Тема 7.2 Архитектура SCADA-системы iFix

Сетевая архитектура iFIX использует принцип иерархичности, при котором отдельные компьютеры или другое вычислительное устройство становится уязвимым к отказам, возникающим в сети. Архитектура системы iFIX позволяет распределять критические функции мониторинга и оперативного управления производством между всеми узлами сети, используя распределённую, централизованную и смешанную обработку и передачу данных.

В основу построения большинства систем положен иерархический принцип, при котором отдельный компьютер становится чрезвычайно уязвимым по отношению к возникающим в сети отказам системы. Архитектура системы iFIX позволяет распределять критические функции мониторинга и управления производством между всеми узлами сети.

В сети с распределенной обработкой каждый узел независимо выполняет предназначенную ему задачу. Преимуществом такой стратегии является то, что узлы могут отключаться, не нарушая работу сети в целом. Когда узел запрашивает данные из отключенного узла, сетевое программное обеспечение сообщает об этом запрашивающему узлу, так, что этот узел корректно справляется с потерей данных. С одной стороны, каждый узел является независимой станцией, а с другой - узлы могут получать данные из любого места сети. Например, узел iClient может отображать экранную форму, которая имеет связи со множеством разных SCADA-узлов, не требуя дополнительного конфигурирования и создания локальной копии базы данных.

В системе iFIX можно избирательно сконфигурировать те узлы в сети, которые могут иметь доступ к данным на SCADA-узле. Коммуникационная связь между двумя узлами в сети называется сеансом. Когда какой-нибудь узел устанавливает связь со SCADA-узлом, между узлами могут пересылаться данные и тревоги, как показано на рисунке №10.

Кроме того, можно сконфигурировать узел Y так, чтобы он автоматически оперативно связывался с удаленными SCADA-узлами, на которые узел Y специально не настроен. Эти связи, которые называются динамическими соединениями устанавливаются в программе SCU – конфигурирование удалённых узлов.

Большинство промышленных систем автоматизации устроены так, что каждый узел, которому нужно использовать данные SCADA узла, вынужден копировать всю базу данных, которая поддерживается на удаленном узле. В результате передача данных по сети забирает значительную часть системных ресурсов. Система iFIX считывает и записывает данные по запросам, и поэтому только затребованные данные перемещаются по сети. Такая стратегия сохраняет ресурсы для локальных задач.

Используя свойства системы iFIX и встроенные возможности совместного использования файлов системах Windows NT, Windows 2000 или Windows XP, можно хранить файлы, необходимые нескольким узлам, на одном подходящем узле. С помощью Проводника Windows, можно установить сетевое соединение с любым узлом в вашей локальной сети. При наличии такого соединения устанавливается доступ к любым общим файлам на данном узле, включая базы данных, экранные формы, расписания и другие важные файлы системы iFIX. Доступом других компьютеров к файлам совместного использования системы iFIX можно управлять, используя функции защиты Windows.

Рис. 22. иллюстрирует коммуникационная связь между узлами интегрированной системы.

Для выполнения необходимых функций некоторым приложениям необходим только один узел. Не требуется особых усилий, чтобы превратить узел распределенной сети в автономный и наоборот. Система iFIX работает в среде автономного компьютера так же эффективно, как и в сетевой распределенной среде. Рисунок 22 иллюстрирует архитектуру распределенной и централизованной обработки данных.Через OPC-сервер возможна передача следующих данных с объекта управления:

- состояние дискретных входов;

- состояние дискретных выходов;

- значения аналоговых входов;

- значения аналоговых выходов;

- состояние ввода-вывода защит;

- диагностические данные.

Рис. 22. Схема интеграции с OPC сервером

 

Узлы-клиенты для чтения данных обращаются к базе данных узла-сервера (рис. 23).

 

 

Информация обо всех параметрах технологического производственного процесса через контроллер передаётся, принимается по ОРС протоколу или DDE протоколу в базу данных iFIX и в удаленные приложения через OPC-сервер или DDE-сервер.

В структуре интегрированной системы существуют типовые функции серверов: ввода/вывода (сервер В/В), коммуникаций (COM сервер) и баз данных (серверы OBD/ABD - OBD-оперативная и ABD-архивная базы данных). Каждый сервер имеет свое имя Server Name. Например, функции сервера базы данных OBD/ABD могут выполняться на одном, двух и более компьютерах. Каждому из компьютеров присваивается идентификационное имя в сети (рис. 23). Если компьютер с IP-адресом 172.16.64.111 выполняет сетевую функцию сервера OBD/ABD, компьютер с IP-адресом 172.16.64.112 выполняет сетевую функцию панели оператора и компьютер с IP-адресом 172.16.64.113 является автоматизированным рабочим местом инженера, программиста, технолога, то в утилите SCU они будут называться узлами с именами FIX1, FIX2 и FIX3.

 

Рис. 23. Схема узла-клиента системы без графического ПО.

 

SCADA-системы имеет диалоги по установки связей между узлами FIX1, FIX2, FIX3 и ввода/вывода параметров производственных процессов.

Примеры интеграции многоуровневых систем автоматизации.