FUNKCIONALNA ANALIZA SODOBNIH NADZORNIH SISTEMOV SCADAZorko, Blaž (Avtor) Humar, Iztok (Mentor) Ključne besede: nadzorni sistemiiFixNova Pro OpenWinCCDesigo InsightDesigo CCindustrijski nadzorni sisteminadzorni sistemi stavbne avtomatike“One Layer” konceptitd.Sistemi avtomatizacije v industriji in stavbah sestojijo iz štirih nivojev opreme, in sicer iz perifernega, krmilnega, nadzornega in informacijskega nivoja. Nadzorni sistemi (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition) so glavno orodje operaterjev za spremljanje in upravljanje s procesi. Na trgu danes obstaja veliko število nadzornih sistemov in ob današnjem hitrem razvoju le-teh, se pri uporabnikih, kakor tudi pri projektnih inženirjih, velikokrat pojavlja vprašanje, kaj zmorejo nadzorni sistemi, kakšne so razlike med njimi, kakšne možnosti sploh obstajajo. V tej nalogi je obravnavanih pet predstavnikov nadzornih sistemov, ki so prisotni na trgu, in hkrati zagotavljajo dovolj visoko stopnjo kvalitete. Trendi razvoja perifernega in krmilnega nivoja grejo v smeri, da postajajo tudi na tem nivoju elementi vedno bolj “multifunkcionalni”. Tako npr. senzor ni več zgolj merilni, temveč tudi komunikacijski element, krmilnik pa ni več zgolj krmilnik, ampak je velikokrat hkrati tudi preprost nadzorni sistem, največkrat s pomočjo vgrajenega WEB strežnika. Programiranje krmilnikov postaja vedno bolj dovršeno. Tako vse več dobaviteljev ponuja funkcionalnosti kot npr., da se na krmilnem nivoju izbere ena od ponujenih aplikacij in programska oprema avtomatsko izvede tudi programsko logiko, ki jo lahko potem programer poljubno predela. Ta rešitev se na primer pri Desigo krmilnikih imenuje “Get Datapoints and Logic from a Solutionˮ. Komunikacijske protokole nadzornih sistemov najlažje razdelimo v dve skupini: industrijski komunikacijski protokoli in industrijski protokoli stavbne avtomatike. Najbolj uveljavljeni industrijski komunikacijski protokoli so Ethernet, Modbus in Profibus, komunikacijski protokoli stavbne avtomatike pa BACnet in LON. Razlika med njimi je, da industrijski komunikacijski protokoli prenašajo preproste podatke, kot so bit, byte, Word, itd. Komunikacijski protokoli stavbne avtomatike pa prenašajo kompleksne podatkovne objekte kot npr. urnik, ki so sestavljeni iz več podatkov, ne zgolj iz ene vrednosti. Za izmenjavo podatkov med nadzornimi sistemi različnih proizvajalcev že vrsto let prevladuje OPC protokol preko Ethernet-a. Kar se tiče ekranskih prikazov oziroma grafičnih pregledovalnikov in urejevalnikov, vsi obravnavani nadzorni sistemi zagotavljajo dinamizirane objekte, knjižnice objektov in simbolov, Desigo CC pa ima najnaprednejši inženiring s funkcijo t.i. “Associated Graphicsˮ, ki z vnosom podatkovne točke na sliko sama poda tudi najbolj primeren grafični simbol. Desigo CC ponuja tudi povsem nov princip upravljanja za operaterje s petimi okni, med katerimi je tudi “System Browserˮ, ki je podoben raziskovalcu v Windows-ih. Razlika med obravnavanimi nadzornimi sistemi je tudi v številu podprtih tipov grafičnih datotek, ki se lahko direktno uvozijo v ekranske prikaze. Vsi obravnavani nadzorni sistemi imajo dovršeno zgodovino oziroma shranjevanje vrednosti meritev in dogodkov, pri čemer je povsod osnova za shranjevanje “Microsoft SQLˮ baza podatkov. Dobavitelji nadzornih sistemov stavbne avtomatike že več let zagotavljajo shranjevanje podatkov tudi na