Scada Sistem

8/6/2019 Scada Sistem

1/28

VIEW 4 SCADA S stem za na zor, uprav an e a v z c u pogons po ata a

Kosti Dejan 1

Sadraj:

1. UVOD ........................................................................................................................................ 21.1 Namena sistema VIEW4 SCADA ............................................................................... 21.2 Konfiguracija sistema VIEW4 SCADA ...................................................................... 2

1.2.1 Komponente sistema VIEW4 SCADA ......................................................... 2

1.2.2 Programska organizacija sistema VIEW4 SCADA ...................................... 41.3 Hardver za realizaciju sistema VIEW4 SCADA.......................................................... 51.4 Sistemski softver za realizaciju sistema VIEW4 SCADA ........................................... 61.5 Aplikativni programski paket sistema VIEW4 SCADA ............................................. 7

2. VIEW4 SERVER..................................................................................................................... 82.1 Namena ........................................................................................................................ 82.2 Funkcionalni blok-dijagram ......................................................................................... 82.3 Baze podataka .............................................................................................................. 92.4 Komunikacija sa procesnim stanicama (RTU) .......................................................... 10

2.5 Viestruki VIEW4 Serveri ......................................................................................... 112.6 Obrade pogonskih podataka ....................................................................................... 122.6.1 Konverzije pogonskih podataka .................................................................. 122.6.2 Standarde obrade pogonskih podataka ........................................................ 122.6.3 Obrade drugih podataka .............................................................................. 13

2.7 Pogonski dogadjaji ..................................................................................................... 132.8 Arhiviranje pogonskih podataka ................................................................................ 142.9 Post mortem i druge analize ....................................................................................... 142.10 HMI podrka ............................................................................................................ 142.11 Sinhronizacija vremena ............................................................................................ 15

2.12 Nadzor ispravnog rada sistema (self-monitoring) ............................................ 153. PODSISTEM VIEW4 HMI .................................................................................................. 16

3.1 Dinamiko prezentiranja podataka ............................................................................ 163.2 Primeri ....................................................................................................................... 17

4. ARHIVSKI PODSISTEM VIEW4 ....................................................................................... 194.1 VIEW4 arhiviranje pogonskih podataka ................................................................... 194.2 VIEW4 analize i izvetavanja ................................................................................... 20

5. VIEW4 NETVIEW ................................................................................................................ 236. VIEW4 SYSTEM MANAGEMENT GATEWAY .............................................................. 247. ALATI VIEW4 ....................................................................................................................... 25

7.1 Konfiguracioni programi ........................................................................................... 257.2 Editori ........................................................................................................................ 26

7.2.1 Editori baza podataka .................................................................................. 267.2.2 Editori za dinamiko prezentiranje podataka .............................................. 267.2.3 Editori formulara izvetaja .......................................................................... 277.2.4 Editori sekvencijalnih komandi .................................................................. 27

7.3 Task Menaderi .......................................................................................................... 28LITERATURA ... 28


2/28


Kosti Dejan 2

1. UVOD1.1 Namena sistema VIEW4 SCADA

Sistem VIEW4, ili kako ga esto nazivamo Sistem VIEW4 SCADA, predstavljaintegrisani sistem za nadzor i upravljanje industrijskim procesima, posebno prilagodjen velikim isloenim upravljakim sistemima kao to su elektroenergetski sistemi, sistemi zavodosnabdevanje, gasovodni sistemi, irigacioni sistemi, kao i drugi geografski i prostornorazudjeni procesni sistemi. Sistem VIEW4 spada u katergoriju SCADA sistema (odakle potie injegov alternativni naziv), po engleskoj skraenici za: Supervisory, Control And DataAcquisition, ili u prevodu: Sistem za nadzor, upravljanje i akviziciju podataka.

Sistem VIEW4 ostvaruje svoju misiju kroz realizaciju sledecih grupa zadataka: Akviziciju pogonskih podataka iz procesa; Vizuelizaciju i prezentiranje prikupljenih procesnih podataka; Obezbedjenje interaktivne HMI sprege (Human Machine Interface) za potrebe nadzora i

upravljanja; Online obrade podataka u realnom vremenu; Arhiviranje pogonskih podataka; Neprekidna kontrola rada sistema i odravanje sistema.

1.2 Konfiguracija sistema VIEW4 SCADA

Sistem VIEW4 SCADA predstavlja sloeni upravljaki sistem koji se sastoji od veegbroja komponenti koje su medjusobno spregnute na optimalni nain da bi odgovorile postojeimoperativnim zahtevima karakteristinim za odgovarajue procesno okruenje. Inherentnaotvorenost i fleksibilnost sistema VIEW4 omoguuje razliito konfigurisanje sistema radiispunjenja brojnih upravljako-nadzornih zadataka, inei sistem VIEW4 SCADA pogodnim za primenu u upravljanju razliitim procesima. Pri tome, u organizacionom smislu, nekidelovi/komponente sistema su nezaobilazni i uvek potrebni (oni su obavezni), dok su drugi

opcioni, odnosno koriste se prema potrebi.Svaka komponenta sistema VIEW4 SCADA obuhvata dva glavna dela: potrebnihardverski deo, i odgovarajuu programsku podrku. Strogo govorei, sistem VIEW4 SCADA predstavlja ustvari programski paket koji se sastoji od brojnih sistemskih i aplikativnih programa. Medjutim, svaka konfiguracija sistema VIEW4 zahteva i odgovarajui prateihardver, i ne moe se nikako zanemariti veoma znaajan uticaj hardvera na karakteristike sistemaVIEW4 SCADA u svakoj konkretnoj primeni.

1.2.1 Komponente sistema VIEW4 SCADA

Centralnu i najvaniju komponentu sistema VIEW4 SCADA predstavlja VIEW4

Server, koji poseduje tri glavne sistemske baze podataka: bazu izvornih (strukturnih) podataka(source DB), bazu konfiguracionih podataka (configuration DB) i bazu tekuih podataka (real-time DB). VIEW4 Server prikuplja pogonske podatke iz procesa kroz komunikaciju saprocesnim stanicama, obradjuje i arhivira prikupljene podatke za kasniju analizu, i obezbedjujeosnovnu podrku za rad VIEW4 HMI podsistema (podsistemi za spregu sa korisnicima). Vei broj programskih online i offline alata takodje predstavlja deo programskog paketa VIEW4Servera.

Osnovne funkcije VIEW4 Servera su praktino ostvarljive i pri jednostavnimhardverskim konfiguracijama sa jednim racunarom. Medjutim, visoko-pouzdana (high-availability) reenja, kao i zahtevi za visokom fleksibilnou sistema VIEW4 SCADA


3/28


Kosti Dejan 3

uslovljavaju sloenije konfiguracije. VIEW4 Server je lako prilagoditi potrebama za potpuno ilidelimino redundantnim reimima rada kao to su: sistemi sa vruom rezervom, paralelniserveri, hladna rezerva, ili slino sa automatskom detekcijom kvara i prebacivanjem rada(poznatim pod nazivom automatski failover). Svaki od navedenih redundantnih scenarija je upotpunosti podran od strane samog VIEW4 Servera.

VIEW4 Server takodje podrava jedan ili vie VIEW4 HMI podsistema (skraenicaHMI oznaava: Human-Machine Interface, odnosno spregu sa korisnikom). HMI programska podrka je kompatibilna sa standardom X11/HMIF Motif, i omoguuje dinamiko prezentiranje podataka, prikaze dogadjaja i trendova, sortiranja podataka, razliite tabelarne prikaze, dijalog sa korisnikom, procedure za arhiviranje pogonskih podataka za post-mortemanalize, itd. Tipino, HMI podsistem se realizuje na posebnom hardveru (nezavisnom raunaru)sa jednim (to je standardno reenje) ili vie (do 4) displej monitora. Uobiajeni naziv za jedantakav autonomni HMI podsistem jeste HMI radna stanica. Sistemi sa vie HMI radnih stanicadonose niz prednosti jer omoguuju prezentiranje podataka i dijalog u isto vreme na viemonitora, i to za svako pojedinano korisniko/operatorsko radno mesto. Pri svemu tome, zadinamiko prezentiranje podataka je obezbedjena puna vektorska podrka, to omoguujezumiranja i prezentiranje detalja baziranih na varijaciji primenjenog nivoa zumiranja.

Sama akvizicija pogonskih podataka iz procesa se obavlja uz pomo specijalizovaneopreme za daljinski ili lokalni nadzor, tzv. RTU opreme (prema engleskoj skraenici RTU -Remote Terminal Unit), a uz podrku RTU komunikacionog podsistema, koji moe biti (ali tonije i obavezno) realizovan kao poseban front-end komunikacioni procesor/raunar FEP.Korienje FEP-a je preporuljivo jer prua veu fleksibilnost i predstavlja robustnije reenje.VIEW4 RTU komunikacioni podsistem u potpunosti ispunjava standarde i uslovesedmonivoiskog ISO/OSI referentnog modela (International Standard Organization / OpenSystem Interconnection Referent Model).

VIEW4 podsistem za arhiviranje obezbedjuje selektivno prikupljanje i uvanjepogonskih podataka iz procesa, a za potrebe kasnijih statistikih i analitikih obrada. U skladu sadefinisanim sistemskim kriterijumima, online se formiraju i uvaju razliiti tipovi arhiva pogonskih podataka. Podsistem za arhiviranje moe biti organizovan kao autonomnakomponenta VIEW4 SCADA sistema, i realizovana kao posebni namemski raunar sa prateom programskom podrkom. Koristi od primene autonomnog podsistema za arhiviranje suviestruke takav podsistem omoguuje moderno, unapredjeno i efikasno arhiviranje, oslobadjaVIEW4 Server za obavljanje drugih poslova, i olakava administraciju samog arhiviranja.

