的綜合方案
4.系統(tǒng)的資源增值性：系統(tǒng)建設(shè)本身就是資源投資，必然考慮資源的增值性，鋪設(shè)光纖以資源投資的形式成為新的經(jīng) 濟(jì)增長點。
根據(jù)設(shè)計要求，選用雙冗余自愈環(huán)主干網(wǎng)，到各節(jié)點可采用“直線”，或“小環(huán)網(wǎng)”的接入方式對于集中在一個片區(qū)，或距離較近的幾個點，建議選用“小環(huán)網(wǎng)”的組網(wǎng)方式，可以提高可靠性，在其中某一段光纖出現(xiàn)通信故障，如因管道檢修維護(hù)造成光纜損傷的情況下不影響正常的語音視頻數(shù)據(jù)通信。
光纖采用單模，適用于SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系)技術(shù)，配以2.5Gb/s(STM16)，傳輸1550nm光信號通過光端機(jī)分離出若干個標(biāo)準(zhǔn)El(G.703)接口，組成PABX網(wǎng)。配合可提供El標(biāo)準(zhǔn)接口的路由器接入LAN(TCP/IP 10/100M)網(wǎng)對于無人值守的站點，不需要語音通信，也可選用光纖直接轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)的設(shè)備。
三、控制系統(tǒng)的配置組成
供水工程SCADA系統(tǒng)設(shè)有一個控制調(diào)度中心若千個站控系統(tǒng)幾十個管網(wǎng)監(jiān)控點(RTU)控制系統(tǒng)。近則幾百米、遠(yuǎn)則幾百公里。
控制調(diào)度中心的兩臺服務(wù)器要互為備份，協(xié)同工作，共同完成對各站控系統(tǒng)、管網(wǎng)監(jiān)控點進(jìn)行不間斷的監(jiān)控。
各站控系統(tǒng)和RTU作為SCADA系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制單元是保證SCADA系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，為調(diào)度控制中心調(diào)度管理與控制命令的遠(yuǎn)方執(zhí)行單元，是SCADA系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的監(jiān)控級SCS和RIU不但能獨立完成對所在工藝站場的數(shù)據(jù)采集和控制，而且將有關(guān)信息傳送給調(diào)度控制中心并接受下達(dá)的命令
站控系統(tǒng)主要由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、可編程邏輯控制器PLC、操作員工作站及進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵲O(shè)備組成。
RTU是一種獨二的小型智能控制設(shè)備，具有編程組態(tài)靈活功能齊全通訊能力強(qiáng)維護(hù)方便自診斷能力強(qiáng)，可適應(yīng)惡劣的環(huán)境條件可靠性高等特點。
各個站場的站控系統(tǒng)或RTU將完成對本工藝站場的監(jiān)控及連鎖保護(hù)等任務(wù)，并接受和執(zhí)行調(diào)度控制中心下達(dá)的命令。
綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)以下操作模式：
整個系統(tǒng)的調(diào)度控制中心集中監(jiān)視和控制;
站場的站控系統(tǒng)自動/手動控制;
站場單體設(shè)備(如壓縮機(jī)組)的自動/手動控制站場子系統(tǒng)的自動/手動控制;
就地手動操作控制
在正常情況下，由調(diào)度控制中心對全網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)視，對特別重要的個別設(shè)備也可進(jìn)行遠(yuǎn)方控制操作人員在調(diào)度控制中心通過計算機(jī)系統(tǒng)完成對全網(wǎng)的監(jiān)視操作和管理各站控制系統(tǒng)或RTU在調(diào)度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的控制任務(wù)控制權(quán)限由調(diào)度控制中心確定，經(jīng)調(diào)度控制中心授權(quán)后。才允許操作人員通過站控系統(tǒng)或RTU對各站進(jìn)行授權(quán)范圍內(nèi)的技術(shù)任務(wù)當(dāng)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)發(fā)生故障或系統(tǒng)檢修時，由站控系統(tǒng)或RTU應(yīng)獨自完成對本站的監(jiān)視控制。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備檢修或緊急停車時，可采用就地手動控制。
