Системы SCADA: возможности удаленного доступа

Не так давно операторским интерфейсом был только локальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ, англ. HMI) для управления одной машиной или процессом. Сегодня возможностей выбора для оператора стало гораздо больше – от упомянутого выше HMI до полноценной системы SCADA с широчайшими возможностями, которая выступает важным компонентом системы автоматизации промышленного предприятия, собирая и архивируя огромные объемы данных. Появление таких систем породило потребность в простом и легком удаленном доступе, так как многим в силу разных причин стало необходимо иметь доступ к этим данным.

Технические возможности для удаленного доступа появились не так давно – начиная с 80-х годов прошлого века, когда SCADA начали миграцию с проприетарных систем на ПК, в которых используются стандартные компоненты (x86-совместимая аппаратная архитектура и ОС семейства Windows). Одновременно им (SCADA) естественным образом приходилось двигаться в сторону открытых стандартов (COM, DCOM, ActiveX, OPC, OLE DB, SQL) и унифицированных сетевых протоколов (TCP\UDP). Эти изменения открыли системам SCADA дорогу к мобильности данных и удаленному доступу.

Удаленный доступ дает компании, использующей ее, ряд преимуществ, в частности:

• обеспечивает более быструю реакцию операторов на события и тревоги;
• позволяет гибко привлекать и более эффективно использовать персонал для управления распределенными объектами;
• уменьшает транспортные и командировочные расходы персонала, экономит их рабочее время.

Методы удаленного доступа

Перечислим методы удаленного доступа к системам диспетчеризации:

1. Сервер HMI – браузер/мобильное устройство;
2. Сервер SCADA – браузер;
3. Сервер SCADA – приложение для мобильных устройств;
4. Сервер SCADA – тонкий клиент;
5. «Облачный» сервер SCADA – разные способы доступа.

Рассмотрим эти методы более подробно.

Метод 1. Устройство HMI, кроме своей главной задачи визуализации технологического процесса для локального оператора, может иногда предоставлять возможность удаленного доступа к нему оператора через Интернет/Wi-Fi технологии при помощи браузера или мобильного устройства.

Например, технология Cloud HMI от компании Weintek (ведущего производителя устройств HMI) позволяет к одному серверу cMT-SVR, подключенному к контроллеру, по Wi-Fi подключать до трех удаленных устройств мониторинга. В качестве таковых могут применяться iPad/планшет Android или переносной экран cMT-iV5. С их помощью можно узнать о состоянии процесса и управлять им.

Метод 2. Данный способ предполагает доступ с помощью браузера к локальному серверу SCADA, который в таком случае должен иметь компоненты, поддерживающие web-интерфейс. Обычно сервер работает на ПК, непосредственно обслуживающем оборудование или процесс. Хотя доступ осуществляется через браузер, в этом случае он, как правило, более полноценный по сравнению с обычными HMI, так как пользователи получают доступ к большему количеству информации и способов управления. Доступ к SCADA типа «сервер-браузер» обычно является двухсторонним, позволяя удаленно вносить изменения.

Метод 3. Некоторые пакеты ПО SCADA предусматривают удаленный доступ через мобильные устройства, например, телефоны. Возможности доступа удаленных пользователей могут быть разными. Однако мобильные устройства способны предлагать дополнительные преимущества, прежде всего, более быструю и легкую загрузку удаленного приложения, а также более быстрое реагирование системы SCADA. Например, технология Wonderware Mobile Reporting (от компании Wondwerware) использует сервер данных, основанный на технологии «облачных» вычислений. Это решение обеспечивает передачу производственных отчетов на подключенные к сети смартфоны автоматически или по запросу. Поддерживаются платформы Apple и BlackBerry.

Метод 4. Современные системы SCADA могут предусматривать также доступ с помощью тонких клиентов, позволяя ПК любого типа получать удаленный доступ к главной системе SCADA. Этот способ доступа практически идентичен локальному, предоставляя те же возможности, хотя и с более значительными затратами, чем в случае доступа через браузер или непосредственно через приложение. Однако тонкие клиенты требуют больше расходов на внедрение из-за более дорогих компонентов. Кроме того, коммуникационные возможности приходится зачастую обеспечивать с помощью иных средств, чем сети сотовой связи. Некоторые разработчики SCADA взимают плату за каждую лицензию для тонкого клиента, в то время как доступ через мобильные устройства обычно бесплатен (исключая стоимость услуг мобильного оператора).