U sluaju vie-raunarskih konfiguracija, svi raunari su medjusobno povezani ulokalnu CSMA-CD raunarsku mreu (poznatiju pod nazivom: Ethernet LAN Local Area Network), uz punu primenu TCP/IP standarda i protokola. Po potrebi, odredjene VIEW4komponente mogu biti alocirane i na veim rastojanjima i tada se povezuju u raunarsku mreutipa WAN (Wide Area Network), uz moguu primenu raspoloive SCADA SCADAkomunikacione programske podrke. Takodje je podrana i komunikacija sa udaljenimkontrolnim/upravljakim/dispeerskim centrima, koja moe biti bazirana na RTU Gateway iliTASE2.0 komunikacionim protokolima.

Opciono, online pristup akviziranim i procesiranim podacima moe biti dozvoljen iudaljenim korisnicima (pod ovim terminom se podrazumevaju korisnici izvan pripadajuihrelevantnih centara), a to se opet moe ostvariti na dva naina:

1) Korienjem raunara udaljenog korisnika kao X terminala odnosno, korienjemudaljenih VIEW4 HMI radnih stanica na kojima se obezbedjuje deo uobiajenih lokalnihHMI aktivnosti. Udaljene radne stanice bazirane na Windows operativnom sistemumoraju biti podrane i odgovarajuim X11 emulatorom (npr. CygWin, Exceed, ili sl.)

2) Korienjem veb tehnologija - odnosno primenom VIEW4 WEB SSL servera iNETVIEW aplikacije, mogue je selektivno grupisanje SCADA podataka za potrebe vebpretraivanja. Da bi se spreile eventualne zloubotrebe, pristup podacima se viestruko


4/28


Kosti Dejan 4

zatiuje: SSL kriptovanjem, podaci ostaju u okviru intranet mree kompanije,uvodjenjem token-a (cookies) i drugim TCP/IP ogranienjima. Pogodnost ovakavpristupa se ogleda u injenici da se ne zahteva nita posebno na strani raunara udaljenogkorisnika praktino svaki internet pretraiva u potpunosti ispunjava potrebneuslove.(Internet Explorer, Safari, Firefox, Mozilla, ..).

Sinhronizacija vremenau okviru sistema VIEW4 SCADA se obavlja uz pomo GPS iNTP tehnologija. GPS pristup zahteva GPS prijemnik referentnog vremena koji se povezuje naVIEW4 Server. Opciono, referentno vreme se moe obezbediti i iz tri javna NTP STRATUS-2interenet servera. Dalja interna sinhronizacija vremena (u okviru same lokalne VIEW4 SCADAmree, a na osnovu primljenog referentnog vremena) je bazirana na NTP protokolu (NetworkTime Protocol, koji se oslanja na TCP/IP protocol).

Jedan primer VIEW4 SCADA sistema u kontrolno-upravljakom centru, saredundantnom konfiguracijom VIEW4 Servera, autonomnim HMI podsistemima i autonomnimpodsistemom za arhiviranje pogonskih podataka, je prikazan na Sl. 1.

Slika 1: Jedan primer VIEW4 SCADA konfiguracije

1.2.2 Programska organizacija sistema VIEW4 SCADA

VIEW4 SCADA predstavlja sloeni programski paket, koji karakterie razradjena i

sofisticirana struktura i organizacija. ak i opis samog paketa predstavlja izazov, a da nespominjemo njegovu funkcionalnu integraciju i kasnije odravanje. U tom smislu, pokuaemoda pojednostavimo opis samog paketa u najveoj moguoj meri. Programski paket VIEW4 jeorganizovan kao skup veeg broja upravljivih programskih entiteta (celina) odredjene namene,koji medjusobno razmenjuju podatke kroz unapred definisani softverski interfejs: protokole,standarde i sistemska pravila. Takva modularna programska organizacija je primenjena odvrha do dna, donosei direktne koristi u veoj fleksibilnosti i skalabilnosti samog sistema,lakem odravanju i dogradnji, kao i efikasnijoj i ekonominijoj primeni sistema. Glavniprogramski entiteti su:


5/28


Kosti Dejan 5

JEZGRO VIEW4 (VIEW4 CORE) centralni i nezaobilazni aplikativno-rezidentni programski deo koji obezbedjuje potrebno programsko okruenje (tzv. runtimeenvironment RTE) za izvrenje svih programa VIEW4 SCADA sistema.

VIEW4 MODUL vei zaokrueni aplikativni programski entitet iji je cilj izvrenjeodredjenog posla, odnosno grupe zadataka u okviru SCADA sistema. Sam modul moebiti obavezan (neophodan za rad sistema), ili opcioni (po potrebi, ili na zahtev).

VIEW4 PLUGIN aplikativni programski entitet iji je cilj izvrenje odredjenogzadatka (ili funkcije) u okviru SCADA sistema. Glavna karakteristika VIEW4 plugina jeste njegova jednostvana implementacija kao to njegov engleski naziv na to ineposredno ukazuje (plugin je engleska re za utika), VIEW4 plugin se moe jednostavno ukljuiti u, ili iskljuiti iz VIEW4 programskog paketa. Sam pluginmoe takodje biti obavezan ili opcioni.

VIEW4 ALATI vei broj programa za konfigurisanje, editovanje, dijagnostiku iodravanje sistema, online i offline utility programa i programskih alata, i drugihprograma za podrku. Ovi alati su formalno uvek opcioni, iako su praktino neophodni zauspeno rukovanje i odravanje VIEW4 SCADA sistema.

Navedena lista programskih entiteta odgovara organizaciji programa gore-ka-dole, gde

nii programski entiteti mogu predstavljati konstitutivne elemente na viim nivoima. Takavpristup pomae u opisu i boljem razumevanju aplikativnog softvera VIEW4 SCADA sistema. Ontakodje ukazuje i na veoma znaajne osobine sistema: fleksibilnost, skalabilnost i dogradljivost jednostavno, zamenom odredjenog programskog entiteta, mogue je znatno poboljati starijeinstalacije novim i boljim tehnolokim reenjima.

Mnogi od navedenih programskih entiteta su projektovani i izvedeni kao master/slaveaplikacije. Master/slave koncept omoguuje fleksibilnu alokaciju programskih resursa, premakonkretnoj potrebi i zavisno od konfiguracije SCADA sistema. To praktino znai da se isti programski entitet moe lako prilagoditi razliitim RTE okruenjima: striktno lokalnom, ilidistribuiranom (udaljenom).

1.

3 Hardver za realizaciju sistema VIEW4 SCADASistem VIEW4 SCADAje projektovan za, i izvrava se na, Intel x86, x86_64 i PowerPC

platformama. Druge hardverske platforme podrane Linux operativnim sistemom su takodje prihvatljive ali se ne preporuuju. Primenjeni hardver takodje zavisi i od izbora sistemskogsoftvera: Linux verzije i distribucije. Tipian primer potrebnog hardvera je dat u nastavku:Procesor i memorija:

Intel, AMD, Cyrix, i VIA procesoriMinimalni zahtevi za Intel 32/64-bit verziju:

Intel Pentium II ili bolji procesor Preporuuje se 400 MHz Pentium II, ili boljiPreporuuje se RAM 4GB, ili vie vrsti (Hard) Disk: Minimalni prostor potreban u poetnojfazi iznosi 500 MB, uz zahtev za dopunskih 275 MB tokom instalacije. Medjutim, za kompletnuinstalaciju VIEW4 SCADA paketa, ukljuujui potrebne sistemske kompajlere, interpretere ibaze podataka, potrebni ukupni disk prostor iznosi 25 GB. U to nije ukljuen prostor za potrebearhiviranja pogonskih podataka, koji zavisi od postojeih tehnikih zahteva i primenjenekonfiguracije VIEW4 SCADA sistema.Napomena: Preporucuje se redundantne konfiguracije diskova posebno hardware RAIDdiskovi.Magistrala (Bus):

Preporuuje se PCI (Peripheral Computer Interconnect) ili PCI Express


6/28


Kosti Dejan 6

Mrena kartica (Network Interface Card NIC):100/1000 Mbs Ethernet (TCP/IP kompatibilna)RJ45 ili Fiber cable interface

U/I sprega (I/O Interface):Minimum 4/8 USB-II (Universal Serial Bus II)Drugi standardni PC I/O prikljuci

Komunikacioni hardver (Communication Interface):Interni / eksterni modem

1.4 Sistemski softver za realizaciju sistema VIEW4 SCADA

Sistemski softver ini primenjeni hardver operabilnim, obezbedjujui neophodno programsko RTE okruenje (real.time environment) za izvrenje aplikativnih programa. Podsistemskim softverom se podrazumeva: operativni sistem OS sa svojim kernelom, bibliotekamai el (shell) interpreterima, OS RTE utility programima, drugim CLI interpreterima (CommandLanguage Interpreters), sistemskom podrkom za editovanje, kompilaciju (prevodjenje) idebagovanje programa, kao i druge specifine softverske pakete potrebne za uspeno izvrenjeaplikativnih programa VIEW4 SCADA sistema.