SCADA系統(tǒng)在正常和非正常的情況下將自動完成對輸水管道的監(jiān)控保護(hù)和管理。為了保證SCADA系統(tǒng)各站點之間的數(shù)據(jù)交換的實時性，使其及時準(zhǔn)確可靠協(xié)調(diào)高效率的工作，SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新應(yīng)采用多種方式進(jìn)行，如周期掃描例外掃描查詢例外報告報警等。
調(diào)度控制中心的實時服務(wù)器對各站控系統(tǒng)采用點對點的通訊方式，都是通過網(wǎng)絡(luò)在線進(jìn)行工作。
在正常情況下，系統(tǒng)采用周期掃描，即按固定周期有規(guī)律地集中更新數(shù)據(jù)，SCADA數(shù)據(jù)庫中的每一個點根據(jù)其性質(zhì)不同為它們定義不同的掃描周期SCADA系統(tǒng)管網(wǎng)全線掃描一次的數(shù)據(jù)更新時間不超過15s。
系統(tǒng)中有突發(fā)事件或特殊請求發(fā)生時(如發(fā)布操作命令對某一局部重點監(jiān)控發(fā)生報警等)，系統(tǒng)將中斷周期掃描，采用其他掃描方式工作，優(yōu)先保證重要數(shù)據(jù)/命令的傳輸，確保系統(tǒng)實時性。
(一)調(diào)度控制中心
如圖3所示，調(diào)度控制中心的SCADA計算機(jī)系統(tǒng)采用雙網(wǎng)冗余分布式SCADA計算機(jī)系統(tǒng)由SCADA實時數(shù)據(jù)服務(wù)器SCADA歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器SCADA WEB服務(wù)器分析服務(wù)器打印和應(yīng)用服務(wù)器操作員工作站工程師工作站管線模擬工作站背影系統(tǒng)投影儀.冗余磁盤陣列磁帶機(jī)打印機(jī)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和GPS時鐘設(shè)備等設(shè)備組成為提高系統(tǒng)的可靠性SCADA實時數(shù)據(jù)服務(wù)器SCADA歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器和局域網(wǎng)采用熱備冗余配置，調(diào)度控制中心通過骨干光纖環(huán)網(wǎng)與各個站控系統(tǒng)管網(wǎng)監(jiān)控點RTU通信。
使用西門子SIMATIC NET技術(shù)，組成開放性的工業(yè)以太網(wǎng)，符合IEEE802 3U規(guī)定。可從網(wǎng)絡(luò)中任何點進(jìn)行設(shè)備互動和故障檢查，具有冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)元件通過EMC測試，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并能夠適用了嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境中，通過以太網(wǎng)卡，即可實現(xiàn)與任何站控系統(tǒng)的PLC的通信連接，系統(tǒng)都遵循工TCP/IP通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上的以太網(wǎng)交換機(jī)，是實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)監(jiān)控功能的關(guān)鍵設(shè)備特別要指出的是，西門子交換機(jī)的光纖交換機(jī)模塊OSM和電氣交換機(jī)ESM模塊，成本低效率高，用西門子SCALANCE系列交換機(jī)，建立10/100Mbit/s的工業(yè)以太網(wǎng)，能方便構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，能提供功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量優(yōu)良的管理和診斷服務(wù)，為客戶提供理想化的網(wǎng)絡(luò)解決方案
(二)站控系統(tǒng)
站控系統(tǒng)是抽水泵站的控制系統(tǒng)，包括PS1、PS2、PS3;該系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程終端裝置RTU/PLC站控計算機(jī)通信設(shè)施及相應(yīng)的外部設(shè)備組成站控系統(tǒng)由RTU/PLC進(jìn)行站場的監(jiān)視和控制，并將站場管線的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)以SCADA系統(tǒng)特有的數(shù)據(jù)規(guī)程，通過光纖通道送至調(diào)度控制中心，并接受調(diào)度控制中心的操作指令，完成關(guān)鍵設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。
站控系統(tǒng)具有獨立運(yùn)行的能力，當(dāng)SCADA系統(tǒng)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障或站控系統(tǒng)與調(diào)度控制中心的通信中斷時，不影響其數(shù)據(jù)采集和控制功能