Например, решение MobileHMI от компании ICONICS предоставляет достаточно широкие возможности, но требует лицензионной платы как за количество передаваемых тэгов от сервера MobileHMI, так и за число удаленных MobileHMI клиентов, подключаемых к одному серверу.

Широкий выбор

Рассмотрим подробней задачу доступа на сервер SCADA с мобильных устройств. Сравним особенности такого доступа с помощью методов 2 и 3.

Поскольку операторы, инженеры и руководители должны сегодня наблюдать за большим количеством процессов, происходящих в большем количестве мест, им требуется доступ к данным SCADA с мобильных устройств. В ответ на эту потребность разработчики SCADA создали продукты, предлагающие широкий выбор методов удаленного доступа.

Пользователям нужны приложения с размерами окна, оптимизированными для коммуникаторов на основе iOS, Microsoft Phone 7 и Android. Слишком большое количество графической информации замедлит загрузку данных и увеличит счета от мобильных операторов. Неправильный размер экрана также может создать неудобства для пользователя, заставляя его постоянно прокручивать экран вверх-вниз и влево-вправо.

Поскольку языки программирования, применяемые для iPhone, коммуникаторов Android, BlackBerry и т.д., разные, разработчикам SCADA приходится писать различные приложения мобильного доступа для разных устройств. Это задерживает выход новых версий для пользователей. Однако многие поставщики систем SCADA сегодня разрабатывают приложения удаленного доступа на основе HTML5, используя преимущества этого открытого стандарта для одновременной разработки множества приложений для большого количества устройств.

В «облачной» среде

Метод 5. Совсем недавно появилась такая технология, как хостинг системы SCADA в «облачной» среде. Это позволяет пользователям значительно сокращать расходы и достигать большей надежности, в то же время получая возможность удаленного доступа к данным с различных аппаратных платформ, использующих разные типы сетей – проводных и беспроводных. «Облачные» SCADA не только избавляют от расходов и проблем, связанных с аппаратным уровнем ИТ-инфраструктуры, но и позволяют пользователям просматривать информацию на устройствах, подобных коммуникаторам и планшетам, а также получать данные с помощью SMS и сообщений электронной почты.

Обычно используется один из двух следующих способов.

5.1. Система SCADA работает на предприятии и отправляет информацию в «облако», где эта информация хранится и откуда предоставляется всем, кому это нужно и позволено. Пример – набор Web-приложений от компании Honeywell.

5.2. Система SCADA сама работает в «облаке» и удаленно управляет устройствами. При способе 5.2 пакет SCADA делится на клиентскую и серверную части. Клиентская часть представляет собой веб-браузер, который просматривает специализированную вебстраницу, находящуюся на веб-сервере. На этой странице создается специализированный интерфейс с графикой и анимацией, которая выполняется с помощью Flash, Java Script, HTML и пр.

Безопасность «облачных» SCADA

При использовании «облачных» решений вопросы безопасности становятся крайне важными. Противники «облаков» основным препятствием для их применения обычно называют именно проблемы, связанные с обеспечением безопасности. Однако это не совсем так.

Для повышения безопасности используются следующие методы: разграничение доступа к системе между различными категориями пользователей; защита информации путем шифрования трафика и использования безопасных протоколов связи; специальные методы защиты от кибер-атак; антивирусная защита; обеспечение безопасного межсетевого взаимодействия.

Преимуществами «облачного» подхода к SCADA для конечных пользователей являются следующие факторы:

• резко сокращается стоимость внедрения системы SCADA, нет необходимости покупать серверы и ПО;
• не приходится самостоятельно решать проблемы восстановления системы диспетчеризации при авариях и сбоях;
• такой подход позволяет гибко наращивать мощность и функциональность SCADA по мере необходимости, а также снизить нагрузку на инженерный персонал;
• повышается общая надежность работы SCADA в случае малых компаний, не имеющих собственных ИТ-отделов;
• система доступа для удаленных пользователей зачастую улучшается, так как провайдеры «облачных» решений, как правило, обеспечивают многочисленные и резервированные каналы доступа через интернет и т.д., в то время как среда традиционной системы SCADA обычно зависит от одного интернет-провайдера;
• можно обеспечить мобильность рабочих мест.

По теме

АСУТП, диспетчеризация и электропривод. Статьи