Generalno, sistemski softver treba da ispunjava sledee uslove, i da obezbedi: Korienje novih tehnologija koje zadovoljavaju stroge industrijske standarde: PHMIIX

POSIX (IEEE1003.1) za UNIX sisteme, X Windows R11 distribuirani grafiki sistem,HMIF /MOTIF 1.2.4 bazirani HMI ( Human Machine Interface) u skladu sa uputstvima izMotif Style Guide, sistemske opise i arhiviranje podataka za MySQL RDBMS, SQLspregu sa tehnikim bazama podataka, TCP/IP bazirane LAN /WAN mree.

Korienje otvorenih tehnologija koje dozvoljavaju medjusobno povezivanjehardversko/softverskih proizvoda razliitih proizvodjaa.

Skalabilnost fleksibilnu promenu veliine potrebnih resursa, jednostavna proirenjasistema, slobodno alociranje komponenata u okviru postojeih raunarskih mrea i lakopovezivanje svih sistemskih komponenata.

Podrku za: punu grafiku, vektorsko prezentiranje podataka, zumiranja, pan (pomeranja,proklinjavanja) i decluttering (ienja, doterivanja).

Primenu windows okruenja uz jednovremeno korienje vie prozora za razliite prikazei izvetaje, jednostavno prilagodjavanje potrebama korisnika (puna kastomizacija),jednostavna funkcionalna proirenja, i podrku za multiheading i virtualizaciju.

Punu mrenu transparentnost, ukljuujui PC/MSDHMI/ WINDOWS vorove u LANokruenju sa podrkom za prenos fajlova (FTP/SFTP), X WINDOWS emulaciju, daljinskoizvrenje programa (RSH/SSH), network file system NFS, itd.

Visoku pouzdanost sistema koja se postie kroz paralelni rad VIEW4 SCADA sistema nadve odvojene hardverske platforme, kroz redundantno konfigurisanje sistema.

Apsolutnu sinhronizaciju vremena svih sistemskih komponenti, koja ukljuuje korienjeGPS (Global Positioning System) i NTP (Network Time Protocol) tehnologija.

Odabrana platforma sistemskog softvera za realizaciju VIEW4 SCADA sistema predstavljaLinux platforma. Vei broj 32/64-bitnih Linux i kernel verzija i izdanja su prihvatljivi, kaoi prateih sistemskih utility-programa za podrku. Medjutim, za praktinu implementaciju,preporuuju se samo potpuno ispitana i potvrdjena Linux izdanja. U nastavku, priloena listasistemskih programskih komponenata ima za cilj da prui neto vie detalja i baci vie svetlana sam sistemski softver (treba imati u vidu da je u pitanju jedan primer, a ne lista uvekobavezujuih komponenata):

Kompletna Linux distribucija razliite varijante Linux-a (tzv. Linux flavors) suprihvatljive: Centos, Fedora, SuSE, RedHat , ali se preporuuju samo ispitana i potvrdjena


7/28


Kosti Dejan 7

izdanja (releases). Pri tome se predpostavlja da je primenjena odgovarajua hardverska platforma, kompatibilna sa standardnim bibliotekama i sistemskim utility-programima.Standardni (default) el interpreter (shell) je bash (Bourne Again Shell); C++ kompajler,X11R6, Qmail(ili Sendmail/Postfix) i NTPsu takodje obavezni.

Instalacija MySQL Server (izdanje 4 ili kasnije) sa odgovarajuim utility-programima,bibliotekama i drajverima: MySQL++, ODBC podrka (myodbc, tclodbc, libiodbc) .

Instalacija Tcl/Tk(izdanje 8.3.5 ili kasnije), ukljuujui vei broj Tcl utility-programa i Tktabela. Instalacija Qt toolkit za Linux/X11 (v3 ili via)

Instalacija Perl (izdanje 5), ukljuujui vei broj odgovarajuihPerl modula. Instalacija PHP (izdanje 4.3.9 ili kasnije) - PHP konfiguracija mora da podrava Apache2

Web server. Instalacija Apache 2 HTTP Server (verzija 2) konfigurisana sa SSL podrkom i za PHP

primenu. Instalacija JAVA (JSF 2 i JDK 5 ili vii) razvoj novih aplikacija je uglavnom baziran na

Java-i.

Instalacija Tomcat (verzija 5.5 ili kasnija) opciona, potrebna za odredjene aplikacije.1.5 Aplikativni programski paket sistema VIEW4 SCADA

Na vrhu celokupne hijerarhijske oragnizacije VIEW4 SCADA sistema nalazi se samaplikativni programski paket. Ovaj paket ine stotine aplikativnih programa razliite namene, priemu opseg njihove primene varira izmedju razliitih konfiguracija VIEW4 SCADA sistema. Utom svetlu, ranije navedena klasifikacija programa na obavezne i opcione, sada moe da se proiri i dopuni sa standardnim programima koji su deo standardne (tipine) konfiguracijesistema, i ostalim programima koji predstavljaju programe na zahtev.

U ovom poglavlju je dat funkcionalni prikaz aplikativnog programskog paketa sistemaVIEW4 SCADA. Naglasak je na glavnim funkcionalno-vanim programskim celinama -

komponentama (ponekada su korieni i nazivi: deo, sastavni deo, sistem, ili podsistem), bezdetaljnijeg ulaenja u njihovu organizaciju i nain kako je to realizovano. Detaljniji opisnavedenih programskih komponenata je delimino dat u poglavljima koja slede kasnije.

Glavne programske komponente sistema VIEW4 SCADA su:1. VIEW4 Server obuhvata sve kljune programe za rad SCADA sistema (JEZGRO VIEW4 VIEW4 CORE), ukljuujui sve centralne baze podataka. Glavni delovi VIEW4 Servera, kao ireal-time baza podataka (RTDB) su neprekidno prisutni u memoriji raunara (tzv. memory-resident), odakle se i izvravaju. Takodje, VIEW4 Server podrava komunikaciju sa procesnimstanicama (RTU), obradu i arhiviranje pogonskih podataka, rukovanje SQL bazama podataka, iinterakciju sa HMI podsistemima. Ukratko, VIEW4 Server predstavlja centralni i najvaniji deoaplikitavnog programskog paketa VIEW4 SCADA sistema.

2. VIEW4 HMI skup programa koji obezbedjuju HMI funkcionalnost sistema (HMI spregasa korisnikom, takodje esto identifikovana i kao MMI). Celokupna interaktivna komunikacija sakorisnikom (grafiki prikazi, kontrola korisnikih periferala, dijalog sa korisnikom, itd.) jebazirana na X11R6 standardu. Iako sam VIEW4 HMI predstavlja autonoman podsistem, ipak seon u velikom stepenu oslanja na VIEW4 Server, odakle uostalom i dobija neophodnekonfiguracione i pogonske podatke.

3. VIEW Archive skup programa za arhiviranje pogonskih dogadjaja nadzor, selekciju,pripremu, filtriranje, preraspodelu i arhiviranje pogonskih podataka.


8/28


Kosti Dejan 8

4. VIEW4 WEB Support skup programa koji obezbedjuju savremeni VEB interfejs, iomoguuju mreni pristup (ukljuujui i pristup preko interneta) sistemu VIEW4 SCADA.Predstavlja poseban opcioni programski modul nazvan NetVIEW.

5. VIEW4 System Management Gateway skup programa za centralizovani online nadzorispravnog rada i operativno upravljanje sistemom VIEW4 SCADA, kao i povezivanje sa drugimIT resursima kompanije (vlasnika VIEW4 SCADA sistema).

6. VIEW4 Alati (VIEW4 Tools) skup utility-programa za online i offline kontrolu iodravanje sistema, i rukovanje aplikacijama i pogonskim podacima. Tri osnovne grupeprogramskih alata su na raspolaganju:

VIEW4 konfiguracioni utility-programi VIEW4 editori VIEW4 task menaderi

2. VIEW4 SERVER2.1 Namena

VIEW4 Server predstavlja osnovnu programsku komponentu sistema VIEW4 SCADA inalazi se u centru svih njegovih aktivnosti. U osnovi, VIEW4 Server je jedini odgovoran zaispravan rad celokupnog VIEW4 SCADA paketa, odnosno svake njegove pojedinane aplikacije.Lista koja sledi, iako daleko od toga da je potpuna, daje pregled osnovnih poslova/zadatka samogservera.

Rukovanje i odravanje baza podataka Obrade prikupljenih pogonskih podataka Obrade raunski-izvedenih podataka Obrade unetih podataka Kastomizacija obrada podataka Obrade pogonskih dogadjaja Hronoloka registracija pogonskih dogadjaja Rukovanje HMI komandama (sekvencijalne komande) Arhiviranje pogonskih dogadjaja analogni i digitalni U/I, dogadjaji i hronoloki zapisi tampani i drugi izvetaji Obrada post-mortem zapisa Kontrola udvojenih konfiguracija servera Podrka VIEW4 HMI podsistema Sinhronizacija vremena (NTP i GPS) podrka Komunikacija sa procesnim stanicama FEP podrka Razmena podataka sa drugim aplikativnim serverima posebne namene (npr. DMS -

Distributed Management System)

2.2 Funkcionalni blok-dijagram

Funkcionalni blok-dijagram VIEW4 Servera je prikazan na Sl. 2. VIEW4 COREinteraktivno komunicira sa drugim VIEW4 modulima koji ga okruuju, i sa bazom tekuihpodataka RTDB. Neki od prikazanih programskih modula predstavljaju integralne delove samogVIEW4 Servera, dok su drugi samo podrani od strane servera. Kratak opis baza podataka ipojedinih modula je dat u nastavku.