nivoju krmilnikov (t.i. “Offline Trendsˮ), dobavitelji nadzornih sistemov industrijske avtomatike pa so začeli implementirati to funkcionalnost v zadnjem času. Vsi nadzorni sistemi so se pravočasno prilagodili zahtevam trga in omogočajo t.i. energetska poročila, ki so glavno orodje za spremljanje in optimizacijo porabe energije. V osnovi energetska poročila omogočajo prikaz grafov porabe energentov in izvoz podatkov v datoteke, največkrat v excel. Izjema je le Desigo CC, pri katerem bodo energetska poročila na voljo šele v verziji MP3.0. Podobno lahko trdimo tudi za zagotavljanje skladnosti z zahtevami v farmacevtski industriji. Vsi obravnavani nadzorni sistemi omogočajo sledenje spremembam z zaščiteno bazo podatkov (t.i. “Audit Trailˮ) in elektronsko podpisovanje. To je izvedeno z instalacijo dodatnih programskih modulov oziroma aplikacij in ni del osnovnega programa nadzornega sistema. Izjema bo Desigo CC, kjer bo to implementirano znotraj edine aplikacije, vendar šele z verzijo MP3.0. Glavna razlika med nadzornim sistemom Desigo CC in ostalimi obravnavanimi nadzornimi sistemi je, da je Desigo CC zasnovan na t.i. “One Layerˮ konceptu, kar pomeni, da so vse funkcije in možnosti implementirane znotraj ene in edine aplikacije. Pri ostalih nadzornih sistemih pa obstaja več dodatnih programskih modulov oziroma aplikacij (t.i. “Multi Layerˮ koncept), s katerimi se zagotovi dodatne funkcionalnosti, kot so npr. energetska poročila, skladnost s farmacevtskim standardom 21 CFR Part 11 itd. Desigo CC je tudi nadzorni sistem, ki prinaša revolucionaren koncept glede integracije različnih disciplin stavbne avtomatike. Do nedavnega so bili požarni sistem, video nadzor, kontrola pristopa itd. strogo ločeni od nadzornega sistema za klimatizacijo in ogrevanje. Desigo CC je združil vse discipline znotraj ene aplikacije, kar prinaša številne poenostavitve za operaterje. Obravnavani nadzorni sistemi zagotavljajo še številne funkcije, ki jih sodoben nadzorni sistem mora imeti: pregledovalnik alarmov in dogodkov, WEB strežnik, strežnik/odjemalec arhitekture sistema, večnivojska zaščita dostopa do sistemov in objektov, generator običajnih poročil itd. Na trgu se pojavlja tudi vse več enostavnih, včasih celo brezplačnih nadzornih sistemov, ki že ponujajo vse osnovne funkcionalnosti, ki jih ima sodoben nadzorni sistem. V tem delu so obravnavani trije taki, in sicer ACS790, N152 in OZW772. Pojav tovrstnih nadzornih sistemov je vzpodbuda večjim dobaviteljem nadzornih sistemov k novim in naprednejšim idejam in rešitvam. Nedvomno bo razvoj nadzornih sistemov še silovit in bo potekal v koraku z razvojem računalniške tehnologije in industrije. Predvideva se polna podpora mobilnim aplikacijam, podpora vsem standardnim protokolom preko etherneta, poenostavitev elektronskega podpisovanja in elektronskih poročil, poenostavljen “One Layer” aplikacijski model, kar pomeni, da bo nadzorni sistem ena sama aplikacija, ki zmore vse. V tem delu so podani še predlogi za izboljšave kot npr. podpora Konnex komunikacijskemu protokolu preko etherneta, zanesljiva zaščita pred nepooblaščenim kopiranjem izvorne kode, standardizacija podprtih grafičnih datotek itd. Dejstvo pa je, da se razvoja natančno ne da predvideti. Poleg tehnološkega vidika bo imela zelo velik vpliv na razvoj nadzornih sistemov tudi globalna ekonomija.20162016-09-08 15:28:58Magistrsko delo84936VisID: 34227sl