利用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)。
PLC的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理，操作員通過SCADA軟件可以了解泵站的工作狀況，控制管網(wǎng)的運(yùn)行。
使用開放性工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)，符合正EE802.3U，可從網(wǎng)絡(luò)中任何點進(jìn)行設(shè)備啟動和故障檢查，具有冗余網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)服務(wù)器通過配置以太網(wǎng)卡即可實現(xiàn)與PLC的即時通信連接，系統(tǒng)遵循TCP/IP通信協(xié)議。
(三)管網(wǎng)監(jiān)控點
本工程的管網(wǎng)監(jiān)控點包括：壓力穩(wěn)定裝置——PI站提升池站幾十個管網(wǎng)沿線城市分輸站。
這些監(jiān)控點的PLC和工作站計算機(jī)之問的通信用局域網(wǎng)實現(xiàn)，使用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議來完成PLC和計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)共享資源
以上各類監(jiān)控站通常分布在城網(wǎng)管線上，在野外且無人值守，根據(jù)實際環(huán)境的考慮，如果有必要還可采用戶外型PLC,適用于惡劣環(huán)境。對PLC的設(shè)計采用集中式原則，PLC通過I/O口采集或控制相應(yīng)的信號量通過以太網(wǎng)通信模塊，由以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖接口設(shè)備連接到主干光纖網(wǎng)，為方便操作，也可通過適配器完成便攜式PC對PLC的操作
四、結(jié)語
對于供水工程SCADA控制系統(tǒng)設(shè)計方案，本文僅就其中的工業(yè)以太網(wǎng)部分如何應(yīng)用西門子自動化技術(shù)購建開放性的監(jiān)控系統(tǒng)作了介紹，為類似工程的自控系統(tǒng)設(shè)計提供一個參考。
隨著工業(yè)控制技術(shù)和IT技術(shù)的不斷發(fā)展，國際上先進(jìn)自動化控制理念和技術(shù)在水行業(yè)越來越受到廣泛的推崇。以工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的集散監(jiān)控系統(tǒng)已成為水行業(yè)自動化的主流通過標(biāo)準(zhǔn)開放的TCP/IP協(xié)議100Mbps快速以太網(wǎng)(1000Mbps以上的快速以太網(wǎng))將各種控制設(shè)備及不同的網(wǎng)絡(luò)都能無縫連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸和實時控制，對水行業(yè)來說是安全可靠和經(jīng)濟(jì)適用的。
Proficy HMI/SCADA - iFIX在電廠化學(xué)自動加藥系統(tǒng)中的應(yīng)用
一、概述
化學(xué)水處理系統(tǒng)是火電廠的主要輔助系統(tǒng)之一，它與電廠生產(chǎn)過程密切相關(guān)，其正常運(yùn)行是保證機(jī)組可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，因此如何可靠、有效地對其進(jìn)行監(jiān)控十分重要，這就要求監(jiān)控系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確地反映水質(zhì)情況，近年來隨著電廠自動化程度的提高，通過現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、過程可視化及過程監(jiān)控功能，使得這一過程很容易的得以實現(xiàn)，Proficy HMI/SCADA - iFIX 是GE Fanuc 職能設(shè)備軟件產(chǎn)品家族中的一個基于Windows 的HMI/SCADA 組件，提供了生產(chǎn)操作的過程可視化、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)監(jiān)控。ProficyHMI/SCADA - iFIX 可以精確地監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程，在此基礎(chǔ)上通過網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)庫共享，可實現(xiàn)化學(xué)加藥系統(tǒng)水汽品質(zhì)參數(shù)的全廠數(shù)據(jù)共享。
二、加藥系統(tǒng)工藝簡介