9/28


Kosti Dejan 9

Slika 2: Blok-dijagram VIEW4 Servera

2.3 Baze podataka

VIEW4 Server poseduje i upravlja sa tri baze podataka sa dve klasine transakcioneMySQL baze: Konfiguraciona baza podataka - Configuration DB i Izvorna baza podataka -Source DB, i jednom memorijski-rezidentnom bazom tekuih podataka RTDB (Real-TimeDB). Strogo govorei, RTDB i ne predstavlja klasinu bazu podataka vie predstavljamemorijski rezidentno skladite tekuih podataka, organizovano na nain karakteristian za SQL baze podataka (moda je prikladnije koristiti termin da izgleda kao SQL baza podataka).Zahvaljujui tom svom SQL izgledu, rukovanje sa RTDB je mogue koristei postojee SQLkomande, utility-programe i druge alate za SQL baze podataka, to je ekstremno znaajno zacelokupno funkcionisanje sistema VIEW4 SCADA. Odatle potie i sam naziv real-timedatabase - RTDB, koji eksplicitno ukazuje na bazu podataka. Tri baze podataka predstavljajuuvare i rasadnike svih sistemskih i tekuih podataka, i nalaze se u centru svih zbivanjasistema VIEW4 SCADA.

Konfiguraciona baza podataka (Configuration DB) i Izvorna baza podataka (SourceDB) uvaju aktuelne podatke o konfiguracijama primenjenih softverskih i hardverskihkomponenata i SCADA podatke, odnosno strukturne podatke o sistemu, kao to su: opisi,tekstovi, algoritmi, slike, sekvence, itd. Veina potrebnih podataka se unose u baze podataka preputanja samog sistema u rad, ali je logino oekivati odredjene promene i dopune i tokom radasistema. Za tu svrhu na raspolaganju su odgovarajui programski alati. Ove dve baze podataka sukrucijalna za bildovanje (izgradnju) i startovanje SCADA sistema. Odmah po startu, deopodataka vaan za operativni rad se prepisuje u memorijski-rezidentnu bazu podataka RTDB, asve kasnije izmene konfiguracije i reima rada sistema se obavljaju kroz ove baze podataka.

Da bi se spreio eventualni gubitak podataka ako dodje do oteenja (korupcije) baza

podataka, za ove dve baze je obezbedjen periodini export i backup podataka. Na taj nain, unajgorem moguem scenariju, garantuje se potpuna restauracija svih pripadajuih podataka navrednosti u trenutku poslednjeg backup-a.

Pristup memorijski-rezidentnoj bazi tekuih podataka RTDB od strane razliitihaplikativnih programa se ostvaruje korienjem shared memory mehanizma. RTDB uva sveoperativne podatke (akvizirane pogonske podatke, procesirane podatke, unete podatke i druge)na jednom mestu, omoguujui njihovo blagovremeno korienje od strane bilo kog programa. Na taj nain je obezbedjena puna transparentnost i brza razmena potrebnih podataka, ili jednostavnije reeno: rukovanje podacima u realnom vremenu (ovo sugerie i samo imeRTDB). Pojednostavljeni blok-dijagram RTDB je predstavljen na Sl. 3.

VEIW 4

VEIW 4

VEIW 4

VEIW 4

VEIW 4

VEIW 4 VEIW 4


10/28


Kosti Dejan 10

RTDB predstavlja memorijski-rezidentno skladite u koje se podaciunose/pune/upisuju, iliiznose/prazne/itaju. Punjenje (engl.load ), odnosno upis podataka seobavlja uglavnom iz komunikacionih programskih modula, i obuhvataakvizirane sirove pogonske podatke iz procesa. Dodatni upis podataka(pojedinani, grupni, ili zbirni) seobavlja i posredstvom drugihautorizovanih programskih modula.

Slika 3: Blok-dijagram tokova

korienja RTDB podatakaSlina je situacija i sa pranjenjem (engl. unload ), odnosno itanjem podataka, kao i sa postojeim obradama/procesiranjem podataka. Pri svemu tome se mora garantovati potpunakonzistentnost i sigurnost podataka, to se obezbedjuje strogom autorizacijom pristupa podacima ko, kako i kada ima pravo korienja podataka. Jedna od karakteristika RTDB je injenica da jeona u trenutku startovanja sistema gotovo prazna i nepostojea, ali da se vrlo brzo popunitekuim podacima (real-time podacima). Iako se sve ovo deava automatski, postoji potreba i zarunim/direktnim upisom podataka u RTDB, to je podrano uz korienje odgovarajuihprogramskih alata.

Sumirano, RTDB predstavlja master repozitorijum za uvanje svih tekuih/real-time podataka. RTDB hrani sve aplikacije (klijente) potrebnim podacima, npr: HMI, za potrebe

izvetavanja i tampanja, online/offline analize, veb, DMS (Data Management System) i drugo.Za potrebe poveane raspoloivosti tekuih podataka, RTDB se moe replicirati, kompletno usluaju dualnih (redundantnih) konfiguracija VIEW4 Servera, ili delimino izmedju postojeihautonomnih (stand-alone) delova sistema VIEW4 SCADA, npr. HMI, arhiva, FEP itd.

Regularnim snimanjem RTDB (tzv. snapshot zamtzavanje slike sistema uodredjenom trenutku) omoguuje se istorijsko arhiviranje pogonskih podataka, i izvetavanja ostanju sistema u prolosti. Na taj nain se takodje i tite podaci, jer je uvek mogue restauriratiRTDB na stanje u trenutku uzimanja snimka. Treba imati u vidu da se u sluaju redundantnihkonfiguracija VIEW4 Servera (to se uvek preporuuje), kao npr. main/standby konfiguracija,rukovanje sa udvojenom RTDB u cilju zatite podataka obavlja potpuno automatski.

2.

4 Komunikacija sa procesnim stanicama (RTU)Akvizicija pogonskih podataka iz procesa se obezbedjuje kroz komunikaciju sa procesnimstanicama. Procesne stanice predstavljaju nezavisnu i autonomnu namensku opremu (nezavisnihardver i softver) iji je osnovni zadatak prihvat i prikupljanje sirovih podataka iz procesa za potrebe daljih lokalnih obrada, distribucije, prenosa i sl. U ovom sluaju moemo gledati na procesne stanice kao na produene ruke SCADA sistema koje obezbedjuju spregu sa procesom. Prikupljeni pogonski podaci iz procesa se prosledjuju VIEW4 Serveru, gde seskladite i uvaju u memorijski rezidentnoj bazi podataka RTDB. Komunikacija sa procesnim


11/28


Kosti Dejan 11

stanicama i prenos podataka je u nadlenosti modula VIEW4 comm koji sadri sve potrebnedrajvere i pratee programe za uspenu realizaciju ovakvog prenosa.

Tradicionalni SCADA naziv za primenjene procesne stanice jeste daljinske ili spoljnestanice, takodje poznate pod akronimom: RTU (od engl. naziva Remote Terminal Unit).Sistem VIEW4 SCADA se oslanja na ATLAS RTU opremu (vie generacija RTU uredjaja), akoju u potpunosti podrava. Sama RTU komunikacija se obavlja posredstvom posebnihnamenskih linkova (prenosne linije ili mree), a uspostavljeni master/slave prenos podataka je baziran na privatnom ATLAS-IEC protokolu, koji je u skladu sa standardnim IEC 870-5-101 preporukama. U sluaju TCP/IP mrea, ATLAS-IEC protokol je upakovan (encapsulated) uTCP/IP protokol, obezbedjujui veoma veliku brzinu komunikacije. Inae, tipina je primenamodemskih veza.

I drugi komunikacioni protokoli su takodje podrani, kao to su: IEC 60870-5 series, IEC61850, ASEA/SINDAC 9000, DNP 3.0, MODBUS, BACNET i EASYIP

U osnovi, primenjena dvosmerna RTU komunikacija obezbedjuje prenos procesnihpodataka od RTU uredjaja ka VIEW4 Serveru, i prenos kontrolno/komandnih naloga (komande,sekvencijalne komande, digitalni i analogni set-point nalozi, itd) od VIEW4 Servera ka RTUuredjajima. Standardna komunikacija podrazumeva prenos sledeih podataka:

Analognih ulaznih veliina AI (analog inputs), esto identifikovani i kao merenja.Prenose se periodino ili inkrementalno, po promeni vrednosti (reim prenosa seodredjuje na strani RTU).

Digitalni ulazi -DI(digital inputs), esto identifikovani i kao signalizacije. Prenose sepo promeni stanja (detekcija promene je na strani RTU), uz potvrdu prijema od strane

VIEW4 Servera. Dopunski, kompletna verifikacija stanja svih digitalnih ulaza se obavljasvakih 15 minuta.

Brojaki ulazi CI(counter inputs), ponekad identifikovani i kao impulsni ulazi (pulseinputs - PI). Zamrznute vrednosti lokalnih brojaa (na strani RTU) se prenose periodinouz potvrdu prijema od strane VIEW4 Servera..

Hronoloki dogadjaji SOE( sequences of events) se registruju lokalno na strani RTU, prenose po nastanku, i potvrdjuju od strane VIEW4 Servera po prijemu. Lokalnaregistracija podrazumeva numeriki zapis dogadjaja, to ukljuuje brojni zapis vremena inumeriku ifru signala dogadjaja.

Kompletan prenos svih akviziranih pogonskih podataka iz procesa na zahtevkorisnika/operatora u bilo kom trenutku. Takodje, moe se zahtevati i inicijalizacijapojedinanih RTU uredjaja.

Puni online nadzor i upravljanje komunikacijom. Udvojeni komunikacioni linkovi (prenosni putevi) su primenjivi i podrani.

2.5 Viestruki VIEW4 Serveri

VIEW4 Server predstavlja najvaniju i najkritiniju komponentu sistema VIEW4SCADA, to uvodi potrebu za njegovim redundantnim konfiguracijama. Standardo reenjepredstavlja sistem sa vruom rezervom (engl. main/hot standby operation mode), kod koga je jedan VIEW4 Server aktivan i obavlja sve poslove, dok je drugi pasivan, ali u potpunostisinhronisan sa aktivnim serverom i spreman da ga zameni u sluaju kvara. Ova zamena(uobiajeni engl. naziv failover ), odnosno prelaz sa jednog servera na drugi je gotovo trenutnai bez prekida u radu sistema. Sam nadzor ispravnog rada i razmena podataka izmedju dva serverase obavlja posredstvom posebne fizike linije (tzv. watchdog link ), ili virtualne veze u okviruLAN mree (tzv. heartbeat link ). Druge redundantne konfiguracije su takodje mogue nazahtev.


12/28


Kosti Dejan 12

U sluaju velikih, hijerarhijski organizovanih, distribuiranih upravljakih sistema kojiukljuuju vei broj VIEW4 SCADA sistema, potrebno je koordinisati rad pojedinih VIEW4Servera i obezbediti neprekidnu razmenu podataka izmedju pojedinih kontrolno-upravljakihcentara. Iako ovaj scenario ne spada u kategoriju redundantnih konfiguracija, on obezbedjujeodredjeni stepen redundantnosti pogonskih i kontrolno-upravljakih podataka. Za tu svrhu, naraspolaganju je i direktna SCADA-SCADA komunikacija bazirana na ICCP TASE 2 protokolu,u okviru modula view4des (data exchange server), a koja obezbedjuje:

razmenu tekuih podataka u realnom vremenu razmenu kontrolno-upravljakih podataka razmenu drugih podataka na zahtev

2.6 Obrade pogonskih podataka

Prikupljeni sirovi podaci iz procesa prolaze kroz vie nivoa obrade u VIEW4 Serveru, prenego to se proslede drugim specijalizovanim programskim VIEW4 moduli. S obzirom da suobrade podataka uvek specifine i variraju od jednog VIEW4 SCADA sistema do drugog, potrebno je obezbediti veliku fleksibilnost i skalabilnost u njihovoj primeni. To se postiekorienjem odgovarajuih VIEW4 plugina koji obavljaju zahtevane obrade, uz oslanjanje na

postojee baze podataka.2.6.1 Konverzije pogonskih podataka

Jedan od nezaobilaznih koraka u obradi pogonskih podataka jeste i konverzija sirovih podataka (dobijenih iz procesnih stanica) u odgovarajue tehnike podatke, kvantifikovaneodgovarajuim inenjerskim jedinicama (zavisno od tipa podataka i ulaznog opsega). Razliitevrste konverzija karakteriu razliite podatke:

Analogni ulazni podaci sirovi podaci se pretvaraju u inenjerske jedinice korienjemlinearnih ili nelinearnih translacionih algoritama.

Brojaki podaci/akumulirani impulsni podaci primljene vrednosti se pretvaraju udecimalne vrednosti (jedinice sa pominim zarezom) Hronoloki dogadjaji (SOE) primljeni podaci o hronolokim dogadjajima se konvertujuu jasne i razumljive zapise (jasni tekst koji se moe itati), prezentirajukorisniku/operatoru, i arhiviraju za kasnije post-mortem analize.

2.6.2 Standarde obrade pogonskih podataka

Sledei podaci podleu automatskoj primarnoj obradi: Jednobitni digitalni ulazi (jednostruke signalizacije) npr. indikatori stanja, upozorenja,

itd. Dvobitni digitalni ulazi (dvostruke signalizacije) redundantni (original-komplement)

indikatori statusa, kao to su poloaj prekidaa i drugih kritinih dvopoloajnih aparata. Analogni ulazi (merenja) - npr. vrednosti napona, struje, pritiska, itd. Brojaki ulazi (akumulirane impulsne vrednosti) npr. merenje potronje energije,

protoka, i sl. Izraunati podaci (raunski izvedene veliine)

U toku obrada podataka, esto se obradjenom podatku mogu pridodati i odredjeniindikatori, tzv. flag-ovi (engl. data flags) koji kvalitativno karakteriu sam obradjeni podatak.


13/28


Kosti Dejan 13

Ovi indikatori se mogu grupisati u: Opte indikatore uglavnom ukazuju na poreklo podatka Status indikatore upozorenja i alarmi Analogni indikatori svaki analogni podatak ima jednu ili vie graninih vrednosti koje se

proveravaju nakon svake promene vrednosti podatka. Postoje dva osnovna tipa graninihvrednosti: vezanih za merni opseg, i vezanih zapromenu merne vrednosti (gradijent).

2.6.3 Obrade drugih podataka

Termin drugi podaci se odnosi na podatke koji nisu potekli iz procesa, odnosnodobijeni iz procesnih stanica (RTU). To su najee runo uneti podaci posredstvom HMI, ili podaci dobijeni od strane postojeih eksternih aplikacija npr.GPS podaci o referentnomvremenu. Ovakvi podaci se najpre smetaju u bazu tekuih podataka RTDB, odakle se nadaljetretiraju kao i svi drugi regularni (engl. generic) podaci, ukljuujui i sprovodjenje potrebnihobrada.

2.7 Pogonski dogadjaji

Odredjene promene u kontrolno/upravljakom okruenju zahtevaju vie panje negodruge, i one se karakteriu kao dogadjaji . O nastanku dogadjaj treba obavestitikorisnika/operatora kako bi blagovremeno preduzeo dalju brigu o istom, iz kog razloga je svakidogadjaj i opisan jedinstvenom razumljivom porukom,. Obrada dogadjaja je centralizovana i unadlenosti je programskog modula VIEW4 event, koji se ponekad identifikuje i kao eventserver (u prevodu server dogadjaja).Nekoliko primera dogadjaja:

Auriranje obradjenog podatka koje uzrokuje promenu statusa podatka generie setekstualni opis takvog dogadjaja.

Izvrenje komande izdavanje komandnog naloga prati odgovarajui izvetaj. U sluajuukljuenja/iskjluenja, koji zahtevaju odgovarajue povratne informacije, ovaj izvetaj

treba da obuhvata i potvrdu uspenog (ili neuspenog) izvrenja same komande. Promena stanja komunikacionog linka predstavlja dogadjaj. Svaka akcija korisnika/operatora/dispeera predstavlja dogadjaj i treba je registrovati.

Dogadjaji se razlikuju po znaaju i prioritetizuju se prioritet dogadjaja se specificira uizvornoj (Source DB) ili konfiguracionoj (Configuration DB) bazi podataka. Razlog nastankadogadjaja je ukljuen u poruku o samom dogadjaju. Nastanak dogadjaja po potrebi prati i zvunisignal.

Dogadjaji se prikazuju u dinamikim grafikim prikazima iz procesa, i tekstualno ulisti/listama dogadjaja. Dogadjaji su uvek konfigurabilni i mogu se specificirati po elji i nazahtev.

Dogadjaji su podeljeni u 5 kategorija: Sistemski dogadjaji (System events) Alarmi (Alarms) Kvarovi (Failures) Intervencije (Interventions) Informacije/obavetenja (Information)


14/28


Kosti Dejan 14

2.8 Arhiviranje pogonskih podataka

Arhiviranje pogonskih podataka predstavlja vaan aspect svakog upravljakog sistema -arhiviranjem pogonskih podataka u kritinim situacijama, mogue je provesti kasniju analizu ispreiti budue nesree, to svakome donosi koristi. VIEW4 arhiviranje podataka, tipinopokriva: dogadjaje, odredjene analogne podatke (tekue vrednosti, min., max., srednje vrednosti,inicijalne vrednosti ...), post-mortem zapise, hronoloke dogadjaje, statistike podatke, itd.Programski modul VIEW4 archive je zaduen za rukovanje arhiviranjem podataka, i arhivski podaci se posebno uvaju za kasnije analize i izvetavanja. Arhiviranje podataka, medjutim,moe biti (to se i preporuuje - videti Glavu 4) delegirano autonomnom namenskom podsistemuza arhiviranje (arhivska VIEW4 radna stanica engl. VIEW4 archive workstation), i tada se ovajmodul izmeta u radnu stanicu, a interakcija sa VIEW4 Serverom ostvaruje kroz implementacijuRPC mehanizma (Remote Procedure Call).