化學(xué)自動加藥系統(tǒng)主要用于電廠給水、爐水、凝結(jié)水、閉式冷卻水及廢水的水質(zhì)調(diào)節(jié)，是通過投加化學(xué)藥品(氨、聯(lián)氨、磷酸鹽等)到相應(yīng)的管道中，通過一系列的化學(xué)反應(yīng)，控制電廠用水的酸堿度、離子濃度等參數(shù)，達(dá)到控制水質(zhì)，保護(hù)運(yùn)行系統(tǒng)中的管路和設(shè)備的目的。
化學(xué)自動加藥控制系統(tǒng)接收來自取樣系統(tǒng)的水質(zhì)分析信號(通常是4~20mA DC 的電流信號)，并把該信號送進(jìn)加藥系統(tǒng)的控制儀表或PLC 系統(tǒng)，經(jīng)控制儀表或PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)整定和PID 運(yùn)算，輸出控制信號調(diào)節(jié)計量泵的沖程或轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)加藥量的目的，藥品加到補(bǔ)水母管中，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到調(diào)節(jié)水質(zhì)的目的。水處理系統(tǒng)在加藥點后一定距離設(shè)取樣點，通過取樣裝置上分析儀表進(jìn)行水質(zhì)分析輸出取樣信號反饋到化學(xué)自動加藥控制系統(tǒng)，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，以達(dá)到精確控制電廠用水水質(zhì)的目的。在該系統(tǒng)中可編程控制器主要完成計量泵、攪拌器、電動閥等設(shè)備的監(jiān)控、連鎖保護(hù)、溶液箱的液位及運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測，以及取樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析、處理功能。
三、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)中分成三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由就地PLC 和就地工作站以及交換機(jī)構(gòu)成了車間級的局域網(wǎng)絡(luò)，PLC 下位機(jī)主要負(fù)責(zé)加藥系統(tǒng)以及汽水取樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及控制，由控機(jī)構(gòu)成的就地工作站，在該工作站上運(yùn)行Proficy HMI/SCADA - iFIX 組態(tài)軟件,實現(xiàn)加藥系統(tǒng)及汽水取樣系統(tǒng)集中監(jiān)視、管理、模擬量控制、自動順序控制、組態(tài)及遠(yuǎn)程監(jiān)控操作，兩臺交換機(jī)及光電收發(fā)器構(gòu)成的通訊接口部分，該部份負(fù)責(zé)提供化學(xué)加藥及汽水取樣控制系統(tǒng)與電廠輔網(wǎng)的通訊接口，通過該接口接入由各個車間的局域網(wǎng)構(gòu)成的電廠輔網(wǎng)系統(tǒng)，最后由輔網(wǎng)與其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成整個電廠的廠級網(wǎng)絡(luò)，所有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均采用雙網(wǎng)冗余熱備，所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均采用100 TCP/IP 協(xié)議冗余光纖以太星形網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來完成。
四、硬件配置
1.就地工作站
為了滿足工藝過程的控制要求，就地工作站采用了工業(yè)控制計算機(jī)
2.PLC 系統(tǒng)
(1)主站(兩個主站配置相同)
(2)RIO 從站2
(3)RIO 從站3
五、軟件組態(tài)
就地工作站的監(jiān)控軟件采用Proficy HMI/SCADA - iFIX 組態(tài)軟件開發(fā)，通過數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的配置，它可以直接讀寫PLC 所有的變量，對采集到的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控;它可以連續(xù)監(jiān)視設(shè)備，就設(shè)備任何故障的報警以文字、圖形、聲音等方式通知操作人員;它還可以將報警信息、登錄信息、交接班信息等寫入數(shù)據(jù)庫中，以備日后查詢，化學(xué)加藥監(jiān)控系統(tǒng)有如下功能：
(1) 工藝系統(tǒng)圖：該畫面通過編程實現(xiàn)動態(tài)模擬顯示化學(xué)加藥系統(tǒng)的藥品配制及投加過程。對整個生產(chǎn)過程中的計量泵、攪拌器等設(shè)備的手動、自動控制，并完成對加藥處理過程中的水汽參數(shù)的在線監(jiān)測功能，對生產(chǎn)過程中的反饋信息做出及時的分析處理，組態(tài)圖參見附圖。