2.9 Post mortem i druge analize

Povremeno, postoji potreba za analizom ponaanja sistema/procesa u vreme nastankanekih nepredvidljivih poremeaja u sistemu/procesu. Takve analize, poznate kao post-mortemanalize predstavljaju mono orudje u cilju spreavanja slinih kritinih situacija u budunosti.Pregledom post-mortem podataka mogue je rekonstruisati stanje nadgledanog sistema/procesa ukritinim trenucima i sagledati taan redosled dogadjaja iz prolosti. Da bi to bilo mogue, potrebno je predhodno arhivirati relevantne podatke i to u razliitim vremenskim presecima.VIEW4 Server, uz asistenciju modula VIEW4 archive, nadgleda i memorie potrebne podatake,koji se u normalnim uslovima neprekidno prepisuje, ali i arhiviraju u kritinim trenucima.

Od drugih offline analiza podataka i aplikacija koje koriste arhivirane pogonske podatlepomenuemo:

VIEW Izvetajni Podsistem VIEW IPS, savremeni vienamenski izvetajni sistem kojipodrava sve primenljive naine izvetavanja: ekrane, stampae, email, faks, SMS i dr.

Veb aplikacije Istorijska arhiviranja podataka (Warehouse DB) BIP Merenje performansi sistema Perf-IS

2.10 HMI podrka

Tipina konfiguracija sistema VIEW4 SCADA obuhvata jedan ili vie HMI podsistemarealizovanih na autonomnim (stand-alone) VIEW4 HMI radnim stanicama, povezanih u istojlokalnoj mrei (LAN) sa VIEW4 Serverom. Kroz lokalnu mreu HMI aplikacija ima puni pristupmemorijski rezidentnoj bazi tekuih podataka RTDB i neprekidnu komunikaciju sa VIEW4Serverom. Korieni shared memory mehanizam i RPC (Remote Procedure Call)protokolobezbuju potpunu transparentnost lokalnih i udaljenih podataka u svim takama lokalne mree.To, praktino, znai da VIEW4 HMI vidi sve potrebne podatke kao da su lokalni, bez obzira tose veina njih nalazi na strani susednog VIEW4 Servera.

HMI je direktno podran od strane programskog modula VIEW4 userdata, kojiobezbedjuje potrebne podatke o: Korisnicima i operatorima Radnim stanicama i radnim mestima Autorizaciji i autentikaciji korisnika kredencijali, lozinke ... Autorizaciji programa (procesa) grant-ovi, dozvole, prava ... Konfiguraciji HMI izgled (look & feel ) za razliite aplikacije, korisnike, parametre

sistema ... Po potrebi, integraciji sistema SCADA sa drugim IT resursima kompanije.


15/28


Kosti Dejan 15

Tipino, korisnik/operator izdaje sve komandne naloge. Opciono, odredjene komande semogu generisati i automatski. U svakom sluaju svaka komanda kree od HMI podsistema ipredaje se VIEW4 Serveru na dalju predaju do procesnih stanica (RTU) za neposredno izvrenje.Standardno, HMI podrava sledee komandne naloge:

Komande sa potvrdom izvrenja i ogranienim trajanjem izvrenja jednostepene, trajnei dvostepene komande

Referentni (setup) nalozi zadavanje referentnih veliina Impulsne komande

Blokade komandi zadavanje logikih blokadnih uslova za izvrenje komandi. Sekvencijalne komande izvrenje komandi u nizu prema unapred definisanom

redosledu Blokiranje komandnih naloga (tagging) onemoguavanje daljeg zadavanja pojedinih

komandi. Korisnik/operator postavlja markicu (tag) na ematski prikaz aparata na koji sekomanda odnosi, i onemoguuje iniciranje same komande do daljneg. Uz markicu semoe uneti i tekstualni opis razloga uvodjenja blokiranja. Po prestanku postojanja razlogaza blokiranje, markica se jednostavno uklanja. Pri tome je obezbedjeno registrovanje(arhiviranje) istorije blokiranja.

2.11 Sinhronizacija vremena

VIEW4 Server predstavlja i server referentnog vremena za sve komponente sistemaVIEW4 SCADA. Interna/lokalna sinhronizacija vremena se realizuje kroz LAN/WAN mreusistema uz primenu NTP protokola (NetworkTime Protocol). Referentno sistemsko vreme seobezbedjuje iz eksternih izvora tanog vremena, i moe biti realizovano na dva naina:1) VIEW4 Server je opremljen posebnim GPS/UTC prijemnikom, i podeava svoj interni sat

realnog vremena RTC (Real-Time Clock) prema satelitskom referentnom GPS vremenu. Pritome se koriste TRIMBLE protokol i PPS za obezbedjenje izuzetne tanosti RTCsinhronizacije. U sluaju dualne konfiguracije VIEW4 Servera, koristi se i dopunski KRPR

prekida.2) VIEW4 Server se konfigurie kao peer NTP server, i spree sa tri eksterna internetSTRATUS-2 NTP servera. Ovakav scenario zahteva pristup VIEW4 Servera internetu (kojise, iz razloga poveane sigurnosti SCADA mree, moe ograniiti samo na NTP protokol).

2.12 Nadzor ispravnog rada sistema (self-monitoring)

VIEW4 Server obezbedjuje i neprekidni online nadzor ispravnog rada svih komponenatasistema VIEW4 SCADA (poznat i pod engl. nazivom self-monitoring ). Nezavisno odkorienja redundantnih konfigurcija, rano otkrivanje potencijalnih kvarova je uvek veomakorisno za sistem. Pravovremenim otkrivanjem nekatastrofalnih kvarova i njihovim

ispravljanjem smanjuje se verovatnoa nastanka katastrofalnih situacija i znaajno poveavaraspoloivost samog sistema. Praktino, svaka hardverska i programska komponenta sistema se periodino proverava, i u sluaju otkrivanja nekog problema generie se odgovarajua porukaupozorenja ili alarma, i prosledjuje korisniku/operatoru.

Nadzor ispravnog rada se zasniva na inherentnim SNMP (Simple NetworkManagementProtocol) karakteristikama modernih tehnologija, a ostvaruje se kroz vei broj nezavisnihSCADA programa razvijenih za ovu namenu. Taan redosled i obim SNMP nadzora zavisi odkonkretne konfiguracije VIEW4 SCADA sistema.

Statistika nadzora ispravnog rada i istorijat ponaanja i kvarova pojedinih komponenatasistema se arhiviraju, a odgovarajui tampani i drugi izvetaji generiu na zahtev.


16/28


Kosti Dejan 16

3. PODSISTEM VIEW4 HMI

Podsistem VIEW4 HMI (Human-Machine Interface), ili kako ga ee nazivamoVIEW4 HMI podsistem, predstavlja izuzetno vanu hardversko/programsku komponentu jer senalazi u centru korienja sistema VIEW4 SCADA. Zadatak HMI podsistema je da obezbediefikasnu i razumljivu interakciju izmedju oveka/korisnika i samog SCADA sistema. Oiglednoda korisnik vidi i anticipira celokupni sistem kroz postojei HMI podsistem, i na osnovu njega unajveem stepenu i procenjuje uspenost njegovog rada. Zbog toga se uvek posebna panja posveuje projektovanju HMI podsistema, to je bio sluaj i sa VIEW4 HMI podsistemom ukome su inkorporirana sva predhodna iskustva i znanja veeg broja istraivaa, projektanata, programera i samih korisnika. Osim toga, u fokusu VIEW4 HMI podsistema su uvek bilielektroprivredni tehniki sistemi ako su zadovoljeni strogi zahtevi elektroenergetskihupravljakih sistema i procesa, onda e sistem VIEW4 SCADA najverovatnije biti primenlhiv i udrugim distribuiranim upravljakim sistemima.

VIEW4 HMI podsistem u potpunosti zadovoljava sve tehnike zahteve dananjeelektroprivrede, i obezbedjuje savremenu i pouzdanu MMI (man.machine interface) spregu sakorisnikom potrebnu za uspeni nadzor i upravljanje elektroenergetskim i drugim industrijskimprocesima. Kratak pregled glavnih karakteristika VIEW4 HMI podsistema obuhvata:

Dinamiko grafiko prezantiranje podataka (slike); Liste poslednjih dogadjaja; Liste dogadjaja; Liste alarma; Liste arhiviranih dogadjaja; Liste hronolokih dogadjaja (SOE liste sequences of events); Horizonatlni i vertikalni trend-dijagrami; Trend-dijagrami arhiviranih analognih podataka; Izvetaji redovnih operativnih analiza (ANP); Selektivni izvetaji o analognim podacima; Izvetaji post-mortem zapisa; Izvetaji o srednjim vrednostima (po specifikaciji korisnika); Smensko i medju-smensko izvetavanje i komunikacija medju osobljem; Zvuna i svetlosna signalizacija; Statistika izvestavanja (npr. komunikacija sa procesnim stanicama, i dr.); Prikaz tekueg stanja komunikacije sa procesnim stanicama i dr.; Selektivno prezentiranje podataka (po zahtevu); Zumiranja detaljni prikazi; Status opreme.

3.1 Dinamiko prezentiranja podataka

Dinamiko prezentiranje podataka je u centru HMI sprege, i obuhvata grafiko (slikovno)predstavljanje podataka iz procesa (slika uvek prua vie informacija od teksta). Svi dinamikidetalji se neprekidno osveavaju i prikazuju u vienivoiskoj vektorskoj grafici, to podrazumevamogunost zumiranja i pomeranja (proklizavanja) slika (u argonu pan-ovanje). Osnovnigradivni elementi grafikih prikaza su:

Alfanumeriki karakteri; Simboli; Napojne linije; Obojena polja;

Bar grafovi; Komandna polja; Prelazna polja (za prelaz sa jedne

slike na drugu).


17/28


Kosti Dejan 17

Navedeni elementi se nalaze u standardoj grafikoj biblioteci VIEW4 paketa. Drugi,nestandardni, elementi se mogu jednostavno generisati na zahtev uz pomo raspoloivihgrafikih editora i alata.

Dinamiko prezentiranje podataka obuhvata sve grafike prikaze (slike) kojekorisnik/operator koristi interaktivno, kao to su: komandovanje, manualno unoenje podataka,iskljuenja iz obrada, itd. Automatska promena boje pojedinanih grafikih elemenata (npr.napojnih vodova i mrenih elemenata), a koje zavisi od njihovoh trenutnog stanja i statusapripadajue opreme, je takodje podrana.

Jedna od karakteristika programskog paketa VIEW4 HMI jeste i mogunost tampanja bilo kog dinamikog prikaza na zahtev. Tehniki, to se ostvaruje kroz pripadajui meni kojipostoji uz svaki grafiki prikaz. Samo tampanje moe biti u boji, ili crno-belo (iako treba imatiu vidu da je boja ponekad sutinska za pravilno razumevanje odtampanog dokumenta).

3.2 Primeri

Tri primera dinamikih prezentiranja podataka su dati na Sl. 4a 4c. Treba imati u viduda je primenjeni jezik predstavlja opciju u ovim primerima je korien srpski jezik.

Slika 4a: Lista upozorenja i alarma u elektroenergetskom postrojenju


18/28


Kosti Dejan 18

Slika 4b: Dinamiki prikaz trafo stanice

Slika 4c: Prikaz kontrolno/upravljako centra


19/28


Kosti Dejan 19

4. ARHIVSKI PODSISTEM VIEW4

Arhivski podsistem VIEW4 (ee nazivan VIEW4 arhivski podsistem) obavlja dvegrupe znaajnih SCADA poslova: arhiviranje (uvanje) pogonskih podataka, i analizearhiviranih podataka sa izvetavanjem. Savremeni arhivski podsistem VIEW4 predstavljaspecijalizovano programsko reenje, realizovano na autonomnom raunarskom hardveru, zbogega ga ponekad nazivamo i VIEW4 arhivska radna stanica.

4.1 VIEW4 arhiviranje pogonskih podataka

VIEW4 obezbedjuje selektivno arhiviranje pogonskih podataka na osnovu unapred postavljenih zahteva i kriterija, a tako formirane arhive se koriste za kasnije analize iizvetavanja. Tipini podaci kandidati za arhiviranje su uglavnom navedeni u Poglavlju 2.8 -ovde je data tipina lista arhivskih poslova: Arhiviranja dogadjaja svi dogadjaji u sistemu VIEW4 SCADA se arhiviraju. ANP arhiviranja selektivna hronoloka registracija pogonskih podataka (veliina). AAV arhiviranja selektivna registracija srednjih i kumulativnih, minimalnih i

maksimalnih vrednosti pogonskih podataka (veliina).

APPK arhiviranja selektivna registracija analognih podataka (merenja) u vreme kvarovau sistemu (po nastanku signala upozorenja ili alarma). Dve vrste APPK arhiviranja sumogue: standardno APPK arhiviranje sa vremenskom rezolucijom od stotinu milisekundi,i APPK arhiviranje visoke vremenske rezolucije u milisekundnom opsegu.

Hronoloka registracija pogonskih dogaljaja selektivna registracija sekvenci dogadjaja(SOE sequences of events), uzrokovanih nastankom/prestankom odgovarajuih ulaznihdigitalnih signala, uz jasan tektualni opis samog dogadjaja.

Snepat arhiviranja snimanje/zamrzavanje stanja sistema (od engl. snapshot) iarhiviranje zamrznutih podataka na zahtev korisnika/operatora. Ovakav snimak daje taan presek stanja sistema u odredjenom vremenskom trenutku, i obuhvata sve trenutnevrednosti kritinih analognih i digitalnih ulaznih podataka iz procesa (kritinih po pitanju

specificiranih kriterija). Na poseban zahtev mogua je realizacija i drugih specifinih arhiva pogonskih podataka.

Fleksibilna organizacija VIEW4 podsistema za arhiviranje dozvoljava jednostavnouvodjenje novih zahteva i kriterija za arhiviranje pogonskih dogadjaja.

Napomena: Treba imati u vidu da se sve hronoloke registracije podataka sa msecrezolucijama obavljaju na strani RTUopreme.

Arhivirani podaci se uvaju u arhivskim bazama podataka, i mogu se prezentirati narazne naine, ali su uobiajeni tabelarni pregledi arhivskih podataka ili njihovih derivata(izvedenih podataka). Potrebni arhivski prikazi su u potpunosti podrani odgovarajuim HMI(MMI) dijalogom, koji uzrokuje intenzivnu komunikaciju i razradjenu razmenu podataka sa

VIEW4 Serverom i VIEW4 HMI podsistemima . Sve se to obavlja u okviru pripadajue lokalnemree (LAN) i uz punu primenu TCP/IP protokola, RPC protokola, i shared memorymehanizma za neposredan pristup podacima. U cilju lakeg razumevanja navedenog postupka,moemo posmatrati tri navedena uesnika u komunikaciji: VIEW4 arhivske radne stanice,VIEW4 HMI radne stanice i VIEW4 Server, kao na tri programske aplikacije u jedinstvenomprocesorskom i procesnom okruenju kao da je u pitanju jedan zajedniki raunar, iako su upitanju vie autonomnih raunara koji dele zajedniku raunarsku mreu.


20/28


Kosti Dejan 20

4.2 VIEW4 analize i izvetavanja

Arhivirani podaci predstavljaju ulazne podatke za kasnije online i offline analize iizvetavanja. Posebna panja je posveena savremenom izvetavanju, to je u VIEW4 SCADApaketu razradjeno do detalja, naroito u okviru VIEW4 IPS modula koji obezbedjuje:

korisnike inventarske liste pristupne liste

olakano specificiranje izvetavanja (korak po korak) olakano konfigurisanje i modifikacije formata izvetavanja dinamika izvetavanja tabelarne prikaze podataka grafika prezentiranja podataka filtriranja i pretraivanja podataka eksportovanja izvetaja kompatibilnim sa drugim aplikacijama (cvs, html, pdf i drugi

formati) email izvetavanja tampanja.

Nekoliko primera IPS izvetavanja su prikazani na Slikama 5a, 5b i 5c.

Slika 5a: Dnevni 15-min izvetaj o tekuoj potronji


21/28


Kosti Dejan 21

Slika 5b: Pie-graf dijagrami o potronji

Slika 5c: Dnevni step-graf dijagrami potronje


22/28


Kosti Dejan 22

Jedna od novijih VIEW4 modula jeste replay engine - RE , koji omoguuje generisanjerealnih izvetaja o stanju sistema u prolosti. RE izvetavanje predstavlja sistemski vremeplov,koji korisnika, bukvalno, vraa unatrag, i omoguuje analizu ponaanja sistema u odredjenomvremenskom periodu iz prolosti. Replay engine pronalazi i vadi potrebne podatke iz prolostiiz postojeih arhiva podataka, i prezentira ih na nain uobiajen za tekue podatke, to neizbenostvara oseaj putovanja u prolost .Osnovne RE aktivnosti obuhvataju:

Ekstraksija arhiviranih podataka za specificirani vremenski period iz prolosti Dinamiko prezentiranje promena koje su se desile u prolosti Rukovanje sa dogadjajima i formiranje listi dogadjaja iz prolosti Selekcija potrebnih podataka za rekonstrukciju (replay) Selekcija vremenskih perioda za rekonstrukciju (replay) Lokalna (on-site) i vanjska (out-of-site) izvetavanja.

Jedan primer replay engine izvetavanja je prikazan na Sl. 6.

Slika 6: RE Izvetavanje (Replay Engine)


23/28


Kosti Dejan 23

5. VIEW4 NETVIEW

VIEW4 NetVIEW obezbedjuje savremenu veb spregu (web interface) sa sistemomVIEW4 SCADA. Realizovana je kao programski modul view4net, koji obezbedjuje punukompatibilnost sa ranijim verzijama i izdanjima NetVIEW, iako su tada neke najnovijekarakteristike modula neprimenjive. Glavna poboljanja su u domenu sigurnosti u primenimodula: SSL kriptovanje podataka, autorizacija (ovlaenje) i autentikacija (provera identiteta)korisnika, kontrola IP adresa, korienje kukija (coockies), tokena itd. Pri tome na drugoj strani,na strani klijenta, NetVIEW je kompatibilan sa svim postojeim internet pretraivaima: InternetExplorer, Mozilla, Firefox i dr.NetVIEW omoguuje: Globalna prezentiranja podataka Detaljno dinamika prezentiranja podataka Pristup arhiviranim podacima Preglede dogadjaja Preglede hronolokih dogadjaja Veb IPS izvetavanja

Analize podataka Upozorenja i alarmiranja Preglede trendova arhiviranih podataka Preglede konfiguracija Izvetavanja o stanju raunarske mree Drugo na zahtev

NetVIEW predstavlja read-only aplikaciju, odnosno ne omoguuje bilo kakvu

upravljaku funkcionalnost. Ovo je uradjeno namenski, iz razloga poveane sigurnosti radasistema.Dva primera iz primene NetVIEW su prikazana na Sl. 7a i 7b.