(2) 系統(tǒng)登錄及操作權(quán)限：在控制系統(tǒng)的組態(tài)時，由于就地監(jiān)視器具有工程站和操作員站的功能，把用戶進(jìn)行了分組，把所有的用戶分成兩組，即工程師組和操作員組，每個組下包含不同數(shù)量的用戶，每個用戶設(shè)置自己專用的密碼。工程師組和操作員組具有不同的使用權(quán)限，工程師組具有系統(tǒng)編程及組態(tài)，添加刪除操作員用戶，配置系統(tǒng)功能等權(quán)限。每個操作員操作系統(tǒng)時，首先要根據(jù)自己的用戶名和密碼進(jìn)行登錄，由于電廠實行三班運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)制，每個操作員登錄后只有8 小時的操作權(quán)限，超過8 小時后自動注銷，防止忘記注銷引起的誤操作，操作員的權(quán)限只限于設(shè)備的運(yùn)行操作，無權(quán)對系統(tǒng)組態(tài)及退出當(dāng)前的運(yùn)行系統(tǒng)。另外，在本工程中采用了兩級網(wǎng)絡(luò)控制，即就地車間網(wǎng)絡(luò)控制和輔網(wǎng)控制，輔網(wǎng)控制權(quán)限高于就地控制，當(dāng)系統(tǒng)處于輔網(wǎng)控制狀態(tài)下，就地工作站只能監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而無權(quán)對設(shè)備進(jìn)行操作。
(3) 報警記錄：實時地發(fā)出所有發(fā)生故障的參數(shù)的聲光報警，提醒值班人員采取相應(yīng)的措施。在報警一覽表中可進(jìn)行確認(rèn)單個報警、刪除單個報警，確認(rèn)所有報警、刪除所有報警的功能。本系統(tǒng)還根據(jù)不同的加藥系統(tǒng)劃分了不同的報警區(qū)域，當(dāng)從某一畫面打開報警一覽表時，只顯示與本畫面有關(guān)的報警，實現(xiàn)方式：在配置模式下，雙擊報警一覽表中的報警匯總控件，在FILTER 表單中設(shè)置過濾條件，即需查看的相應(yīng)報警區(qū)，為了實現(xiàn)顯示報警的監(jiān)控流程圖畫面的功能，在添加數(shù)據(jù)點時，須在報警擴(kuò)展字段中填寫相應(yīng)的監(jiān)控畫面圖的圖形名稱，此功能才能實現(xiàn)。
(4) 實時、歷史曲線： 在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，要實時或歷史查詢某些取樣系統(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)，觀測加藥過程中的水質(zhì)調(diào)節(jié)效果。在本工程中設(shè)置了數(shù)據(jù)趨勢圖，在該趨勢圖中可同時顯示多條歷史和實時曲線，每條曲線可以設(shè)置不同的顯示顏色進(jìn)行區(qū)別。
(5) 報表打印：可以按用戶需要的時間段查詢?nèi)酉到y(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)，并進(jìn)行分析比較。Proficy HMI/SCADA - iFIX 中內(nèi)嵌了VBA 的腳本功能，使得實現(xiàn)系統(tǒng)報表變得十分簡單。本系統(tǒng)中使用ODBC 和EXCEL 相結(jié)合的方法，在Proficy HMI/SCADA - iFIX 定期保存的數(shù)據(jù)標(biāo)簽歷史庫中，根據(jù)用戶所定義的起始時間和時間間隔查詢所需的數(shù)據(jù)，然后把查詢到的數(shù)據(jù)寫到EXCEL 的報表模版中，進(jìn)行存儲或打印。
六、結(jié)束語
通過在實際工程中的應(yīng)用，證明了該系統(tǒng)與電廠輔網(wǎng)系統(tǒng)有著良好的兼容性，提高了電廠水質(zhì)控制的精度，減少了工作人員現(xiàn)場操作的工作量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
SCADA監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)須知
個別殺毒軟件在升級的時候由于測試用例覆蓋不全等原因會對工業(yè)控制系統(tǒng)的一些設(shè)備通訊代碼產(chǎn)生誤報情況,影響 SCADA系統(tǒng)的通訊,比如針對力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl6.1在某些特定控制系統(tǒng)就出現(xiàn)了與力控SCADA軟件連接的所有數(shù)據(jù)點都采集不到數(shù)據(jù)了.
殺毒軟件誤報處理：
因為國內(nèi)應(yīng)用各種殺毒軟件特征碼涵蓋很多，個別殺毒軟件在升級的時候由于測試用例覆蓋不全等原因會對工業(yè)控制系統(tǒng)的一些設(shè)備通訊代碼產(chǎn)生誤報情況，影響 SCADA系統(tǒng)的通訊，比如針對力控監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl6.1在某些特定控制系統(tǒng)就出現(xiàn)了與力控SCADA軟件連接的所有數(shù)據(jù)點都采集不到數(shù)據(jù)了!