Slika 7a: Dinamiki veb prikaz postrojenja


24/28


Kosti Dejan 24

Sl. 7b: Grafiki prikaz pisaa

6. VIEW4 SYSTEM MANAGEMENT GATEWAY

VIEW System Management Gateway - SMGpredstavlja vaan programski modul, kojiobuhvata vei broj programa za online nadzor ispravnog rada sistema VIEW4 SCADA. Mikoristitimo engleski naziv za identifikaciju samog modula, jer on u potpunosti i definie isti u bukvalnom prevodu on glasi: prolaz za upravljanje/rukovanje sistemom VIEW. SMGpredstavlja centralno mesto za prikupljanje svih informacija o radu celokupnog SCADA sistema,i sofisticiranu operativnu virtuelnu konzolu za kontrolu i nadzor ispravnog rada. SMGobezbedjuje neprekidno online ispitivanje svih hardverskih i programskih komponenti sistemaVIEW4 SCDA, i automatski izvetava o uoenim problemima, a u odredjenim situacijamapreuzima i eventualne korektivne akcije.

Kratak pregled karakteristika SMG modula obuhvata: Neprekidni nadzor ispravnog rada svih programskih aktivnosti kritinih za SCADA sistem; Neprekidni nadzor ispravnog rada svih sistemskih komponenti kritinih za SCADA sistem; Neprekidni SNMP nadzor svih hardverskih komponenti kritinih za SCADA sistem; Pouzdanu email podrku; Pouzdanu SMS podrku; Sistemsku LOGIN i VEB podrku; Vezu (interface) prema mrenim i drugim IT resursima kompanije; Dnevni backup sistemski kritinih konfiguracionih podataka; Drugo olakana kastomizacija po zahtevu.


25/28


Kosti Dejan 25

SMG predstavlja stvarni prolaz SCADA sistema prema spoljnjem svetu ta god mismatrali pod terminom svet. U ovom kontekstru, re svet se odnosi na tehnike i poslovne ITresurse kompanije gde se nalazi SCADA sistem. Oigledno da tal prolaz u velikom stepenuzavisi od raspoloive IT opreme, ali i od usvojene poslovne IT politike same kompanije. Ovainjenica ukazuje na neophodnost visokog stepena inherentne SMG fleksibilnosti, koja euspeno zadovoljiti iroki opseg primena sistema VIEW4 SCADA.

7. ALATI VIEW47.1 Konfiguracioni program

Postoji vie konfiguracionih programa za razliite aplikacije, koji obezbedjuju efikasnuuser-friendly spregu prema korisniku, a koriste se za konfigurisanje i zadavanje programskih parametara za rad same aplikacije. Uobiajeni naziv za ovakve programe jeste aplikativnikonfiguracioni utility-programi, od engleskog naziva apllication configuration utilities ACUs, iju skraenicu ACU najee i koristimo. U velikom broju sluajeva, ACU programi predstavljaju integralni deo same aplikacije, ali to nije pravilo pojedini ACU programi surealizovani kao autonomni opcioni programski alati.

Jedan takav primer predstavlja VIEW4 ICCP ACU program u okviru view4des programskog modula. Njegov zadatak je sloeno konfigurisanje SCADA - SCADAkomunikacije, kroz podeavanje veeg broja postojeih parametara u razmeni podataka, vezanihza: filtriranja podataka, rukovanje veim brojem komunikacionih linkova i prenosnih puteva,selekciju podataka za razmenu, uslovnom prenosu podataka, itd. Jedan detalj grafikog ICCPprikaza je dat na Sl. 8.

Slika 8: ICCP ACUprogram (detalj)


26/28


Kosti Dejan 26

Jedan drugi ACU primer predstavlja konfiguracioni program za HMI, kojim se definieHMI konfiguracija za razliite grupe korisnika. Rezultat takvih ACU podeavanja jeste da se istaHMI aplikacija pojavljuje pred razliitim korisnicama na razliiti nain, i na nain prilagodjen sastvarnim potrebama konkretnog korsinika. Naprimer, dinamiki prikaz pogonskih podataka izistog elektroenergetskog objekta moe biti razliit izmedju operatora i dispeera ukontrolno/upravljakoj sobi, i sistem analitiara u analitikom odelenju istog dispeerskogcentra.

7.2 Editori7.2.1 Editoribaza podataka

Editori baza podataka (DB editori) predstavljaju mone alate u rukovanju tabelama pogonskih podataka, kao i pojedinanim podacima u samim tabelama. U osnovi, DB editoripredstavljaju jednu vrstu user-friendly, grafiki unapredjenih editora tabelarnih podataka (tzv.spreadsheet editora), prilagodjenih primenjenoj strukturi i organizaciji samih baza podataka.Sam pristup bazi podataka je obezbedjen kroz odgovarajue ODBC drajvere. VIEW4 donosiunapredjenu verziju postojeeg DB editora rdbEdit, kao i tkedit koji se koristi za editovanjestrukturnih (izvornih) podataka potrebnih za kreiranje i modifikovanje grafikih prikaza (slike,grafika pozadina/background, mape, grafiki detalji, i dr.).

Osnovne funkcije DB editora predstavljaju: unoenje podataka u, ili brisanje podataka iz baze podataka, editovanje i validacija postojeih podataka u bazi podataka. Da bi se olakaloeditovanje podataka, DB editor koristi sve raspoloive mehanizme u rukovanju podacima, kaoto su: ematski prikazi u razliitim bojama, selekcione liste kod viestrukih ulaznih podataka,automatsko unoenje tipinih (default) podataka, kopiranje podataka, itd.Validacija samih podataka u bazi se obavlja na dva nivoa:

1) Primarna validacija podataka tokom same procedure editovanja podataka (provera formatapodataka kao npr., provera veliine/duine i alfa/numerike vrednosti podataka).

2) Sekundarna validacija podataka po kompletiranju i zavretku procedure editovanjapodataka, a inicirana automatski ili runo. Ova validacija obuhvata: da li su popunjena svaobavezna polja u tabelama, da li ima dupliranih podataka, da li je korektna relacija izmedju povezanih podataka (npr. konvertovanih podataka), validaciju primarnih i sekundarnihkljueva (primary vs. secondary keys), i dr.

7.2.2 Editori za dinamiko prezentiranje podataka

Dinamiko prezentiranje podataka (dznamic data presentation DDP) predstavljakljunu funkciju svakog SCADA sistema korisnici vole bogate grafike prikaze, razumljivedijagrame i kratke i jasne poruke. Da bi ostvarili ovaj cilj, koriste se specijalizovani DDP editorikoji omoguuju punu vektorsku grafiku i direktne veze sa odgovarajuim bazama podataka.VIEW4 nudi dva savremena i unapredjena DDP editora za editovanje dinamikih prikazapogonskih i drugih podataka (u okviru postojeeg programskog modula view4tool):gedi luksed.

Jedan primer DDP editora je dat na Sl. 9a.


27/28


Kosti Dejan 27

Slika 9a: VIEW4 DDP editor

7.2.3 Editoriformulara izvetaja

Posebni specijalizovani editori se koriste u kreiranju razliitih formulara za prezentiranjapodataka na displej monitorima, ili u tampanoj formi. Ovi editori znatno olakavaju posao jerobezbedjuju direktan pristup statikim podacima u izvornoj bazi podataka (Source DB), u kojuse istovremeno upisuju novo-kreirani formulari sa svim svojim sastavnim elementima za buduekorienje. Jedan ilustrativni primer predstavlja formular izvetaja Pregled srednjih vrednosti ,koji je bio kreiran za potrebe Elektroprivrede i koji danas praktino predstavlja standard u tomdomenu. Za ovu namenu, VIEW4 nudi unapredjenu verziju editora Genizv.

7.2.4 Editori sekvencijalnih komandi

Grupa komandi koje se izvravaju u uredjenom nizu, jedna za drugom, nazivaju se

sekvencijalne komande. Izvrenje svake naredne komande je zakanjeno i zavisi od statusaizvrenja prethodne komande. Algoritam i vreme izvrenja komandi u nizu su definisani u okviruodgovarajue recepture za izvrenje sekvencijalne komande.

VIEW4 editor sekvencijalnih komandi EdGkom pripada programskom moduluview4comm i omoguuje:

Kreiranje i modifikaciju receptura za izvrenje sekvencijalnih komandi Specifikaciju vremena izvrenja sekvencijalnih komandi Specifikaciju svih kontrolnih parametara Online nadzor


28/28

VIEW 4 SCADA S stem za na zor, uprav an e a v z c u pogons po ata aJedan primer je prikazan na Sl. 9b.

Slika 9b: VIEW4 editor sekvencijalnih komandi

7.3 Task Menaderi

Task menaderi predstavljaju mone programske alate za online nadzor i kontroluizvrenja programa. Oni pruaju online uvid u kompletno VIEW4 RTE okruenje (runtimeenvironment ) u bilo kom trenutku, pri emu je svaki program koji se izvrava predstavljen kaozaseban task. Takodje, mogua je i direktna kontrola pojedinanih task-ova, ukljuujui injihov nasilni prekid izvrenja (terminacija taska). Task menaderi su posebno korisni i efikasniu otkrivanju eventualnih problema u radu i utvrdjivanja njihovih uzroka, kao i merenjuperformansi sistema. VIEW4 task menader se direktno oslanja na sistemske alate primenjenogoperativnog Linux okruenja.

LITERATURA:

www.view4.rs

Documents

Scada Sistem