處理方法如下：
故障現(xiàn)象：
自2010年10月12日殺毒軟件升級起, 部分運(yùn)行力控ForceControl6.1計算機(jī)的力控IO監(jiān)控器IO Monitor 出現(xiàn)停止工作的現(xiàn)象。目前已報告共有4例，現(xiàn)象全部一致，機(jī)器共同特點是均安裝了免費(fèi)的360殺毒軟件。
處理過程：
打開力控IO監(jiān)控器IO Monitor,，發(fā)現(xiàn)所有連接設(shè)備的變量的數(shù)值都為零。 在連接“設(shè)備”例如 上點擊右鍵,發(fā)現(xiàn)"數(shù)據(jù)包"信息窗口不能彈出。嘗試重啟通道、重啟力控軟件、重啟計算機(jī)甚至重裝力控軟件均無法解決問題。
經(jīng)過力控工程師的分析發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象由于力控IO監(jiān)控器IO Monitor 與數(shù)據(jù)庫DB注冊的報文被360殺毒軟件誤認(rèn)新病毒的特征碼，因此阻止了報文發(fā)送而引起。將360殺毒軟件停止運(yùn)行或卸載系統(tǒng)即可恢復(fù)正常運(yùn)行。
不僅如此，在安裝力控SCADA軟件時360殺毒軟件有時也會阻止XkeyServer.exe、Drawcom.ocx、DBcommserver.exe安裝或運(yùn)行。
為了避免由于與部分殺毒軟件沖突而誤殺造成的力控軟件不能正常運(yùn)行，廣大客戶留意上述現(xiàn)象,并針對處理,以免對您的工作和系統(tǒng)造成困擾，同時,建議也可以考慮物理級隔離的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),來確保系統(tǒng)的100%安全。
SCADA軟件系統(tǒng)安全保護(hù)神—工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)pSafetyLink
“超級工廠病毒”-Stuxnet木馬遭黑客大肆傳播已經(jīng)感染了全球45000個以上的大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，病毒可以通過移動存儲介質(zhì)和局域網(wǎng)進(jìn)行傳播，并且利用西門子公司控制系統(tǒng)(SIMATIC WinCC/Step7)存在的漏洞感染數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(簡稱SCADA)。
面對病毒、黑客大肆入侵，北京三維力控科技推出由公安部認(rèn)證的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)產(chǎn)品—pSafetyLink正是一款可以解決此類問題的產(chǎn)品，加強(qiáng)工業(yè)SCADA系統(tǒng)安全防護(hù)。
力控工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)網(wǎng)關(guān)pSafetyLink，是一種專為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計的防護(hù)設(shè)施，用于解決工業(yè)SCADA控制網(wǎng)絡(luò)如何安全接入信息網(wǎng)絡(luò)(外網(wǎng))的問題。它與防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備本質(zhì)不同的地方是它阻斷網(wǎng)絡(luò)的直接連接，只完成特定工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的交換。由于沒有了網(wǎng)絡(luò)的連接，攻擊就沒有了載體，如同網(wǎng)絡(luò)的“物理隔離”。由于目前的安全技術(shù)，無論防火墻、UTM等防護(hù)系統(tǒng)都不能保證攻擊的一定阻斷，入侵檢測等監(jiān)控系統(tǒng)也不能保證入侵行為完全捕獲，所以最安全的方式就是物理的分開。
pSafetyLink通過內(nèi)嵌的高性能工業(yè)通信軟件，支持各種主流工業(yè)SCADA通信標(biāo)準(zhǔn)，如：OPC、Modbus、DNP3等。
pSafetyLink通過內(nèi)部的雙獨立主機(jī)系統(tǒng)，分別接入到控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)，雙主機(jī)之間通過專用硬件裝置連接，從物理層上斷開了控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的直接網(wǎng)絡(luò)連接。從而有效地防御黑客攻擊和病毒的入侵，完成工業(yè)自動化系統(tǒng)的信息安全保護(hù)。
